Способ оценки коррозионной стойкости материалов

Способ оценки коррозионной стойкости материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОЦЕНКИ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ по значению по роговых напряжений, включающий дина ческие испытания трехгрупп образцов и определение пороговых напряже ний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения длительности испытаний, две группы образцов испытывают при постоянных, но. различных для каждой группы амплитудах напряжений в диапазоне 0,6-0,8 предела текучести и определяют параметры А и в кривой длительной прочности, испытание третьей группы образцов проводят с постоянной скоростью oi увеличения гьмплитуды напряжений, которую задают исходя из формулы в(А/ьГехр{рё J, где йд - начальное напряжение, равное половине рабочего напряжения, сравнивают величину напряжения разрушения 6р для образцов третьей груп-, гш с расчетным значением, получен- § ным при допущении, что пороговое напряжение R равно нулю, и при несовпадений этих величин пороговое напряжение рассчитывают по формуле 6р (e ) to СП do ел

.Л0„„1027585 A

СОЮЗ СООЕТСНИХ

CNNII

РЕСПУБЛИК (5В 6 01 и 17/00

ГТ)СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP у

Ю ,::ч:, М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к автаеснсеа сеидкильствм (21) 3389986/25-28 (22) 04.02.82 (46) 07.07.83. Вюл. В 25 (72} В.B.Ïåðóíîâ, В.N.Kóæíàðåíêî и A.È.Ïàóëü (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по-строительству магистральных трубопроводов (53) 620.19.2(088.8} (56) 1. Стеклов О.И. Прочность свар= иых конструкций в агрессивных средах. М., "Машиностроение", 1976, с. 115-118.

2. Школьник Л.М. Методика усталостных испытаний. И. "Машиностроение", 1978, с. 98-99 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПЕНКИ КОРРОЗИОННОЙ

СТОЙКОСТИ NATEÐÈÀËÎÂ по значению пороговых напряжений, включающий динамические испытания трех групп образцов и определение пороговых напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения длительности испытаний, две группы образцов испытывают при постоянных, но. различных для каждой группы амплитудах напряжений в диапазоне 0,6-0,8 предела текучести и определяют параметры A и р кривой длительной прочности, испытание третьей группы образцов проводят с постоянной скоростью с увеличения амплитуды напряжений, которую задают исходя из формулы К=(Аф "exp(рб где 6с - начальное напряжение, равное половине рабочего напряжения, сравнивают величину напряжения разрушения 6р для образцов третьей группы с расчетным значением, получен- Е ным при допущении, что пороговое напряжение R равно нулю, и при несовпадении этих величин пороговое напряжение рассчитывают по формуле

6

R=p Ь (е -АрЫ) . Я

1027585

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам оценки коррозионной стойкости материалов, разрушение которых подчиняется линейному закону суммирования повреждений. 5

Известен способ оценки коррозионной стойкости материалов по значению пороговых напряжений, включающий выдержку нескольких групп образцов в корроэионной среде при раэлич- 10 ных для каждой группы образцов постоянных нагрузках или деформациях и .определение пороговых напряжений, ниже которых разрушение не наблюдается 11 j. 15

Недостатком этого способа является его большая длительность из-за необходимости испытаний большого количества образцов.

Наиблоее близким к предлагаемому является способ оценки коррозионной стойкости материалов по значению пороговых напряжений, включающий динамические испытания трех групп образцов с различной скоростью увеличения амплитуды напряжений для каждой группы и определение пороговых напряжений по величине разрушающих напряжений путем построения кривой зависимости разрушающих напряжений от скорости увеличения напряжений и экстраполяции этой кривой до пересечения с осью разрушающих напряжений 2 .

Недостатком данного спОсоба является низкая точность, так как не 35 учитывается зависимость пороговых напряжений от величины начальных напряжений, и большая длительность, так как необходимо проведение испытаний при напряжениях, близких к 40 пороговым.

Цель изобретения — повышение точности и сокращение длительности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу оценки коррозионной стойкости материалов по значению пороговых напряжений, включающем динамические испытания трех групп образцов и определение пороговых напряжений, две группы образцов испытывают при постоянных, но различных для каждой группы амплитудах напряжений в диапазоне 0,6-0,8 предела текучести и определяют параметры A и 8 кривой длительной проч- 55 ности, испытание третьей группы образцов проводят с постоянной скоростью d увеличения амплитуды напряжений, которую задают исходя из формулы d.=(4ð) "вхр(рД, ), где б, - на- 60 чальное напряжение, равное йоловине рабочего напряжения, сравнивают вели чину напряжения разрушения 6< для образцов третьей группы с расчетным значением, полученным при допущении, что пороговое напряжение R равно нулю, и при несовпадении этих величин пороговое напряжение рассчитывают по формуле Я = р On (e @ P.— А @Ы), На чертеже изображен график,.поясняющий предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим образом.

Две группы образцов испытывают при постоянных, но различных для каждой группы амплитудах напряжений в диапазоне 0,6-0,8 предела текучести, т.е. в области участка ограниченного ресурса кривой длительной прочности при напряжениях 6, заведомо превышающих рабочие напряжения. По результатам испытаний определяют параметры А и р участка ограниченного ресурса кривой длительной прочности, которые характеризуют долговечность материала образцов. Эти параметры определяют по формуле Ont p = On A — р, где t p — долговечность материала при постоянной амплитуде нагружения.

Затем задают скорость о увеличения амплитуды напряжений, исходя иэ формулы с =(Ар) вхр (р6 ) До начала испытаний третьей группы образцов рассчитывают значения прогноэируемых разрушающих напряжений б р. для величины начального напряженйя, равной половине рабочего напряжения, т.е. напряжения в рабочих условиях. При этом делают допущение, что пороговое напРЯжение Равно нУлю, и б р и определяют по формуле

6 „= р- Еп(МРЫ Е ).

Затем проводят испытания третьей группы образцов, начиная от начальных напряжений 6О, равных половине рабочих,с постоянной ранее заданной скоростью oL и определяют значение разрушающих напряжений 6 р . Сравнивают значение расчетных разрушающих напряжений 6р,„ с полученным экспериментально 6 и, если различие между сравниваемыми величинами не случайно в соответствии с критерием Стьюдента, то пороговое напряжение определяют по формуле Я

:- p On (e — АЭсС) °

В противном случае считают, что пороговое напряжение ниже планируемого уровня рабочих напряжений, т.е. материал не годится для эксплуатации в планируемых рабочих условиях.

Способ основан.на том, что при нагруженин образцов с постоянной скоростью амплитуды напряжений, разрушающее напряжение 6< является постоянной величиной (участок 0В на чертеже) и не зависит от величины начальных напряжений, если последние не превышают пороговое..В противном случае фактически разрушающие напряжения совпадают с прогнозируе1027585

Составитель Э.Карпитовская

Техред С.Мигунова Корректор A.Тяско

Редактор Ю.Середа

Заказ 4729/47 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5

Подписное.

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 мыми разрушающими напряжениями (участок ВС на чертеже), Наличие горизонтального участ.ка 08 на чертеже обусловлено отсутствием накопления повреждений.в исследуемом материале при напряжениях ниже пороговых, т.е. вне зависимости от начальных напряжений зарождение и развитие разрушения начнется только при достижении пороговых напряжений.

Пример реализации способа.

Оценку коррозионной стойкости материалов проводят на трех образцах для каждой группы иэ стали 20 размером 280 20 15 каждый. Испытания проводят в сероводородосодержащей среде состава: 5%-ный хлористый натрий, 0,5%-ный раствор уксусной кислоты, насыщенный сероводородом до концентрации 3 г/л, рН 3,153,3. Планируемые рабочие напряжения для трубопроводов иэ стали 20., транспортирующих сероводородосодержащие среды, составляют 100 МПа. Характеристики долговечности материала - параметры кривой длительной прочI

-ности, определенные для двух групп образцов при постоянных, но различ. ных для каждой группы образцов амплитудах напряжений равны A - -190 ч

= 0,0847 МПа, скорость о увеличения амплитуды напряжений, задают равной 0,078 МПа/ч. Расчетные разрушающие напряжения бр q равйы 120,8 МПа, а разрушакщие напряжения- 6, определяемые зксперименl0 тально, равны 171 МПа. Несовпадение расчетных и экспериментальных величин, согласно критерию Стьюдента, является значимым, что позволяет рассчитать величину порогового нап15 ряжения, которое равно 130 МПа, что превышает планируемые .рабочие напряжения, и, следовательно, конструкции иэ данного материала могут эксплуатироваться в даннъп(условиях.

Предлагаемый способ оценки коррозинной стойкости материалов позволяет с точностью и в короткие сроки определить пригодность материалов к эксп 5- луатации при планируефюм уровне рабочих напряжений.