Главная -> Словарь

Концентрации насыщения

ла. Роль растягивающих кольцевых напряжений в стенке трубы сводится к дискретному механическому разрушению металла по достижении определенной концентрации напряжений, образовавшейся в результате предшествующей электрохимической коррозии. Механическое продвижение трещины вызывает обнажение ювенильной поверхности, и коррозионная среда за счет капиллярных сил быстро проникает к этой поверхности. Далее наступает стадия продвижения трещины в результате интенсивной электрохимической коррозии.

Приведенные данные свидетельствуют об отсутствии взаимно однозначного соответствия количественного содержания сульфидных включений в стали с эффективными скоростями роста трещин. Вместе с тем явно просматриваются существенно более высокие значения скоростей роста трещин на сталях контролируемой прокатки групп прочности Х70, поставляемых по импорту. Данный факт может быть объяснен тем, что с увеличением прочности таких сталей повышается их чувствительность к концентрации напряжений, вызванной даже небольшим количеством неметаллических включений, и превалированию механического фактора в условиях КМР.

Коэффициент концентрации напряжений а в сварном соединении представляется в виде произведения коэффициента концентрации напряжений от формы шва осф и от его геометрических отклонений о,,,

Величина коэффициента концентрации напряжений, завися-щаяся, согласно , от формы сварного шва, определялась путем непосредственного измерения параметров сварного шва на трубах различных заводов изготовителей . Данные параметры колебались в следующих пределах: радиус перехода от шва к основному металлу 0,002-

0,0025 м, ширина сварного шва 0,015-0,020 м, высота усиления сварного шва 0,002-0,003 м. Для найденных усредненных параметров была получена величина коэффициента концентрации напряжений от формы шва Оф = 1,525.

Коэффициент концентрации напряжений от геометрических отклонений сварного соединения при наличии одновременно нескольких дефектов определялся по формуле

В связи с тем, что СНиП 2.05.06-85 накладывает жесткие требования на геометрию трубы в местах электросварных стыков, отклонение от окружности, определяющее угловатость, не должно превышать 0,15% номинального диаметра трубы и для нашего случая принимает значение близкое к нулю. Таким образом, коэффициент концентрации напряжений от геометрических отклонений сварного соединения будет зависеть только от смещения кромок и овальности.

Рассчитанный коэффициент, учитывающий смещение кромок, составляет К, = 0,3, а коэффициент овальности - К2 = 0,117. Тогда коэффициент концентрации напряжений от геометрических отклонений равен аго= 1,417, и общий коэффициент концентрации напряжений в сварном соединении - а = 2,16.

На основании полученного давления проводим поверочный расчет на прочность в условиях коррозионно-усталостного воздействия. Кольцевые напряжения от внутреннего давления уменьшаются по сравнению с предыдущими и составляют схс = 252,4 МПа. Деформация в стенке трубы составляет sp = 0.00126. Коэффициент концентрации напряжений от формы сварного шва равен оСф = = 1,525, а коэффициент концентрации напряжений от геометрических отклонений сварного соединения для скорректированного давления составил о^, = 1,429. Коэффициент концентрации напряжений сварного соединения при этом оказался равным сс = 2,179. Тогда для полученного значения а эффективный коэффициент концентрации деформации в упругопластической области уменьшается до величины Кс= 2,98. Амплитуда упругопластической деформации в концентраторе напряжений составила е.. = 0,00375. Для данного значения ga коррозионно-усталостная долговечность трубопровода увеличивается до величины N = 12 234 цикла, которая удовлетворяет установленному для нефтепровода ресурсу.

ции сильфона на этих же наиболее нагруженных участках за счет геометрической концентрации напряжений могут создаваться уп-ругопластические деформации, которые, суммируясь с остаточными, в присутствии коррозионной среды вызывают его коррозионно-механическое разрушение, происходящее путем распространения коррозионно-механических трещин в окружном направлении. Кроме того, основные физико-механические свойства материалов, применяемых для изготовления сильфонов УЧЭ , делают их склонными к коррозионному растрескиванию, особенно з присутствии таких коррозионно-агрессивных агентов, как сероводород, углекислота и хлориды.

Известно, что коррозионно-активная среда даже при отсутствии механических напряжений существенно изменяет физико-механические свойства металла, и состояние его поверхности, а также вызывает появление местных очагов концентрации напряжений. Тогда пребывание сильфона в периоды отключения КИП и А в контакте с остатками транспортируемой агрессивной среды может оказать значительное последействие на усталостную и кор-розионно-усталостную прочность. В связи с этим было исследовано влияние на усталостную долговечность предварительной выдержки сплавов для изготовления УЧЭ в средах и условиях, имитирующих газопромысловые. Были проведены сравнительные усталостные испытания сплавов 68НХВКТЮ и 40НКХТЮМД после их предварительной выдержки в течение 168 часов в среде, имитирующей по активности натурную: 5 % NaCl + 0,5 % СН3СООН при температуре 25 °С и парциальном давлении сероводорода, равном 1МПа. Экспозиция сплавов в электролите значительно изменила их физико-механические свойства. Так, например, микротвердость сплава 40НКХТЮМД возросла от 5 000 МПа до 5 600 МПа , а сплава 68НХВКТЮ соответственно - от 3 750 МПа до 4 550 МПа . Это связано с наводороживанием сплавов в используемой среде. В результате происшедших изменений физико-механических свойств исследованных сплавов их усталостная долговечность значительно понизилась: у сплава 40НКХТЮМД примерно в 2 раза, у 68НХВКТЮ - в 1,5. Фрактографические исследования поверхности усталостных изломов сплавов, предварительно выдержанных в электролите, показали уменьшение количества вязких составляющих по сравнению с изломами, полученными на сплавах в исходном состоянии. Особенно значительно повлияла предварительная выдержка в наводороживающеи среде на характер разрушения сплава 40НКХТЮМД. Изломы имеют плоскую поверхность с фасетками скола, на ней видны микропоры, которые можно интерпретировать как бывшие центры поглощения водорода в дефектных участках кристаллической решетки металла. Поверхность излома сплава 68НХВКТЮ испещрена микротрещинами, возникшими, по-видимому, из-за значительного увеличения его твердости при повышении давления молекулярного водорода, накопленного в ловушках.

Рис. 96. Влияние концентрации карбамида на показатели комплексообразования:

Рис. 96. Влияние концентрации карбамида на показатели комплексообразования:

3. Скорость реакции сравнима со скоростью диффузии реагента в фазе катализатора. Предполагая, что в граничной пленке катализатора концентрация реагента постоянна и равна концентрации насыщения , для скорости реакции первого порядка можно получить выражение:

Снижение активности катализатора ниже некоторого предела, обеспечивающего протекание реакции в тонкой пленке кислоты с такой скоростью, что концентрация олефинов в реакционной зоне много ниже концентрации насыщения, приводит к интенсивному протеканию полимеризации олефинов. Эти особенности процесса алкилирования являются определяющими и позволяют, вместе с рассмотренными данными о механизме собственно реакции, достаточно полно проанализировать влияние различных факторов на результаты процесса алкилирования.

Рис. 26. Влияние концентрации карбамида на комплексо-

Чем чище было вещество, тем менее устойчивой получалась его эмульсия. Стабильные эмульсии с содержанием дисперсной фазы выше указанного предела иногда все же удавалось получать, очевидно, в случаях с маслами, содержавшими следы ПАВ. Найденный предел в 2% до настоящего времени не имеет общепринятого истолкования и связан со всем комплексом вопросов о концентрации насыщения коллоидных систем и истинном механизме образования чистых двухфазных систем, которые устойчивы лишь при низких концентрациях дисперсной фазы.

С увеличением концентрации в растворе молекул сорбирующегося вещества увеличивается скорость процесса. Однако это увеличение продолжается до некоторой концентрации насыщения, при которой около окон цеолита оказывается столько молекул, что дальнейшее увеличение их числа не будет заметно сказываться на скорости сорбции. Если концентрация в растворе молекул сорбирующегося вещества равна или выше концентрации насыщения, то процесс проникновения молекул через окна цеолита не определяет скорости сорбции. В этом случае она определяется скоростью миграции молекул в каналах цеолита — внутренней диффузией, скорость которой в свою очередь зависит от количества молекул, прошедших через окна. Количество молекул, прошедших через окна, зависит от перепада концентраций, то есть от концентраций вещества на наружной стороне окна и в полости. Последняя концентрация определяется скоростью отвода вещества — скоростью внутренней диффузии. Указанные рассуждения подтверждаются экспериментальными данными. При изучении зависимости эффективного коэффициента диффузии от времени сорбции из растворов н-гептадекана в изооктане при 20°С наблюдается экстремальная зависимость. Коэффициент диффузии вначале растет с ростом времени сорбции, затем в интервале степени заполнения от 25 до 70%, остается постоянным, после чего начинает падать. Аналогичные данные получены авторами работы .

Твердые углеводороды в маслах образуют истинные растворы и взвеси микроскопических и ультрамикроскопических частиц. Если концентрация парафина или церезина выше концентрации насыщения, то твердые углеводороды распределяются между этими двумя состояниями. С повышением температуры концентрация насыщения повышается, и истинно растворенная часть увеличивается за счет взвешенной части . Во взвешенной части также устанавливается распределение частиц по дисперсности. Во времени оно смещается, и дисперсность кристаллов уменьшается . В вязких маслах дисперсность парафина выше, чем в маловязких.

Типичный вид зависимости вязкости растворов парафина в минеральном масле от концентрации при невысоких градиентах скорости течения представлен на фиг. 106. Истинно растворенный парафин уменьшает вязкость минеральных масел средней и высокой вязкости и вначале при росте концентрации вязкость раствора падает. При дальнейшем увеличении концентрации парафина появляется аномалия вязкости и кажущаяся вязкость начинает расти. Максимального значения она достигает вблизи концентрации насыщения* Выше этой точки кажущаяся вязкость падает, что, невидимому, связано с увеличением компактности структуры взвешенного парафина.

Вязкость растворов парафина в маслах при высоких градиентах скорости, когда не наблюдается аномалия вязкости, вначале падает с ростом концентрации , а затем медленно растет без максимума вблизи концентрации насыщения. Это повышение вязкости может быть объяснено, если допустить, что наряду с тиксотропными структурами парафин образует тиксостабильные агрегаты, не разрушающиеся в потоке.

Растворимость парафина незначительно увеличивается с повышением вязкости масла . Соответственно несколько повышается наименьшая концентрация ассоциации, найденная по минимуму кривой rjm = , и немного увеличивается предкри-сталлизационный объем ассоциатов, вычисленный по уравнению . Структура углеводородных молекул жидкости, в частности длина и разветвленность алкильных радикалов циклических соединений, оказывает значительное влияние на ассоциацию .