Инженерные системы вашей квартиры и дома

 
   

Инженерное оборудование

Сварка и резка металла

Коррозия сварных швов

Коррозия сварных швовИнтенсивность коррозии сварных соединений в первую очередь зависит от следующих факторов:

1) свойства сварочного и основного материала, свойства сварного шва (микро- и макронеоднородность, геометрическая неоднородность);

2) характер напряжений (остаточные напряжения и внешняя нагрузка);

3) агрессивность коррозионной среды;

4) наличие сварочных дефектов (непровары, подрезы, острые кромки, наплывы);

5) конструктивные особенности сварного соединения (концентраторы напряжений);

6) особенности технологии сварки.

Виды коррозионных разрушений сварных швов приведены на рис.1.

Виды коррозии сварных швов

Рисунок 1 - Виды коррозии сварных швов: а - равномерная, б - сосредоточенная на шве, в - сосредоточенная на основном металле, г - в зоне термического влияния, д - межкристаллитная в зоне термического влияния, е - ножевая, ж - межкристаллитная на шве, з - точечная, и - коррозионное растрескивание, к - коррозионная усталость, л - растрескивание и усталость.

Стыковые сварные соединения имеют наименьшую концентрацию напряжений.

Разнородность материала шва приводит к коррозии электрохимического характера, когда один из участков шва становится анодом, а другой — катодом. При наличии агрессивной электролитической среды происходит растворение анодного участка. Каждая зона сварного соединения имеет свой электродный потенциал (рис.2). Чем отрицательнее соседние потенциалы и больше их разница, тем быстрее протекает процесс коррозии (таблица 1).

Таблица 1. Электродные потенциалы сварных швов в 3% растворе NaCl (для увеличения нажмите на рисунок)

Электродные потенциалы сварных швов в 3% растворе NaCl

Для уменьшения процесса коррозии сварных швов должно выполняться следующее условие: коэффициент коррозионной совместимости (отношение скорости коррозии анодного участка к скорости коррозии основного металла) должен быть меньше допустимого значения.

Структурные изменения в материале при сварке приводят к межкристаллитной коррозии. На интенсивность образования межкристаллитной коррозии сильное влияние оказывают частицы карбидов избыточных фаз металла.

Точечная коррозия сварных швов характерна для тех условий, когда нарушаются защитные пленки пассивирующихся металлов (алюминий и его сплавы, хромоникелевая сталь и т. д.).

Пластические деформации могут создавать как благоприятные условия для протекания коррозии (возникновение активных анодных зон в результате дефектов кристаллической решетки, наличие растягивающих напряжений), так и уменьшать коррозионные процессы (сжимающие напряжения на поверхности металла, более равномерное распределение анодных зон, уменьшение их локализации).

«Щелевая» коррозия может возникнуть при наличии концентраторов напряжений, приводящих к растрескиванию материала. Форма и глубина концентраторов (типа щелей, либо открытого типа) существенно влияют на коррозионное разрушение. Наиболее опасные щелевые концентраторы могут возникнуть в результате непровара сварного шва. В вершине непровара электродный потенциал становится более отрицательным, чем основной металл, что и приводит к интенсивной коррозии.

Потенциалы различных зон сварного шва

Рисунок 2 - Потенциалы различных зон сварного шва: Еш - потенциал шва, Езтв - потенциал зоны термического воздействия, Ем -потенциал зоны основного металла, Еуст - установившийся потенциал сварного соединения.

В зависимости от характера возникновения коррозии существуют различные методы борьбы с ней:

1. Общие методы: применение новых коррозионно-стойких материалов и более рациональная проработка конструкции; использование защитных покрытий; ингибирование среды и электрохимическая защита.

сварка металла

Рациональное конструирование сварных соединений включает в себя исключение конструктивных концентраторов напряжений, уменьшение количества сварных швов в высоконапряженных участках конструкции, уменьшение зон остаточных напряжений, ужесточение допусков на дефекты сварных швов.

2. Улучшение сварочных режимов и ликвидация сварочных дефектов: применение предварительного, сопутствующего или последующего подогрева свариваемых деталей для уменьшения скорости их охлаждения; применение специальных присадочных материалов; ультразвуковая обработка; термомеханическая обработка; наложение дополнительных валиков; поперечные колебания дуги при сварке. Уменьшение скорости охлаждения помогает снизить структурную неоднородность и остаточные напряжения (рис. 3).

Влияние скорости охлаждения сварного шва

Рисунок 3 - Влияние скорости охлаждения сварного шва: 1 - на степень неоднородности металла, 2 - на структурную неоднородность, 3 - на сопротивляемость коррозии.

3. Для уменьшения межкристаллитной коррозии шва применяют следующие способы: снижают содержание углерода менее предела его растворимости в аустенитной фазе; добавляют титан и ниобий; увеличивают скорость охлаждения в области критических температур, предотвращая выпадение карбидов.

4. Зачистка сварных швов и нанесение защитных покрытий для ликвидации точечной коррозии.

5. Для уменьшения остаточных напряжений — снижение объема метала, участвующего при сварке; создание обратных деформаций; компенсация деформаций симметричным наложением швов; создание условий для свободной усадки при сварке; предварительный и последующий нагрев; механическое воздействие на шов после сварки (проковка шва, прокатка зоны сварного шва, обкатка роликами, обработка взрывом); приложение обратной статической нагрузки к конструкциям.

Категории: Сварка и резка металла

Другие близкие по теме статьи:

  • Типы сварных соединений и сварных швов
  • Дефекты сварных швов и способы их устранения
  • Сварочные флюсы
  • Виды коррозии металла
  • Достоинства и недостатки клеевых соединений
  • Покрытия сварочных электродов и их свойства


  • Полезноеое
      Приветствуем вас на Ingsvd.ru ! Здесь вы найдете ответы на все вопросы по устройству, организации, монтажу и обслуживанию инженерных систем вашей квартиры и дома.


  • Что делать, если искрит дрель
  • Как найти воду на участке



  •  
     

    Copyright © 2010 - 2016. Ingsvd.ru
    Копирование, размножение, распространение, перепечатка (целиком или частично), или любое иное использование материалов сайта, включая распространение на бумажных носителях, без письменного разрешения администратора сайта не допускается. Любое нарушение авторских прав будет преследоваться на основе российского и международного законодательства.

    Ремонт квартиры своими руками