Стан поверхні металу (включаючи первинні



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Стан поверхні металу (включаючи первинні



захисні плівки) десяті долі вольта (0.1-0.3 В)

 

Адсорбція атомів і молекул на поверхні соті та десяті до вольта

металу (особливо газів i ) (0.01 -0.2 В)

 

Механічні деформації та напруження тисячні та десяті долі

вольта (0.001 -0.15 В) \1

 

Хімічна природа і концентрація робочого розчину десяті долі вольта і

вольти (0.3- 1 В)

 

Температура (зміна на кожні 100С) соті долі вольта (0.01-0.02В)

 

1/ В місцях локалізації механічних деформацій і напружень (зварні з'єднання тощо) може бути значна мікроелектрохімічна гетерогенність металу (0.10-0.15 В).

 

Вплив залишкових напружень на анодну поляризаційну криву локальних ділянок зварного з'єднання показано на рисунку 1.2. Анодна поляризаційна крива для ділянки з максимумом напружень значно відрізняється від кривої для основного металу, який не зазнав зварювання. Ділянка кривої, яка відповідає області активного розчинення, зсунута в бік негативних потенціалів на величину 70 мВ, область пасивного стану зменшилась з 440 мВ для ненапруженого металу до 47 мВ; густина струму пасивації підвищилась на порядок.

Рисунок 1.2 – Вплив залишкових напружень на анодну поляризацію локальних ділянок зварного з’єднання сталі 1Х17Н2 [8]: 1 – основний метал; 2 – ділянка зони термічного впливу з максимальною концентрацією залишкових напружень.

Такий значний зсув потенціалу пасивації в бік негативних значень для біляшовної зони веде до особливої небезпеки локального порушення пасивного стану в тих робочих середовищах, де неіржавіюча сталь, при відсутності напружень, має високу корозійну тривкість. За цих умов підсилюється локальна корозія (в тому числі корозійне розтріс-кування) внаслідок наявності корозійних гальванопар на поверхні зварного з'єднання, таких як активна біляшовна зона - пасивна поверхня.

Інтенсивність корозії зварних з'єднань, зумовлену електрохімічною неоднорідністю, можна спрогнозувати [8] через визначення різниці потенціалу між основним металом, швом І зоною термічного впливу (ЗТВ). Для визначення електродного потенціалу використовують широко розповсюджений метод, заснований на вимірюванні локальних електродних потенціалів в краплях електроліту, який наносять на досліджувану область поверхні. Також використовують модель, засновану на врахуванні впливу кожного легуючого елементу на загальний потенціал сталі. Будь-який хімічний елемент в залежності від електродного потенціалу і процентного вмісту, підвищує або знижує потенціал основи - заліза на величину ( ), де ( - потенціал заліза (в морській воді дорівнює - 0.499 В); ( потенціал і-го елемента. В; Хі - процентний вміст і-го елемента в сталі. Підсумовуючи вміст всіх елементів, отримують залежність:

j = [[ (jFe - jXi )×Xi] - jFe XFe]×K; (1.1)

XFe = 100 - Xi (1.2)

де n - число легуючих елементів в сталі з відповідним потенціалом;
К- коефіцієнт, який враховує вплив структури і термічної обробки сталі
(для термооброблених сталей К@0.86; для зварного шва К приймають рівним 0.91) [8]; X - процентний вміст заліза в сталі;
m- загальне число елементів в сталі

Після підстановки значень потенціалів легуючих елементів, які визначали в морській воді відносно водневого електроду, формула (1) набуває вигляду:

j = [(-7,4 Mn – 0,46 Si + 2,53 Ni + 2,52 Cr + 3,25 Cu + 0,53 Nb + 3,22 Al + 3,8 Mo) 10-2 – 4,99 Fe 10-3 ] K

Розраховані та експериментальні значення різниці потенціалів DЕ між металом шва та основним приведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1-Розраховані та експериментальні значення різниці потенціалів DЕ між металом шва та основним металом [8]

Сталь Зварювання Електрод Dj , мВ   Експериментальна швидкість корозії шва, мм/рік
Розрах Експер Середня Максим.
15Г2АФД Ручне Механізоване Автоматичне УОНІ 13/55 Св-08Г2С Св-08МХ -32 -37 +2 -20 -40 +5 1,29 1,38 1,03 1,8 1,8 1,6
09Г2 Ручне Механізоване Автоматичне УОНІ 13/55 Св-08Г2С Св-ЮНМА -19 -32 +4 -20 -50 +10 1,30 1,55 1,10 1,72 2,0 1,63
 
09Г2С Ручне Механізоване Автоматичне УОНІ 13/55 Св-08Г2С Св-08ГА -30 -31 -26 -30 -40 1,38 1,40 1,29 1.98 2,1 1,8

Для врахування впливу погонної енергії зварювання на електродний потенціал шва можна використати залежність [8]:

jШ = j – (Q – 8,38) (1.3)

де, j - потенціал. В, визначений за формулою (1.2) при К=0,91;

Q - погонна енергія зварювання, кДж/см.

Методи захисту зварних з'єднань від корозії - це перед усім зниження електрохімічної гетерогенності зварного з'єднання, для чого використовують такі засоби:

1. Термообробка зварного з'єднання (як до зварювання так і після) -проводиться для зниження рівня залишкових напружень та електрохімічної гетерогенності зварного з'єднання яка обумовлена рядом факторів, в т. ч. нерівномірним розподілом легуючих елементів; одержання термодинамічно стійкої структури металу шва і зони термічного впливу, тощо.

2. Раціональне легування металу шва - хімічний склад металу шва повинен максимально наближатися до хімічного складу основного металу.

3. Вибір оптимальної технології зварювання (І, U, Q тощо) - яка повинна забезпечити мінімальний рівень залишкових напружень, зменшення розмірів зони термічного впливу та шва, оптимальну структуру в зварному з'єднанні з мінімальною електрохімічною гетерогенністю, тощо.

4. Механічна обробка зварного з'єднання - утворення на поверхні зварного з'єднання напружень стиску та ін.

5. Використання інгібіторів корозії.

6. Використання захисних покриттів.

7. Раціональне конструювання зварної конструкції, яке повинно забезпечити відсутність: зон застою корозійного середовища, контакту різнорідних матеріалів, тощо (рисунок 1.3-1.5).


а б

Рисунок 1.3- Приклади ємності з нижнім зливом

а- не раціональне, б- раціональне

а б в

Рисунок 1.4 - Конструкції зварних стикових з'єднань труб

а і б - піддаються щільовій корозії,

в - не піддаються щільовій корозії

 

Рисунок 1.5 - Приклад конструкції, де інтенсивна корозія виникає внаслідок контакту вузлів, які виготовлені з різних матеріалів 1 - стальна балка; 2 - алюмінієвий бак;
3 - мідний резервуар.


Експериментальна частина

Вимірювання електродного потенціалу характерних зон зварного з'єднання проводимо за допомогою потенціометра. Схема експериментальної установки приведена на рисунку 1.6.

 

Рисунок 1.6 - Схема установки Рисунок 1.7 - Закріплення

для вимірювання потенціалів на зразка в пластмасовій опорі

зварному з'єднанні 1- зразок

1 - пластмасова підставка 2- клема

2 – зразок 3- зварний шов

3 – клема 4- пластмасова підставка

4 - рухомий столик

5 - електрод порівняння

6 - потенціометр

Серед електродів порівняння найбільш часто використовують:

Водневий електрод - стандартний потенціал водневого електроду

1. Хлоридсрібний електрод -

2. Каломельний електрод - в залежності від концентрації розчину КСl розрізняють:

а) насичений каломельний електрод - заповнений насиченим розчином КСl

б) нормальний каломельний електрод - заповнений 1н розчином КСl

в) децінормальний каломельний електрод - заповнений 0.1 н розчином КСl

Для перерахунку на водневу шкалу електродних потенціалів, які визначені по відношенню до інших електродів порівняння, треба до потенціалу j i (визначеному експериментально) додати значення потенціалу електроду порівняння за водневою шкалою

(1.4)



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.98.69 (0.007 с.)