Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Средяяя скорость коррозии осиовиого металла и сварных соединений в природных коррозиоииых средах, мм(год Скорость коррозии Метод сварки ' Свар- ное соеди- ясяпс, Материал Среда Основ- ной мгтзлл 0,044 0,046 0,041 0,061 Ручная !!од флюсом АНЗ46 ! В СО Аргояодуговзя Стзси Городская атмосфера ~ (испытвиия 4 года) ! 0.027 АМгбН 0.0! б Ручная В СО» О,!4 0,00 0,006 0,004 ! Столь 20: без покрытия с пи я ковым по- крытием Водопроводиая вода (испытвиия 1 год) Ручная В СО, Ручивя, в СО| 0 !О 010 Морская вода (испытания 1 год в Черном море) Ст4с 09Г2 0,20 ГВХСНД электродом УОНИ-13(46; в среде СО,— * Ручная дуговая сварка производилась ! проволокой СВ-08Г2С. и Существуют общие методы повышения стойкости металлических конструкций и специальные (табл. 8) методы, учитывающие особенности сварных соединений и технологию производства сварных конструкций. Общие методы включают: 1) рациональный выбор и разработку новых свариваемых коррозионно-стойких конструкционных материалов; 2) рациональные конструирование, технологию изготовления и эксплуатацию изделий; 3) применение защитных покрытий †металлическ (горячих, гальванических, диффузионных, металлизационных, наплавленных, плакировочных); покрытий, созданных путем химической и электрохимической обработки поверхности (оксидирование, фосфатирование, анодирование, хромирование); неглеталлических покрытий органических (органические смазки, лакокрасочные, высокополнмерные смазки) и неорганических (цементные и бетонные покрытия, эмали, керамика и др.); 4) применение методов торможения коррозии (обработка коррозионной среды, удаление стимуляторов и введение замедлителей ингибнторов коррозии); электрохимическая защита с подачей внешнего тока (катодная и вводная); применение протекторов.
Основным способом повышения стойкости сварных соединений против общей коррозии является обеспечение катодности (более положительного электродного потенциала) соединения по сравнению с основным металлом (анодом) и минимальной разности потенциалов, т. е. а) ЛгР- ппп; (Рп„Чг,= Ч)и'1 б) д(р) гп)п( ЛЧг((гп)1 Вгрг(з ) = ~Ч1(игах (р) гп1п!ю,з ~(р1пгах Чгпг(п !и Эти условия определяются правильным выбором присадочных материалов, конструкции шва, доли участия в формировании шва основного и присадочного материалов, методов и режимов сварки. Изменения технологических методов, применяемых при сварке, относительно мало влияют на коррозионные свойства термически стабильных материалов (табл. 9), но могут существенно влиять на свойства нестабильных материалов.
Основными способами повышения стойкости сварных соединений коррозионно-стойких аустенитных сталей против межкристаллитной коррозии являются: а) уменьшение содержания углерода в стали; б) стабилизация стали титаном и ниобием; в) создание в стали двухфазной структуры и содержание второй фазы ( 5 — !0%); г) высокие скорости охлаждения металла в области критических температур при сварке, предотвращающие образование карбидов; д) гомогенизнрующая обработка сварных соединений — закалка при !050 — 1100' С с обязательным быстрым охлаждением или стабилизирующий отжиг в течение 2 — 4 ч при 850 — 900' С.
Повышение стойкости против коррозионных разрушений в напряженном состоянии связано в основном с выбором материала и улучшением напряженного состояния. Способы повышения сопротивляемости сварных соединений коррознонным разрушениям рассмотрены в работах !4, б, 7).
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И расчетах элементов сварных конструкций, работающих в агрессивных средах, следует учитывать: 1) влияние физико-химического воздействия сварки на металл, качество сварного соединения и его конструкцию; 2) воздействие агрессивной среды; 3) доминирующий тип отказов (общая коррозия, МКК, коррозионное растрескивание). Расчет можно производить по несущей способности из условий прочности и местной повреждаемости, а также сочетания этих предельных состояний.
Для случаев общей коррозии может быть использован метод расчета по допускаемому напряжению при растяжении с учетом изменения свойств металла под действием сварки и среды. Расчетная величина напряжений в сварных соединениях в этом случае расч " р доп нь(г где а, )а'1(г — допускаемые напряжения основного металла в исходном состо- ЛОП' ~ Р1 янин и сварного соединения при коррозии; ! ясм ! — коэффициент снижения прочности сварного соединения по сравнению с основным металлом в исходном состоянии; ~ й, ~ — коэффициент, характеризующий снижение прочности сварного соединения вследствие воздействия коррозионной среды; )гзф — эффективный коэффициент концентрации при коррозии.
Приближенно й~~ = 1+ ргг ()г„— 1), где )1" — чувствительность металла к надрезу в среде; Й, — теоретический коэффициент концентрации. Например, толщина обечайки 5 и допускаемое давление р п сосуда или аппарата, работающего под давлением, в соответствии с изложейными соображениями могут быть С С ро 2 [ар|гг (5 — 2Сс) — + с ы Рхоп р+5 Г р3 с 5 — С (формулы применимы при условии — -0,1); Р— внутренний диаметр сосуда или аппарата; С, — припуск на коррозию сварного соединения; С, — дополнительный припуск по технологическим, монтажным и другим соображениям; С,= „,; С вЂ” припуск Ва коррозию основного металла; !йсм !д — коэф- С ь ~'гсм,д Коррозионная стойкость и прочность сварных соединений Рекомендации по расчету фициект, характеризующий изменение глубинного показателя коррозии сварного соедикения по сравнению с основным металлом.
Для определения эквивалентного напряжения можно воспользоваться энергетической теорией, в соответствии с которой а = )г"(а +а,)з+(аз — аз)з+(аз — а,)з; 1 зкв — 2 для двухосного напряженного состояния о,„„ = )г' оз, †агав+а. При опасности коррозионного растрескивания конструкцию следует рассчитывать. а) по величине допускаемого напряжения [а'10 для данной среды; б) по Рз' величине критических напряжений ак, вызывающих возникновение н развитие коррозконкой трещины; в) по предельно допускаемой глубине коррозионной трещины или дефекта типа трещины.
Расчетные напряжения определяют исходя из наиболее жесткого условия. Расчет по допускаемому напряжению ~а' 1а, определяемому для данной кР 1 среды в соответствия с приведенными выражениями, является необходимым, но недо таточным условием прочности конструкции, если акр ( [о'1в. В свою очередь, в зависимости от кинетики коррозионного растрескивания следует принимать во внимание два предельных напряженных состояния: а) предельное напряженное состояние, вызывающее возникновение и начало докритического роста трещины; это напряженное состояние характеризуется величиной пороговых напряжений ап „, ниже которых в элементах конструкции, не имеющих начальных дефектов типа трещин, коррозионного растрескнвания не наступает, к предельным напряжением а„, соответствующим предельному коэффициенту й интенсивности напряжений К„„в материале, имеющем начальные дефекты; б) предельное напряженное состояние, соответствующее переходу докритического роста трещины в лавинное механическое разрушение.
Это состояние характеризуется соответствующим критическим напряжением ак, и связанным с ним коэффициентом интенсивности К,. Условиями прочности в первом случае являются о а, =:. опор (а ), К, К,з„; во втором случае а „„.= о,, К, ~ К,. Прн выборе допускаемого предельного напряженного состояния (из условий предотвращения образования трещины нли разрушения) следует исходить изтребовакнй, предъявляемых к конструкции, заданного ресурса работы и кинетики развития коррозионной трещины для данной пары металл — среда.
В случае !зар = (рззз, т. е. малого периода докритического роста трещины, расчет кеобходимо производить из первого условия — недопущения трещины. В случае продолжительной фазы докритического роста трещины расчет производят как по первому условию (а„ор, о„, К, „), так и повторому(ок, К,с) с учетом заданного ресурса работы конструкции. В случае опасности коррозиопного растрескивания в расчете необходимо учитывать остаточные сварочные напряжения, так как тогда действует принцип суперпозиции. Поэтому должно выдерживаться условие авп+ аост ~ о„,р, т.
е. асс, «-- а.,„р — а„н, откуда следует, что для повышения работоспособности конструкции необходимо принимать меры для снижения остаточных напряжений. Таким образом, при расчете: 1) устанавливают и сопоставляют допускаемые растягнвающие напряжения из условия прочности [0~1 и допускаемые пороговые напряжения в данной с1Р среде [апо.,[; 2) если )о~~~ < ~оп..,~, то исполнительные элементы конструкции рассчитывают из условий прочности по [0~1, затем определяют допускаемый уровень остаточных напряжений [аост) =.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
