Spis treści:
Wykaz ważniejszych oznaczeń
1. WPROWADZENIE DO PROBLEMU
1.1. Problem pękania korozyjno-zmęczeniowego
1.2. Opis propagacji pęknięcia korozyjno-zmęczeniowego metodami liniowej mechaniki pękania
1.3. Przegląd czynników wpływających na charakterystykę prędkości propagacji pęknięcia korozyjno - zmęczeniowego
1.3.1. Częstotliwość zmian obciążenia
1.3.2. Kształt cyklu obciążenia
1.3.3. Współczynnik asymetrii cyklu R
1.3.4. Warunki środowiskowe dla różnych stref konstrukcji
1.3.5. Zasolenie wody
1.3.6. Stężenie tlenu rozpuszczonego w roztworze
1.3.7. Temperatura wody
1.3.8. Aktywność biologiczna wody morskiej
1.3.9. Siarkowodór w wodzie
1.3.10. Zanieczyszczenia wody morskiej
1.3.11. Potencjał ochronny
1.4. Propagacja pęknięć korozyjno-zmęczeniowych w przepisach
1.5. Sformułowanie celu i zakresu pracy
2. LOKALNE ŚRODOWISKO KOROZYJNE W PĘKNIĘCIU
2.1. Katoda i anoda w pęknięciu stanowiącym ogniwo korozyjne
2.2. Reakcje chemiczne w pęknięciu
2.3. Warunki środowiskowe w pęknięciu
2.3.1. Wskaźnik pH w pęknięciu
2.3.2. Potencjał elektrochemiczny w pęknięciu
2.3.3. Stężenie tlenu i jonów metalu
2.3.4. Stężenie chlorków
3. PRZEGLĄD MECHANIZMÓW PROPAGACJI PĘKNIĘĆ KOROZYJNO-ZMĘCZENIOWYCH
3.1. Mechanizm elektrochemiczny
3.1.1. Obniżenie równowagowego potencjału elektrodowego
3.1.2. Zmniejszenie polaryzacji anodowej
3.1.3. Zmniejszenie polaryzacji katodowej
3.1.4. Maksymalna możliwa prędkość propagacji pęknięcia zgodnie z mechanizmem elektrochemicznym
3.2. Mechanizmy pośredniego oddziaływania anodowego rozpuszczania
3.2.1. Lokalizacja odkształcenia w wyniku anodowego rozpuszczania
3.2.2. Mechanizm diwakansowy
3.3. Mechanizm pęknięcia warstewki pasywnej inicjującego pęknięcie łupliwe materiału
3.4. Mechanizmy oddziaływania wodoru
3.4.1. Mechanizm ciśnieniowy
3.4.2. Mechanizm kohezyjny
3.4.3. Obniżenie energii powierzchniowej pęknięcia
3.4.4. Mechanizm zlokalizowanej plastyczności nasilonej pod wpływem wodoru
3.4.5. Porównanie mechanizmu kohezyjnego, mechanizmu adsorpcyjnego obniżenia energii powierzchniowej i mechanizmu zlokalizowanej plastyczności
3.4.6. Mechanizmy związane z przemianami fazowymi w metalu
3.4.7. Współdziałanie mechanizmów wodorowych z innymi mechanizmami
3.5. Mechanizmy adsorpcyjne
3.5.1. ''Rewelding''
3.5.2. Efekt Rebindera
3.5.3. Obniżenie wytrzymałości kohezyjnej
3.5.4. Rozklinowujące działanie cząsteczek zaadsorbowanych w pęknięciu
4. PRZEGLĄD MODELI SŁUŻĄCYCH DO WYZNACZENIA PRĘDKOŚCI PROPAGACJI PĘKNIĘCIA KOROZYJNO-ZMĘCZENIOWEGO
4.1. Modele interakcji zmęczenia mechanicznego i pękania korozyjnego
4.1.1. Modele superpozycji
4.1.2. Modele konkurencji pękania korozyjno-zmęczeniowego i mechanicznego
4.1.3. Modele zawierające współczynnik wpływu środowiska
4.1.4. Ocena różnych modeli
4.2. Procesy i reakcje mogące kontrolować prędkość propagacji pęknięcia korozyjno-zmęczeniowego
4.3. Modele propagacji pęknięcia korozyjno-zmęczeniowego
4.3.1. Model anodowego rozpuszczania stopni poślizgów
4.3.2. Prędkość propagacji pęknięcia wskutek łupliwego pękania warstewki powierzchniowej
4.3.3. Prędkość propagacji pęknięcia pod wpływem kruchości wodorowej
5. WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYKI PRĘDKOŚCI PROPAGACJI PĘKNIĘCIA KOROZYJNO-ZMĘCZENIOWEGO NA DRODZE EMPIRYCZNEJ
5.1. Metodyka i warunki badań
5.2. Wyniki badań własnych i ich analiza - wyznaczenie charakterystyki
5.3. Opis wyników standardowych badań prędkości propagacji pęknięć korozyjno-zmęczeniowych za pomocą wyznaczonych równań charakterystyki
5.4. Efekt częstotliwości obciążenia
5.5. Wpływ temperatury środowiska
6. NOWY MODEL PRĘDKOŚCI PROPAGACJI PĘKNIĘCIA KOROZYJNO-ZMĘCZENIOWEGO
6.1. Dyskusja podstawowych założeń modelu
6.2. Szybkość odkształcenia wierzchołka pęknięcia
6.3. Uwzględnienie efektu długości pęknięcia
6.3.1. Objętość elektrolitu w pęknięciu
6.3.2. Ekstrapolacja modelowego rozkładu gęstości prądu katodowego
6.3.3. Ekstrapolacja gęstości prądu katodowego wyznaczonego analitycznie na podstawie danych z badań
6.3.4. Model konkurencji redukcji jonów wodorowych i tlenu
6.3.5. Podsumowanie efektu długości pęknięcia
6.4. Równania prędkości propagacji pęknięcia
6.4.1. Dla założenia (6.2)
6.4.2. Dla założenia (6.3)
6.4.3. Dla założenia, że w regionie II prędkość propagacji pęknięcia jest kontrolowana przez szybkość wnikania wodoru
6.5. Weryfikacja modelu: zależność gęstości prądu anodowego jednocześnie od AL i długości pęknięcia
6.6. Podsumowanie
7. WPŁYW ŚRODKÓW ZAPOBIEGAJĄCYCH KOROZJI KONSTRUKCJI
7.1. Zastosowanie stali nierdzewnych
7.1.1. Stale ferrytyczne i austenityczno ferrytyczne
7.1.2. Ogólne własności stali austenitycznych
7.1.3. Badania własne prędkości propagacji pęknięć korozyjno-zmęczeniowych w stali austenitycznej
7.1.4. Przegląd mechanizmów propagacji pęknięć w stalach austenitycznych w środowisku korozyjnym
7.1.5. Warunki elektrochemiczne w pęknięciu a możliwość nawodorowania stali austenitycznej
7.1.6. Problem kruchości wodorowej stali austenitycznej
7.1.7. Dyskusja nad znaczeniem martenzytu odkształceniowego
7.1.8. Mechanizm oddziaływania martenzytu odkształceniowego
7.1.9. Badania własne zawartości martenzytu odkształceniowego na przełomach próbek
7.1.10. Mechanizm propagacji pęknięcia korozyjno-zmęczeniowego w badaniach własnych stali austenitycznej
7.1.11. Interpretacja charakterystyki prędkości propagacji pęknięcia korozyjno-zmęczeniowego w obszarze krótkich pęknięć
7.1.12. Interpretacja regionu I charakterystyki
7.1.13. Interpretacja regionu II charakterystyki
7.1.14. Region III charakterystyki
7.2. Ochrona katodowa
7.2.1. Przegląd wyników badań
7.2.2. Wpływ wielkości przyłożonego potencjału katodowego
7.2.3. Efekt długości pęknięcia przy ochronie katodowej
7.3. Wpływ powłok malarskich
8. WYBRANE PROBLEMY WYKORZYSTANIA CHARAKTERYSTYK PRĘDKOŚCI PROPAGACJI PĘKNIĘĆ KOROZYJNO-ZMĘCZENIOWYCH DO ANALIZY RZECZYWISTYCH KONSTRUKCJI
8.1. Dobór charakterystyki reprezentatywnej dla całego złącza
8.2. Wpływ obciążeń losowych
9. PROGNOZOWANIE TRWAŁOŚCI KOROZYJNO-ZMĘCZENIOWEJ ZŁĄCZY SPAWANYCH
9.1. Uwagi wstępne
9.2. Trwałość przy potencjale swobodnej korozji
9.2.1. Okres inicjacji pęknięcia w powietrzu
9.2.2. Uwzględnienie wpływu środowiska na okres inicjacji pęknięcia
9.2.3. Współczynnik koncentracji naprężenia dla złącza
9.2.4. Okres propagacji pęknięcia
9.2.4.1. Charakterystyka prędkości propagacji pęknięcia korozyjno-zmęczeniowego
9.2.4.2. Współczynnik intensywności naprężenia
9.2.4.3. Charakterystyczne wartości długości pęknięcia
9.2.4.4. Długość okresu propagacji pęknięcia
9.2.5. Porównanie wyników obliczeń z wynikami badań
9.3. Trwałość przy ochronie katodowej
Autor: Marek Jakubowski