Поговорим о коррозии под действием напряжений у металлических материалов

Thread Content

Разрыв металлических материалов под действием напряженно-коррозионного воздействия — это явление коррозионного разрушения, возникающее под совместным действием статической растягивающей силы и коррозионной среды. Он отличается от повреждений, вызванных исключительно напряжениями; такая коррозия может возникать даже при крайне низких уровнях напряжений ； Оно также отличается от повреждений, вызванных исключительно коррозией: даже среды с крайне слабой коррозионной активностью могут приводить к коррозионным трещинам. Это часто внезапный рывкоподобный разрыв без предвестников, который может привести к серьезным авариям. Поэтому это форма разрушения с чрезвычайно большой опасностью. С учетом электрохимических процессов, происходящих в процессе развития трещин, коррозию под действием напряжений можно разделить на две основные категории: чувствительную к анодным реакциям и чувствительную к катодным реакциям. Стресс-коррозия, чувствительная к анодному реагированию, — это процесс образования и развития трещин под действием стресса, при котором основой является анодное растворение металла в зоне трещины; скорость роста трещин также определяется скоростью анодного растворения металла. Стресс-коррозия, чувствительная к катодным реакциям, — это вид такой стресс-коррозии, при котором происходит хрупкое разрушение в результате поглощения водорода на катоде; её также называют стресс-коррозией из-за водорода или просто водородной хрупкостью. Под стрессовой коррозией, как это обычно понимается, имеется в виду стрессовая коррозия, чувствительная к анодному реагированию. Характеристики коррозии под действием напряжений у металлических материалов можно описать с четырех точек зрения. 1. Напряжения. Напряжения, возникающие в результате воздействия внешних сил, в основном являются статическими. Они могут быть вызваны внешними нагрузками или силами, связанными с процессом монтажа (например, силой затягивания болтов, силой расширения и т. д.). Также напряжения могут возникать в результате внутренних процессов, происходящих во время обработки материала, термообработки, сварки и т. п. Независимо от источника, напряжение, приводящее к коррозионному разрушению под действием напряжений, должно содержать компонент растягивающего напряжения; сжимающее напряжение не может вызвать коррозионного разрушения. Кроме того, такое напряжение обычно довольно незначительно. Если не находиться в агрессивной среде, такое небольшое напряжение не приведет к механическому разрушению конструкции. Значение напряжения, вызывающего разрушение, должно определяться в зависимости от конкретных условий: материала, коррозионной среды и т. д. 2. Коррозионные среды. Материалы и среды, способствующие возникновению коррозии под действием напряжений, не являются произвольными; коррозия под действием напряжений возникает лишь тогда, когда эти элементы сочетаются между собой. Коррозионные среды, вызывающие коррозию обычной стали под действием напряжений, включают: растворы гидроксидов ； Водные растворы, содержащие нитраты, карбонаты и сероводород ； морская вода, смесь серной и нитратной кислот ； Растопленный цинк, литий ； Горячее растворение треххлористого железа ； жидкий аммиак. Среды, вызывающие коррозию под действием напряжений у аустенитных нержавеющих сталей, включают: кислые и нейтральные растворы хлоридов ； морская вода ； Растворенные хлориды ； Горячее растворение фторидов ； Раствор гидроксида иода. 3. Материалы: считается, что чрезвычайно чистые металлы не подвержены коррозии под действием напряжений; такое явление возникает только в сплавах или металлах, содержащих примеси. 4. Процесс разрушения а. Этап зарождения. Это период времени, предшествующий возникновению трещин от коррозии под действием напряжений, когда происходит подготовка к их образованию. б. Этап стабильного расширения трещины. Под действием совместного воздействия напряжений и коррозионных факторов трещины медленно расширяются. c. Этап нестабильного расширения трещин. Это последнее механическое повреждение. Кроме того, ещё одной особенностью коррозионного разрушения металлических материалов под действием напряжений является то, что происходящее разламывание металла не зависит от его толщины. Здесь не применим случай, когда при большой толщине коррозия происходит медленно (равномерная коррозия). Поэтому увеличение толщины металла для замедления коррозионного разрушения под действием напряжений практически бесполезно.