6.1.5. ВЛИЯНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СРЕДЫ НА ПЛАСТИЧНОСТЬ СТАЛИ ПРИ МЕДЛЕННОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ

До недавнего времени исследование чувствительности материала к коррозионной среде проводили при статических испытаниях образцов. Обычно одноосные образцы нагружали до определенного значения напряжений или деформаций и фиксировали время их разрушения. Серия такого рода испытаний позволяла получить зависимость долговечности от действующих напряжений [21, 175, 209, 239]. Если образец при напряжениях не разрушался за некоторое установленное время испытаний (обычно 1000 или то считалось, что при материал не чувствителен к коррозионной среде, в которой проводятся испытания. Если же предел прочности), то считалось, что данная коррозионная среда не влияет

на исследуемый материал. В то же время опыт эксплуатации конструкций различного назначения, в частности элементов энергетического оборудования, показал, что указанные статические испытания не всегда дают адекватную оценку склонности материала, работающего в составе конструкции, к коррозионному растрескиванию. Так, при отсутствии перманентного деформирования материала образующиеся окисные пленки на поверхности образца могут привести (в зависимости от их плотности) к снижению темпа доступа коррозионной среды в глубь металла и тем самым повысить его сопротивление коррозионному растрескиванию. В случае же перманентного деформирования материала вероятность разрушения окисных пленок увеличивается и материал, который оказывался нечувствительным к коррозионной среде при статическом нагружении (на определенной базе испытаний), оказывается чувствительным при испытаниях с изменяющейся во времени нагрузкой [21, 161, 175, 188, 209]. Поэтому в последнее время исследование материала на коррозионное растрескивание проводят посредством испытаний на растяжение одноосных образцов при медленном деформировании [62, 161, 441]. Такого рода испытания позволяют исследовать влияние состава коррозионной среды на тот или иной материал за время испытаний, значительно меньшее, чем потребовалаось бы при статическом нагружении образцов [161, 260, 377].

Влияние состава коррозионной среды на пластичность стали исследовали посредством испытаний гладких цилиндрических образцов диаметром нагружаемых с постоянной скоростью перемещения захватов Скорость деформации изменяли от до Рабочей средой служила дистиллированная вода с различным содержанием кислорода и показателем при и равновесных давлениях.

На рис. 6.8 и 6.9 представлены данные по влиянию скорости деформирования и температуры при различном составе водной среды на критическую деформацию, отвечающую разрушению образца. Видно, что степень влияния какого-либо компонента среды на (например, кислорода) зависит от конкретного состава остальных компонентов (например, pH). Поэтому при расчете долговечности коллектора представляется целесообразным использовать нижние огибающие экспериментальных данных зависимостей критической деформации от полученных при различном составе среды для температур эксплуатации холодного и горячего коллекторов (рис. 6.8 и 6.9). Из рис. 6.8 видно, что с понижением скорости деформирования критическая деформация уменьшается. Как уже упоминалось, такой

результат вполне соответствует закономерностям при испытании материалов в инертных средах в условиях ползучести (см. гл. 3).

Рис. 6.8. Влияние скорости деформирования на критическую деформацию стали при испытании в коррозионной водной среде: 1 и 2 — бескислородная среда с — кислородсодержащая среда с иижняя огибающая экспериментальных данных

Различие состоит в том, что снижение при уменьшении для материалов, испытываемых в относительно инертных средах, начинается при гораздо больших температурах, обеспечивающих рост повреждений по вакансионному механизму. В нашем случае (рис. 6.8) интенсифицирующую роль в росте повреждений вместо температуры играет коррозионная среда.

Рис. 6.9. Зависимость относительной критической деформации стали от температуры при различном составе водной среды. Обозначения см. на рис. 6.8.

Анализ влияния температуры на проводился при фиксированной скорости деформирования Полученные данные свидетельствуют о весьма существенном влиянии температуры на пластичность стали (рис. 6.9), что хорошо согласуется с данными работ . Влияние температуры на склонность к коррозионному растрескиванию обычно связывают с изменением фазового состава образующихся на металле окисных пленок или с активностью питтинг-коррозии [188, 260, 352, 421]. Результаты настоящих исследований подтверждают указанные причины влияния на так как при температуре среды 320° С на поверхности образца не было обнаружено следов питтинг-коррозии. При этом критическая деформация возросла по отношению к минимальной пластичности в 30 раз.