Способ оценки коррозионной стойкости материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам оценки коррозионной стойкости материалов, разрушение которых подчиняет ся линейному закону суммирования повреждений. Известен способ оценки коррозионной стойкости материалов по значению пороговых напряжений, включающий выдержку нескольких групп образцов в коррозионной среде при различных для каждой группы образцов постоянных нагрузках или деформациях и определение пороговых напряжений, ниже которых разрушение не наблюдается }, 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 постррения кривой зависимости разрушающих напряжений от скорости увеличения напряжений и экстраполяции этой кривой до пересечения с осью разрушающих напряжений С 21. Недостатком данного способа является низкая точность, так как не учитывается зависимость пороговых напряжений от величины начальных напряжений, и большая длительность, так как необходимо проведение испытаний при напряжениях, близких к пороговым. Цель изобретения - помлшение точности и сокращение длительности испытаний. Указанная цель достигается тем, что согласно способу оценки коррозионной стойкости материалов по значению пороговых напряжений, включающем динамические испытания трех груп 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 Аир кривой длительной прочности, испытание третьей группы образцов проводят с постоянной скоростью « увеличения амплитуды напряжений, которую задают исходя из формулы bL(Ap)-exp((Jdo) , где 6 - начальное напряжение, равное половине рабочего напряжения, сравнивают вели чину напряжения разрушения бр 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 R P--I en ( , 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 и , заведомо превышающих рабочие напряжения. По результатам испытаний определяют параметры Аир участка ограниченного ресурса кривой длительной прочности, которые характеризуют долговечность материала образцов. Эти параметры определяют по формуле 2ntpr6п/ -р, где tp - долговечность материала при постоянной амплитуде нагружения. Затем задают скорость oL увеличения амплитуды напряжений, исходя из формулы oi (Ар)- ехр ( рс) . До начала испытаний третьей группы образцов рассчитывают значения прогнозируемых разрушаквдих напряжений бр.р для величины начального напряжения, равной половине рабочего напряжения, т.е. напряжения в рабочих условиях. При этом делают допущение, что пороговое напряжение равно нулю, и ёр.п определяют по формуле л( йр.(А|ао е Ь Затем проводят испытания третьей группы образцов, начиная от начальных напряжений 0, равных половине рабочих,с постоянной ранее заданной скоростью оС и определяют значение разрушающих напряжений у р . Сравнивают значение расчетных разрушающих напряжений ёр.п с полученным экспериментально ёр и, если различие между сравниваемыми величинами не случайно в соответствии с критерием Стьюдёнта, то пороговое напряжение определяют по формуле R ::рГеп( Apot). 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 нагружении образцов с постоянной скоростью амплитуды напряжений, разрушающее напряжение йр является постоянной величиной (участок DB на чертеже) и не зависит от величины начальных напряжений, если последние не превышают пороговое. В противном случае фактически разрушаюише напряжения совпадают с прогнозируекими разрушающими напряжениями (уча ток ВС на чертеже). Наличие горизонтального участка рв 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 из стали 20 размером 280-20-15 каждый.. Испытания проводят в сероводородосодержащей среде состава: 5%-ный хлористый натрий. О,5%-ный раствор уксусной кислоты, на1сыщенный сероводородом до концентрации 3 г/л, рН 3,15 3,3. Планируемые рабочие напряжения для трубопроводов из стали 20, тран портирукщих сероводородосодержаадие среды, составляют 100 МПа. Характеристики долговечности материала параметры кривой длительной прочности,определенные для двухгрупп образцов при постоянных, но различных для каждой группы образцов амплитудах напряжений равны А - 190 ч f 0,0847 МПаЛ скорость о увеличения амплитуды напряжений, задают равной 0,078 МПа/ч. Расчетные разрушающие напряжения 5p.h равны 120,8 МПа, а разрушающие напряжения и о I определяемые экспериментально, равны 171 МПа. Несовпадение расчетных и экспериментальных величин, согласно критерию Стыодента, является значи№ам, что позволяет рассчитать величину порогового напряжения, которое равно 130 МПа, что превышает планируемые рабочие напряжения , и, следовательно, конструкции из данного материеша могут эксплуатироваться в дaнньnt условиях. Предлагаемый способ оценки коррозийной стойкости материалов позвбляет с точностью и в короткие сроки определить пригодность материалов к эксплуатации при планируемом уровне рабочих напряжений.

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