Вызывающим разрушение

Для металлов с пониженной свариваемостью характерно образование горячих или холодных трещин в шве и з. т. в. (рис. 5.48). Причины возникновения трещин: снижение прочности и пластичности как в процессе формирования сварного соединения, так и в по-слесварочный период вследствие особенностей агрегатного состояния, полиморфных превращений и насыщения газами; развитие сварочных деформаций и напряжений, вызывающих разрушение металла, если они превышают его пластичность и прочность.

Число циклов нагрузок, которые материал выдерживает до разрушения, зависит от максимального напряжения и интервала между Крайними значениями напряжений цикла. По мере уменьшения величины напряжений число циклов, вызывающих разрушение, \величивается и при некотором достаточно малом напряжении становится неограниченно большим. Это напряжение, называемое пределом выносливости, полагают в основу прочностного расчета деталей, подверженных циклическим нагрузкам.

Таким образом, в случае отсутствия эффективных противокоррозионных мероприятий при эксплуатации коммуникаций и оборудования в условиях воздействия сероводородсодержащих сред возможно изменение коррозионно-механических свойств материалов, образование блистеров, расслоений и коррозионных трещин, вызывающих разрушение металлических конструкций.

их соотношения, Действительно, при совместном действии изгиба и кручения вал может разрушиться при большом изгибающем и малом крутящем моментах или, наоборот, разрушение может произойти при малом изгибающем, но большом крутящем моментах. Каждому отношению величин изгибающего и крутящего моментов соответствует определенная величина напряжений, вызывающих разрушение вала. Определить опытным путем опасные напряжения для сложного напряженного состояния при всех возможных комбинациях силовых факторов невозможно из-за трудности постановки опытов и практически неограниченного объема испытаний.

В циклах водной очистки поверхностей нагрева котла происходит резкое охлаждение не только слоя золовых отложений и шлака, а также оксидной пленки и металла. Возникающие при этом температурные градиенты являются источником дополнительных термических напряжений, вызывающих разрушение ок-

В заключение отметим что, все описанные выше критерии определяют замкнутые поверхности в пространстве напряжений. Независимо от исходных предположений относительно природы микромеханических явлений, вызывающих разрушение, практическая ценность любого критерия определяется тем, насколько хорошо он аппроксимирует экспериментальные результаты. Для инженерных приложений существенное значение также имеет простота использования критерия.

Во всех металлических материалах при циклической нагруженйи даже с напряжениями, гораздо меньшими, чем временное сопротивление, образуются трещины. Этот процесс называется усталостью материала. Между амплитудой напряжения в цикле и числом циклов нагрузок, вызывающих разрушение, имеется зависимость, описываемая усталостной кривой — так называемой кривой Вёлера. На рис. 2.19 показана такая кривая для углеродистой стали с пределом циклической прочности при нагружении на знакопеременный изгиб с напряжением 210 МПа. При амплитуде, равной пределу циклической прочности, кривая Вёлера идет горизонтально, т. е. меньшие амплитуды уже не могут вызвать разрушения при любом большом числе циклов нагружения. При коррозионном воздействии предела циклической прочности нет. Кривая амплитуда •— число циклов до разрушения при стационарном потенциале UR круто опускается вниз. Пассивация анодной защитой с повышением потенциала до UH = = +0,85 В приводит лишь к незначительному повышению числа циклов нагружении до разрушения. Напротив, катодная защита дает заметный эффект. При t/H =—0,95 В достигаются такие же значения числа циклов, как и при испытании на воздухе [70].

В настоящее время вопросам бактериальной коррозии в природных средах (наземной, подземной и подводной), а также в разных отраслях промышленности посвящено значительное число исследований [42—47]. Некоторые ученые считают, что из общего числа повреждений 15—20% приходится на долю микробиологической коррозии [43]. Изучена группа бактерий, вызывающих разрушение не только углеродистой стали, но и нержавеющих сталей, меди, латуни, хрома, алюминия, ванадия и других металлов. Эти микроорганизмы проявляют себя как некие биологические деполяризаторы.

скорость роста трещин, вызывающих разрушение стекла, увеличивается, и молекулы активной среды не успевают следовать за растущими трещинами и влиять на разрушение. С увеличением напряжения происходит переход от П.в.з. в среде к П.в.з. в вакууме. При напряжениях, близких к критич. <тк влияние среды исчезает.

диаграммы выносливости титана в полулогарифмической шкале. У других материалов, например у сплавов меди, асимптота имеет, по-видимому, нулевую ординату (рис. 4.73), т. е. предел выносливости в принятом нами смысле равен нулю. Для таких материалов вводится понятие условного предела выносливости; под последним понимается величина напряжений, вызывающих разрушение при числе циклов, равном заданному N. Таким образом, изделие из такого материала, работающее при переменных напряжениях, должно иметь ограниченный срок службы, в течение которого

других машин И механизмов. В основном они применяются для прямолинейного перемещения элементов управления. Эти электромагниты предназначены для работы в воздушной среде, а также в среде, насыщенной масляной пылью. Они не могут быть использованы для работы во взрывоопасной среде или в среде, содержащей едкие газы и пары в концентрациях, вызывающих разрушение металлов и изоляции, в среде, насыщенной токопроводящей пылью, и при наличии резких толчков и сильной тряски.

Параметр "текущее напряжение" <ттек, входящий в (5.7), по своей, сути является кольцевым растягивающим напряжением, вызывающим разрушение трубы. Первоначально, для грубой оценки этого параметра, Г.Т. Ханом и А.Р. Розенфильдом [175] было предложено брать среднее между пределом текучести (стт) и временным сопротивлением (сг„) стали. В дальнейшем комитет NG-18 американской газовой ассоциации (AGA), с целью уточнения значения этого параметра, на базе института Баттеля провел серию испытаний полномерных труб (несколько сотен) с дефектами, полученными в процессе эксплуатации и нанесенными искусственно. Трубы разрушались избыточным давлением с фиксацией величины последнего. Следует отметить, что такого рода испытания проводятся по настоящее время с целью дальнейшего уточнения значения указанного параметра.

ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ — прочность материала, находящегося длит, время в напряжённом состоянии при высокой темп-ре. Характеризуется обычно пределом Д. п., т. е. напряжением, вызывающим разрушение образца при заданном времени действия нагрузки и темп-ры. При испытании материалов для ракет это время может составлять неск. с, для стационарных турбин—до сотен тыс. ч. Предел Д. п. чаще всего определяют при растяжении. Д. п. большинства материалов с повышением темп-ры снижается; она зависит также от хим. состава, микроструктуры (размера зерна, формы, размера и характера распределения частиц фаз-упрочнителей), состояния поверхности образцов (снижается при увеличении шероховатости), окружающей среды (может резко снижаться при взаимодействии образца с легкоплавкими жидкими металлами). Д. п. наряду с сопротивлением ползучести и жаростойкостью — важная хар-ка при выборе жаропрочных сплавов.

Предел прочности (временное сопротивление) 0В характеризуется напряжением растяжения, вызывающим разрушение материала (образца).

Предел длительной прочности одт характеризуется напряжением, вызывающим разрушение материала за заданный срок т при данной температуре t. Срок службы деталей паровых турбин т == 105 ч; соответственно используется величина 0105. Для лопаточного аппарата судовых газовых турбин т = 10ч-20 тыс. ч (менее — в ГТД авиационного типа). Предел длительной прочности служит основной характеристикой в расчетах деталей при повышенных температурах.

Б барабанной печи, вследствие равномерного подъёма температуры от входного конца к выходному, термическая составляющая в разрушении кусков выражена не явно. Для печей этого типа характерным является истирание кусков друг о друга и о поверхность футеровки. Для этих печей с "гладкой" футеровкой кривая распределения крупности по диаметральному сечению обуславливает неравномерность прокаливания кокса. Мелкие фракции кокса перекалены, так как большее время находятся под действием радиационного излучения факела топливной форсунки. Крупные куски наоборот постоянно экранированы коксовой мелочью и потому являются непрокалёнными. Учитывая это, была разработана барабанная печь с ребристой футеровкой (рисунок 4). Наличие рёбер позволяет поднимать прокаливаемый кокс на большую высоту. При этом коксовая мелочь не поднимается вместе с крупными кусками, так как в рёбрах сделаны отверстия, через которые она (мелочь) просыпается обратно вниз. Этим достигается увеличение времени пребывания крупных фракций в зоне освещения их факелом форсунки и уменьшается вероятность их измельчения, вследствие падения их на "подушку" из коксовой мелочи. Подовая печь является гораздо более поздней и более современной конструкторской разработкой. По сравнению с барабанной печью она имеет свои преимущества и недостатки. Основным фактором, вызывающим разрушение кусков в печи этого типа является "тепловой удар" - жесткий режим нагрева кокса. Скорость ггодъёма температуры в кусках кокса достигает 500°С/мин., что значительно превышает допустимое значение. Дополнительное измельчение

в тетрагональную кристаллическую фазу с большим объемным изменением, вызывающим разрушение. Добавка около 5 мас.% СаО или некоторых других окислов позволяет этого избежать (стабилизирует двуокись циркония) и приводит к образованию кубической двуокиси циркония со структурой плавикового шпата.

Таким образом, статистическое распределение каждого параметра элемента, определяемое обычно путем испытания партии элементов при известной нагрузке в течение определенного времени и измерения изменений параметров, в общем случае зависит от предыстории элемента, от того, каким нагрузкам он подвергался ранее, особенно если использовался при предельных нагрузках, близких к усталостным или вызывающим разрушение. Воздействие на элемент нагрузки, превышающей установленный уровень, приведет к повышению вероятности отказа данного элемента. Это значит, что схемы должны быть рассчитаны так, чтобы удовлетворялись критерии худшего случая.

В результате испытаний (при заданной температуре) 8—10 образцов при разных напряжениях получают кривую в координатах напряжение — число циклов до разрушения. Левый ниспадающий участок этой кривой характеризует сопротивление металла большим, перегружающим образец, напряжениям. Второй, горизонтальный, участок соответствует напряжениям, не вызывающим разрушение образца при весьма большом, порядка 108, числе циклов испытания; это так называемый физический предел усталости. При относительно небольшом повышении температуры испытания (для перлитных и хромистых нержавеющих сталей примерно до 400° С, а для аустенитных примерно до 550° С)

3. Элементы (Se, S, О, Те и др.), образующие с медью хрупкие химические соединения (например, Cu2O, Cu2S). Увеличение содержания серы в меди, с одной стороны, обеспечивает повышение качества ее механической обработки (резанием), с другой стороны, вызывает хладноломкость меди. Присутствие кислорода в меди является причиной ее «водородной болезни», проявляющейся в образовании микротрещин и разрушении при отжиге (/ > 400 °С) в водородсодержащей среде. В данном случае водород, активно диффундирующий в металл, отнимает кислород у закиси меди Си2О с образованием паров воды. В металле возникают области с высоким давлением, вызывающим разрушение материала.

нение трещины и прекращение ее роста в тупиковых зонах [25, 127]. Трансверсальная энергия разрушения может быть также повышена эластифицированием полимерной матрицы [26], а также уменьшением степени анизотропии материала поперечным расположением слоев волокон, вызывающим разрушение материала по сложному механизму.