Втомна міцність і довговічність, корозійна стійкість

Втомна міцність і довговічність

Ряд відповідальних металевих конструкцій в процесі експлуатації сприймає знакозмінні навантаження. Небезпека руйнування їх в умовах знакозмінного навантаження перевіряється спеціальними перевірочними розрахунками, передбаченими СНиП 11-23-81. В якості вихідних даних для розрахунків зазвичай використовують межа втомної міцності (? -1) або довговічність n (число циклів до руйнування), що визначаються при випробуваннях зразків з концентраторами напружень (імітують наявність в конструкціях різного виду зварних, болтових та ін. З’єднань) по відомим методикам, описаним у багатьох монографія.
В результаті досить численних досліджень встановлено, що втомні характеристики (? -1, n) гарячекатаних сталей з ферито-перлітною структурою для будівельних конструкцій практично не залежать від їх хімічного складу і міцності при розтягуванні. Тому до сталей звичайної і підвищеної міцності для будівельних конструкцій, як правило, не пред’являють спеціальних вимог по опору знакозмінних навантажень, і ці характеристики не нормуються в стандартах. Разом з тим виявилося, що можна виробляти прокат з підвищеними втомним характеристиками.
корозійна стійкість
Довговічність металевих конструкцій багато в чому залежить від корозійного середовища, в якій експлуатуються конструкції і споруди. У промислово розвинених країнах втрати від корозійного зносу досягали 4% від національного доходу.
Будівельні металеві конструкції схильні в основному електрохімічної корозії, швидкість якої визначається електрохімічним потенціалом на поверхні металу в присутності вологи. Розрізняють два види електрохімічної корозії: корозія в електролітах, коли підведення рідини до поверхні металу не обмежений і атмосферна корозія, коли електроліт присутній у вигляді тонкої плівки вологи на поверхні металу. Причому атмосферна корозія є одним з головних видів зносу сталевих конструкцій.
Крім того, швидкість корозії металевих конструкцій залежить від особливостей їх об’ємно-планувальних рішень, технологічного процесу, що проводиться в них, і від матеріалів, з яких ці конструкції виконані.
Загальна класифікація промислових будівель і споруд, в основу якої покладена швидкість їх корозійного зносу, наведена в роботі і передбачає виділення чотирьох груп конструкцій.
У першому наближенні цехи основних галузей промисловості та інші споруди розподіляються за групами наступним чином:
I група – цехи машинобудівної промисловості, механічні та ремонтні; складські приміщення; ряд будівель сталеплавильних і прокатних цехів; відділення оброблення злитків; склади заготовок і готової продукції; шихтові двори і т. п .;
II група – зовнішні споруди; об’єкти зв’язку; опори ліній електропередач; будівлі металургійних комбінатів; міксерні двори; прольоти печей і нагрівальних колодязів, будівлі розливних машин і т. п .;
III група – деякі виробничі цехи кольорової металургії; відділення травлення в прокатних цехах; мідно-ливарні і купоросні установки; розвантажувальні естакади і т. п .;
IV група – основні цехи мідно і свинцево-цинкового виробництва; цехи хімічних комбінатів з підвищеною агресивної атмосферою (виробництво сірчаної, соляної та інших кислот); окремі споруди чорної металургії (галереї розливних машин, естакади Фануляціонних басейнів, коксові бункери, коксові схили і т. п.).
До сталевого прокату, використовуваному для виготовлення перерахованих вище промислових будівель і споруд, особливо II-IV груп, пред’являють підвищені вимоги по опору атмосферної Корозії. Оцінки корозійного зносу сталевого прокату в різних атмосферах зазвичай виробляють шляхом тривалого, протягом багатьох років, експонування досліджуваних зразків в натурних умовах. Для прискорення оцінки опору сталей атмосферної корозії часто проводять імітаційні випробування (з витримкою до 1 року) зразків з використанням спеціального обладнання, наприклад Гідростат – вологих камер, в якому можна створювати різні режими корозійних впливів, що відповідають тим чи іншим умовам атмосферної корозії.
Підвищена атмосферна корозійностійкість стали досягається, як правило, цілеспрямованою зміною її хімічного складу. Вважається, що найбільш ефективно підвищують опір будівельних сталей атмосферної корозії невеликі добавки нікелю, хрому і, особливо, фосфору і міді. Так, легування міддю в межах 0,2-0,4% підвищує на 20-30% стійкість проти корозії відкритих конструкцій в промисловій атмосфері.
При одночасному впливі розтягуючих навантажень і агресивних середовищ може виникати нерівномірна локальна корозія з утворенням гострих тріщин. Поведінка металу в конструкціях в таких випадках оцінюється шляхом механічних випробувань в природних або модельних, близьких до природних, агресивних середовищах.

Ссылка на основную публикацию