19.19.4. Коррозионные повреждения металлоконструкции кранов

По характеру повреждаемости поверхностей коррозия бывает сплошная и местная, равномерная, неравномерная, избирательная, точечная. Для крановых металлоконструкций скорость распространения коррозии в обычных условиях составляет 0,03...0,05 мм/год.

Атмосферная коррозия металлов – наиболее распространенный вид электрохимической коррозии, протекающей во влажном воздухе при обычных температурах. Коррозионная среда во всех случаях представляет собой слой влаги, в котором растворены кислород и двуокись углерода, а в промышленной атмосфере еще и двуокись серы, окислы азота, сероводорода и др. Времена года оказывают комплексное воздействие на скорость коррозии металла. Весной при таянии снегов скорость коррозии увеличивается из-за повышения концентрации минеральных солей, которая может достигать 200 мг/м.

Контактная коррозия заключается в наличии разности электрических потенциалов между контактирующими металлами, различающимися структурным состоянием. В металлоконструкциях контактная коррозия обычно развивается в околошовной зоне, так как сварные швы отличаются химическим составом и структурой от основного металла. Контактная коррозия приводит к распирающим нагрузкам в соединениях вследствие увеличивающегося объема окисленных слоев металла.

Щелевая коррозия возникает в узких полостях различных соединений и определяется химическими и электрохимическими процессами из-за скопления влаги и растворов различных солей. В результате возникают распирающие усилия из-за увеличения объема окисленных слоев металла.

Наиболее часто в крановых металлоконструкциях встречается коррозия под напряжением, которая является источником развития усталостных трещин. Этот вид коррозии возникает при одновременном воздействии деформации и агрессивной среды, что приводит к коррозионному растрескиванию и коррозионной усталости.

Коррозионно-механическое изнашивание крановых металлоконструкций контролируют с помощью толщиномеров. Наиболее эффективными являются ультразвуковые толщиномеры.

Основным видом защиты от коррозии металлических конструкций является их окраска. Исследованием установлено, что периодичность окраски находится в пределах 4…7 лет для континентальных районов.

19.19.5. Контроль уровня рабочего напряжения в металлоконструкциях машин

Прочность и эксплуатационная надежность металлоконструкций машин и их отдельных элементов связаны с напряженным состоянием, в том числе с рабочими и остаточными напряжениями. Потребность в экспериментальном определении остаточных напряжений приобретает первостепенное значение. В промышленности для проведения таких измерений применяют механические методы (рассечения, тензометрический), которые сопровождаются полным или частичным разрушением объекта исследования, и физические методы (рентгеновский, ультразвуковой, магнитный), позволяющие сохранить объект неповрежденным.

Метод рассечения связан с полным разрушением образца и измерением возникающих при этом деформаций, по которым можно судить об остаточных напряжениях.

Тензометрический метод сопряжен с частичным разрушением изделия и имеет несколько разновидностей: методы освобождения, отверстия, канавки и т. д. Эти методы определения уровня рабочих и остаточных напряжений в реальных конструкциях в полевых условиях не пригодны.

Рентгеновский метод позволяет измерять изменение расстояния между кристаллографическими плоскостями, вызванное имеющимися остаточными напряжениями. С помощью рентгеновского метода исследуется не осредненная ситуация, а агрегат из зерен определенного вида. Глубина проникновения рентгеновских лучей и, следовательно, толщина исследуемого слоя металла детали составляет 5…20 мкм.

Магнитный метод измерения остаточных напряжений базируется на связи между магнитными свойствами металла объекта и его напряженным состоянием. Всякая деформация ферромагнитного материала в результате приложения тех или иных нагрузок сопровождается изменением ориентации кристаллов и тем самым изменением его магнитных свойств (магнитоупругий эффект). При действии на металл упругих напряжений проводимость в различных направлениях меняется. По этому изменению можно судить о напряжениях. Остаточные напряжения измеряют магнитным методом в такой последовательности: ориентируют преобразователь на поверхности объекта контроля; устанавливают градуировочное значение магнитного сопротивления зазора между преобразователем и поверхностью объекта; измеряют напряженное состояние металла объекта.