Способ определения склонности сталей к общей коррозии



Способ определения склонности сталей к общей коррозии
Способ определения склонности сталей к общей коррозии
Способ определения склонности сталей к общей коррозии

 


Владельцы патента RU 2410669:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) (RU)

Изобретение относится к способам оценки подверженности сталей к общей коррозии с использованием деформационных параметров при отсутствии специальной коррозионной среды. Способ включает измерение деформационных параметров, характеризующих сталь. Причем измерение деформационных параметров осуществляют поступенчатым растяжением образцов с остановками процесса погружения на каждом i-ом уровне до момента появления первого пластического деформационного скачка. Затем определяют его величину Δlп и соответствующую ей упругую деформацию Δlу на данном уровне нагружений, и по их соотношению с учетом напряжения на первом скачке. При этом определяют деформационный параметр К по формуле

где Δlп - величина первого пластического скачка деформации последействия, мкм, Δlу - величина упругой деформации на данном уровне нагружения, мкм, σв - предел прочности стали, МПа, σi - напряжение на участке первого пластического деформационного скачка, МПа, и по деформационному параметру К оценивают склонность стали к общей коррозии. Причем при значении К<0,28 сталь несклонна к общей коррозии, при значении К=0,28-0,63 сталь слабосклонна к общей коррозии, а при К>0,63 сталь склонна к общей коррозии. Техническим результатом изобретения является повышение производительности, сокращение времени определения склонности различных марок сталей к общей коррозии и снижении трудоемкости испытаний. 3 ил.

 

Изобретение относится к способам оценки подверженности сталей к общей коррозии с использованием деформационных параметров при отсутствии специальной коррозионной среды.

Известен способ определения стойкости металла подземных трубопроводов к стресс-коррозии, включающий воздействие на испытуемый образец водородсодержащей коррозионной среды (см. патент РФ №2222000, МПК7 G01N 17/00, опубл. 20.01.2004 г.).

Недостатком данного способа является невозможность оценки склонности стали к общей коррозии и наличие коррозионной среды, что повышает трудоемкость испытаний.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ оценки склонности трубных марок сталей к стресс-коррозии, включающий измерение деформационных параметров, характеризующих сталь (см. патент РФ №2299420, МПК8 G01N 17/00, опубл. 20.05.2007 г.).

Недостатками прототипа являются низкая производительность и наличие коррозионной среды, трудоемкость измерительных действий, оценка склонности сталей только поверхностных ее слоев по деформационным параметрам, ограниченная определенной группой марок сталей область применения способа.

Задачей технического решения является сокращение времени определения склонности любых марок сталей к общей коррозии (продолжительностью до 1 часа) и снижение трудоемкости испытаний.

Решение технической задачи достигается тем, что в способе определения склонности сталей к общей коррозии, включающем измерение деформационных параметров, характеризующих сталь, согласно изобретению измерение деформационных параметров осуществляют поступенчатым растяжением образцов с остановками процесса нагружения на каждом i-ом уровне до момента появления первого пластического деформационного скачка, определяют его величину Δlп и соответствующую ей упругую деформацию Δlу на данном уровне нагружений, и по их соотношению с учетом уровня напряжения на первом скачке, определяют деформационный параметр К по формуле

где Δlп - величина первого пластического скачка деформации последействия, мкм,

Δlу - величина упругой деформации на данном уровне нагружения, мкм,

σв - предел прочности стали, МПа,

σi - напряжение на участке первого пластического деформационного скачка, МПа,

и по деформационному параметру К оценивают склонность стали к общей коррозии, причем при значении К<0,28 сталь несклонна к общей коррозии, при значении К=0,28-0,63 сталь слабосклонна к общей коррозии, а при К>0,63 сталь склонна к общей коррозии.

Данный способ позволит повысить производительность, снизить трудоемкость, сократив до 1 часа время испытаний, и определить склонность сталей к общей коррозии в условиях, приближенных к эксплуатационным.

Сущность способа поясняется графиками, где на фиг.1 изображены значения коэффициента К для разных марок сталей, на фиг.2 - изменение пластичности сталей после испытаний в коррозионной среде δко, на фиг.3 - зависимость деформационного параметра К от степени изменения пластичности δко.

Способ определения склонности сталей к общей коррозии осуществляют следующим образом.

Образцы цилиндрического типа с диаметром рабочей части ⌀=5,0 мм предварительно термически обрабатывали для снятия внутренних напряжений по режиму «отжиг». Были выбраны 4 марки сталей: железо-Армко, Ст 20, 12Х18Н10Т, Ст 45.

Для испытаний использовали специально разработанную малогабаритную испытательную установку (МИУ), позволяющую исследовать с высокой точностью реологические характеристики материалов. Нагружение образцов происходило медленно при скорости V=0,17 мм/мин по ступенчатому режиму со ступенью Δσ=0,03-0,05σв. Значения V и Δσ выбраны, исходя из удобства регистрации, соответственно, деформаций последействия и минимально возможной величины деформации последействия, фиксируемых индикаторами перемещений с ценой деления 1-2 мкм. На каждом уровне выполняли остановку процесса с выдержкой во времени до 2 мин. Так продолжали до тех пор, пока на одном из i-ом уровне были зафиксированы датчиками-индикаторами перемещения первые пластические деформации упругого последействия - Δlп. Измерив на этом уровне нагружения величину Δlу, получали деформационный параметр оценки К с учетом этого уровня

Общее время описываемых измерений в среднем составляло 50-60 минут. Для выбранных марок сталей распределение К выглядело следующим образом (см. фиг.1).

Параллельно с испытаниями на воздухе были проведены коррозионно-механические испытания образцов этих же марок сталей в коррозионной среде (см. фиг.2). Состав коррозионной среды был следующий: 3% NaCl + 0,5% C2H5COOH + CO2 (барботаж). Уровень pH раствора составил 3. Напряжение соответствовало уровню нагружения реальных конструкций σi=0,9σт, (где σт - предел текучести стали), при этом изменение пластических свойств по итогам данных испытаний соответствовало гистограмме (см. фиг.2). Продолжительность коррозионных испытаний составила 2 недели.

Сравнивая фиг.1 и фиг.2, можно отметить, что динамика изменения пластичности δко (где δк - пластичность стали после коррозионных испытаний, а δо - исходная пластичность стали) и деформационные параметры К связаны зависимостью, вытекающей из графика фиг.3: чем > δко, тем <К. При этом при значении К<0,28 стали считаются несклонными к общей коррозии, при значении К в пределах 0,28-0,63 стали считаются слабосклонными к общей коррозии, а при значении К>0,63 стали склонны к общей коррозии.

Использование предлагаемого способа определения склонности сталей к общей коррозии позволит по сравнению с прототипом повысить производительность определения склонности любых марок сталей к общей коррозии, снизить трудоемкость, сократив ее время до 1 часа, и определить склонность сталей к общей коррозии в условиях, приближенных к эксплуатационным, а также проводить испытания на воздухе при отсутствии специальной коррозионной среды.

Способ определения склонности сталей к общей коррозии, включающий измерение деформационных параметров, характеризующих стали, отличающийся тем, что измерение деформационных параметров осуществляют поступенчатым растяжением образцов с остановками процесса нагружения на каждом i-м уровне до момента появления первого пластического деформационного скачка, определяют его величину Δlп и соответствующую ей упругую деформацию Δlу на данном уровне нагружений, и по их соотношению с учетом уровня напряжения на первом скачке определяют деформационный параметр К по формуле

где Δlп - величина первого пластического скачка деформации последействия, мкм,
Δlу - величина упругой деформации на данном уровне нагружения, мкм,
σв - предел прочности стали, МПа,
σi - напряжение на участке первого пластического деформационного скачка, МПа,
и по деформационному параметру К оценивают склонность стали к общей коррозии, причем при значении К<0,28 сталь несклонна к общей коррозии, при значении К=0,28-0,63 сталь слабосклонна к общей коррозии, а при К>0,63 сталь склонна к общей коррозии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области прогнозирования коррозионных процессов, а именно к прогнозированию роста и развития питтингов. .

Изобретение относится к области испытаний материалов. .

Изобретение относится к исследованию сопротивляемости материалов коррозии. .
Изобретение относится к исследованию сопротивляемости материалов коррозии и может быть использовано для экспресс-оценки стойкости различных сталей и контроля качества изделий, например труб нефтяного сортамента, эксплуатирующихся в жидких биологически-активных средах и подверженных коррозии, индуцируемой микроорганизмами.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к конденсаторам, работающим под давлением хладагента с коррозионными свойствами и с водяным охлаждением. .
Изобретение относится к исследованию сопротивляемости материалов коррозии и может быть использовано для экспресс-оценки стойкости различных сталей и контроля качества изделий, например труб нефтяного сортамента, эксплуатирующихся в жидких биологически-активных средах и подверженных коррозии, индуцируемой микроорганизмами.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу прогнозирования электроизоляционных свойств композиционных материалов на длительный период времени во влажной среде.

Изобретение относится к технике коррозионного мониторинга подземных трубопроводов, в частности к датчикам коррозии. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для диагностирования аварийного состояния резервуаров, изготовленных из нержавеющих сталей, эксплуатируемых в технологических средах, содержащих галоидные ионы, в условиях возможного возникновения питтинговой коррозии.

Изобретение относится к области оценки коррозионной стойкости сталей и изделий из них, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах. .

Изобретение относится к способу предварительной обработки трубчатой оболочки топливного стержня для исследований материалов, в частности для исследований поведения в процессе коррозии

Изобретение относится к горной промышленности и подземному строительству, в частности к оценке и прогнозированию технического состояния железобетонных коллекторов инженерных коммуникаций
Изобретение относится к области исследований устойчивости материалов к световому воздействию, а именно к способу оценки светостойкости жидких флуоресцирующих многокомпонентных красящих составов

Изобретение относится к области силовой оптики, а именно к определению лучевой прочности поверхности оптической детали

Изобретение относится к исследованию антикоррозионных свойств материалов и их устойчивости к воздействию агрессивных сред и может быть использовано при разработке мероприятий по антикоррозионной защите оборудования в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к исследованию сопротивляемости материалов коррозии и может быть использовано для сравнительной оценки стойкости различных сталей и контроля качества нефтепромыслового оборудования, эксплуатирующегося в жидких биологически активных средах и подверженного коррозии, индуцируемой микроорганизмами

Изобретение относится к области испытаний материалов, а именно к определению изменяющихся во времени механических характеристик материалов, в частности износа материала под воздействием различных факторов

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения коррозионного состояния подземной части железобетонных опор электрохимическим методом без их откопки

Изобретение относится к области испытаний материалов, а именно к определению коррозионного износа тонкостенных элементов конструкций, в том числе пластин на металлической основе
Наверх