Спосіб визначення стадії корозійно-утомного руйнування
Номер патенту: 50572
Опубліковано: 15.10.2002
Автори: Хома Мирослав Степанович, Похмурський Василь Іванович, Залужець Андрій Васильович
Формула / Реферат
Спосіб визначення стадій корозійно-утомного руйнування, який полягає в тому, що зразок термостатують в корозійному середовищі, навантажують циклічними механічними напруженнями, реєструють величину електрохімічного параметра і за характером його зміни визначають стадійність руйнування, який відрізняється тим, що перед навантаженням зразок поляризують потенціалом рівним потенціалу корозії в ненапруженому стані і за характером зміни густини струму поляризації визначають стадійність руйнування.
Текст
Спосіб визначення стадій корозійно-утомного руйнування, який полягає в тому, що зразок термостатують в корозійному середовищі, навантажують циклічними механічними напруженнями, реєструють величину електрохімічного параметра і за характером його зміни визначають стадійність руйнування, який відрізняється тим, що перед навантаженням зразок поляризують потенціалом рівним потенціалу корозії в ненапруженому стані і за характером зміни густини струму поляризації визначають стадійність руйнування Винахід відноситься до області механічних випробувань, зокрема до способів дослідження кінетики втомного руйнування і може бути використаний в машинобудуванні, в науково-дослідних установах та заводських лабораторіях Відомий спосіб електрохімічного виміру руйнування, що викликане втомою матеріалу, шляхом визначення заряду необхідного для закривання анодуванням мікротріщин, які періодично виникають При цьому досліди проводять на попередньо анодованих металевих зразках [Патент США №4160702, G01 N27/42, 1979р] Однак відомий спосіб має періодичність і обмеженість застосування в умовах, коли можливе пошкодження анодованого покриття корозійно активним середовищем або з інших причин, не пов'язаних з втомою, що знижує його точність Найближчим до пропонованого винаходу за технічною суттю є спосіб визначення стадій корозійно-втомного руйнування [Крохмальный А М Исследование процесса коррозионной усталости сталей с катодными покрытиями - Физикохимическая механика материаллов, 1977, №1, с 57 - 62], який полягає втому, що зразоктермостатують в корозивному середовищі, навантажують циклічними механічними напруженнями, реєструють величину електрохімічного параметра і за характером зміни електродного потенціалу визначають розвиток втомного пошкодження Однак відомий спосіб має недостатньо високу точність, що обумовлюється тим, що весь процес корозійно-втомного руйнування охоплює зміну потенціалу в межах одного порядку (максимум від -0,10 до -0,75В ), і тому дослідження кінетики руйнування зразків з поруватими металевими покриттями, які найчастіше зустрічаються на практиці, утруднене В основу винаходу поставлено завдання створити спосіб визначення стадій корозійно-втомного руйнування, в якому введення нових операцій дозволило б розширити діапазон зміни електрохімічного параметра і забезпечити високу точність Поставлене завдання вирішується тим, що в способі визначення стадій корозійно-втомного руйнування зразок термостатують в корозивному середовищі, навантажують циклічними механічними напруженнями, реєструють величину електрохімічного параметра і за характером його зміни визначають стадійність руйнування, згідно винаходу перед навантаженням зразок поляризують потенціалом рівним потенціалу корозії в ненапруженому стані і за характером зміни густини струму поляризації визначають стадійність руйнування Густина струму поляризації в процесі корозійно-втомного руйнування зразка змінюється в межах п'яти - семи порядків, що забезпечує високу інформативність та достовірність оцінки інтенсивності та тривалості окремих стадій руйнування і ВІДПОВІДНО високу точність способу На фіг 1 зображено установку для корозійновтомних досліджень металів, на фіг 2 - характер зміни густини струму поляризації при корозійновтомному руйнуванні зразка із сталі 20 при навантаженні 220МПа, на фіг 3 - характер зміни густини струму поляризації при корозійно-втомному руйнуванні зразка із карбохромованої сталі 20 де 1 1 ю о ю 50572 машина для втомних досліджень, 2 - лічильник КІЛЬКОСТІ циклів, 3 -термостат, 4 - ванна для корозійного середовища, 5 - зразок для корозійновтомних досліджень, 6 - допоміжний електрод, 7 капіляр електрохімічного ключа електрода порівняння, 8 - мікроамперметр, 9 - потенцюстат, 10 міліамперметр, І - XI різні стадії руйнування І порушення ЦІЛІСНОСТІ поверхневих оксид нопдроксидних сполук, II - розвиток процесів зсувоутворення в поверхневих шарах металу, III - розвиток багатьох мікротріщин, IV - переважний розвиток магістральної тріщини в глибині металу, V прискорений розвиток тріщини до повного руйнування зразка, VI - порушення ЦІЛІСНОСТІ пасивуючого поверхневого шару, VII - розвиток процесів зсувоутворення в покритті, VIII - розвиток тріщини в покритті, IX - проникнення тріщини до основного металу, X - розвиток тріщини в основному металі, XI - прискорений розвиток тріщини до повного руйнування зразка Суть пропонованого способу полягає в тому, що підготовлений до корозійно-втомних досліджень зразок термостатують в корозивному середовищі та вимірюють його потенціал корозії за відсутності напружень Потім потенцюстично підтримують потенціал зразка на цьому рівні При цьому густина струму поляризації дорівнює нулю Далі навантажують циклічними механічними напруженнями, які приводять до корозійно-втомного пошкодження зразка На протязі всього часу випробувань неперервно реєструють величину густини струму поляризації, яка може змінюватися в межах п'яти - семи порядків, і за характерними змінами форми кривої «густина струму поляризації - КІЛЬКІСТЬ циклів деформування» виявляють основні стадії процесу корозійно-втомного руйнування, їх тривалість і оцінюють інтенсивність розвитку пошкоджень Спосіб визначення стадій корозійно-втомного руйнування здійснюють на установці (фиг 1), що містить машину для втомних досліджень 1 з лічильником КІЛЬКОСТІ циклів 2, ванну для корозійного середовища 3, яка з'єднана з термостатом 4 У ванні знаходяться зразок для корозійно-втомних досліджень 5, допоміжний електрод 6 та капіляр електрохімічного ключа електрода порівняння 7 Вимірювання електродного потенціалу та поляризацію зразка здійснюють за допомогою потенцюстату 9 Струм поляризації реєструють залежно від його величини мікроамперметром 8 або міліамперметром 10 Приклад 1 Для зразка із сталі 20 потенціал корозії при обертанні з частотою 50Гц в термостатованому при 20 ± 0,5°С 3% розчині хлориду натрію складає -0,29В (за стандартним водневим електродом) Потенцюстатично поляризують зразок при потенціалі -0,29В, густина струму поляри зації дорівює нулю Прикладають ЦИКЛІЧНІ механічні напруження 220МПа Реєстрацію зміни величини густини струму поляризації проводять до повного руйнування зразка На зафіксованій кривій «густина струму поляризації - КІЛЬКІСТЬ ЦИКЛІВ деформування» (фіг 2) виділяють характерні ділянки (І - V), що відповідають окремим стадіям корозійно-втомного руйнування I - порушення ЦІЛІСНОСТІ поверхневих оксиднопдроксидних сполук, II - розвиток процесів зсувоутворення в поверхневих шарах металу, III - розвиток багатьох мікротріщин, IV - переважний розвиток магістральної тріщини в глибині металу, V - прискорений розвиток тріщини до повного руйнування зразка Приклад 2 Для зразка з карбохромованої сталі 20 потенціал корозії при обертанні з частотою 50Гц в термостатованому при 20 ± 0,5°С 3% розчині хлориду натрію складає +0.22В (за стандартним водневим електродом) Потенцюстатично поляризують зразок при потенціалі +0.22В, густина струму поляризації дорівнює нулю Прикладають ЦИКЛІЧНІ механічні напруження ЗЗОМПа Реєстрацію зміни величини густини струму поляризації проводять до повного руйнування зразка На зафіксованій кривій «густина струму поляризації - КІЛЬКІСТЬ ЦИКЛІВ деформування» (фіг 3) виділяють ха рактерні ділянки (VI - XI), що відповідають окремим стадіям корозійно-втомного руйнування VI - порушення ЦІЛІСНОСТІ пасивуючого поверхневого шару, VII - розвиток процесів зсувоутворення в покритті, VIII - розвиток тріщини в покритті, IX - проникнення тріщини до основного металу, X - розвиток тріщини в основному металі, XI - прискорений розвиток тріщини до повного руйнування зразка Спосіб дослідження кінетики корозійновтомного руйнування металів, що пропонується, є точнішим та надійнішим тому, що реєстрація параметра виміру починається від нуля і в процесі корозійно-втомного руйнування охоплює п'ять - сім порядків, що у випадку поруватих покрить має вагоме значення Даний спосіб дає змогу точніше розділяти процес корозійно-втомного руйнування на окремі стадії, оцінювати їх тривалість та інтенсивність накопичення пошкоджень Застосування способу в практичних умовах дає можливість неперервно слідкувати за процесом накопичення корозійно-втомних пошкоджень в металевих конструкціях і, отже, контролювати їх залишковий ресурс 50572 ФІг. І.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for determining the state of the corrosion-fatigue failure of a material
Автори англійськоюPokhmurskyi Vasyl Ivanovych, Khoma Myroslav Stepanovych
Назва патенту російськоюСпособ обнаружения состояния коррозионно-усталостного разрушения материала
Автори російськоюПохмурский Василий Иванович, Хома Мирослав Степанович
МПК / Мітки
МПК: G01N 27/26, G01N 3/32
Мітки: руйнування, корозійно-утомного, стадії, спосіб, визначення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-50572-sposib-viznachennya-stadi-korozijjno-utomnogo-rujjnuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення стадії корозійно-утомного руйнування</a>
Попередній патент: Обертова /роторна/ плавильна піч
Наступний патент: Спосіб одержання залізофулеренової сполуки с60fe3
Випадковий патент: Похідні морфоліну як інгібітори повторного поглинання норепінефрину