Внутренние и рабочие напряжения практически не влияют на скорость равномерной коррозии материалов конструкций. Исключение составляет коррозия в кислых (рН ниже 3) сильноагрессивных жидких средах, постоянному воздействию которых строительные конструкции подвергаться не должны. Однако воздействие некоторых рабочих сред может изменять характер коррозии стали в напряженном состоянии и вызывать коррозионное растрескивание. Снижение уровня рабочих напряжений обычно замедляет процесс коррозионного растрескивания, но эта мера требует увеличения расхода металла и ухудшает технологические параметры. В приводимых далее примерах рассмотрены другие пути предотвращения коррозионного растрескивания конструкций.

Примерами коррозионного растрескивания стали в щелочной среде могут служить случаи разрушения декомпозеров и воздухонагревателей доменных печей. В декомпозерах технологический процесс происходит в щелочной среде. Внутренняя поверхность кожухов воздухонагревателей подвергается воздействию конденсата, в котором могут быть растворены щелочные составляющие, содержащиеся в рудной пыли при производстве ферромарганца. Щелочному охрупчиванию подвержена углеродистая и низколегированная сталь всех марок. Этот процесс происходит при температуре выше 40-50°С. Трещины зарождаются на участках максимальных сварочных напряжений и распространяются межкристаллитно по основному металлу.

Поскольку в щелочных средах конструкции обычно не защищают от общей коррозии, для повышения их устойчивости против коррозионного растрескивания необходимо применять сталь как можно более чистую по неметаллическим включениям, в частности, углеродистую сталь спокойных марок, а также выносить монтажные сварные швы из зоны непосредственного воздействия жидких щелочных сред или возможного образования щелочного конденсата. В этих зонах не допускаются технологические приварки на монтаже; заводские сварные швы следует отжигать в термических печах при температуре 650°С для снятия сварочных напряжений.

В ряде сред немодифицированная марганцовистая сталь корродирует с развитием глубоких язв, которые в зонах концентрации напряжений могут переходить в межкристаллитные трещины коррозионной усталости или коррозионного растрескивания. Эти виды разрушения особенно характерны для листовых конструкций и конструкций типа сосудов со стыковой сваркой.

Относительное влияние агрессивной среды на выносливость конструкций снижается с усложнением формы элемента или соединения, т.е. с ростом концентрации напряжений. Для защиты скрубберов от коррозии помимо применения стали, не склонной к местной коррозии, целесообразно использовать защитные металли-зационно-лакокрасочные покрытия или снижать агрессивность воды.

Роль статических и циклических напряжений, действующих на конструкции, существенно возрастает с повышением прочности стали. При одновременном воздействии напряжений растяжения и агрессивной внешней среды элементы конструкций из термически упрочненной стали могут подвергаться разрушению вследствие водородного охрупчивания, коррозионного растрескивания или коррозионной усталости.

Водородное охрупчивание высокопрочной стали происходит даже при атмосферной коррозии, если в воздухе содержатся агрессивные газы S02, H2S, НС1, HF в концентрации по группам Б-Г. Степень охрупчивания иногда не настолько велика, чтобы привести к самопроизвольному разрушению статически нагруженных элементов конструкций, но заметно снижает сопротивление динамическим нагрузкам и пластичность строительной стали с прочностью до 700 МПа и более высокой прочности (высокопрочные болты, канаты и т.п.). Пластическая деформация (до 2 %) увеличивает склонность этих сталей к водородному охрупчиванию.

Для предотвращения коррозионного растрескивания высокопрочных болтов необходимо выполнять следующие требования. По окончании монтажа конструкции вместе с выступающими частями высокопрочных болтов должны быть окрашены. Кроме того должна быть обеспечена герметизация соединений на высокопрочных болтах.

В слабоагрессивной среде допускается применение высокопрочных болтов из стали марок 40Х, 40ХФА, ЗОХЗМФ и 30Х2НМФ без дополнительной защиты от коррозии, а лишь с окраской конструкций и выступающих частей болтов после монтажа. Однако предотвращение коррозионного растрескивания высокопрочных болтов обеспечивается лишь при условии точного соответствия химического состава требованиям ГОСТ 4543-71, соблюдения режимов термической обработки болтов и указаний по производству монтажа соединений.

У высокопрочных болтов склонность к коррозионному растрескиванию после проведения соответствующей термообработки, хотя и уменьшается, но полностью не устраняется. Кроме того в процессе эксплуатации болты без защитных покрытий начнут корродировать, при этом может дополнительно происходить процесс наводороживания, и вероятность растрескивания болтов увеличивается. В средне-и сильноагрессивных средах высокопрочные болты должны быть защищены от коррозии металлическими покрытиями до монтажа.

Для защиты болтов от коррозии применяются главным образом цинковые металлические покрытия, которые наносятся различными методами. Однако необходимо учитывать, что при нанесении гальванических покрытий будет наблюдаться наводороживание металла и увеличение склонности болтов к коррозионному растрескиванию. Болты с гальваническим покрытием обязательно должны быть подвергнуты обезводороживающему отпуску.

Защита от коррозии стали цинком, осажденным из расплава (горячий метод), когда создается цинковое покрытие толщиной 40-80 мкм, не наводороживает сталь, но при этом толстые покрытия могут перекрывать допуск на размеры и появится затруднение при свинчивании болта и гайки.

Оптимальным методом нанесения защитных металлических покрытий на высокопрочные болты является термодиффузионный процесс насыщения поверхности болта. Процесс термодиффузионного обогащения поверхности болта цинком изменяет структуру поверхностного слоя металла и удаляет из стали водород, оба эти фактора способствуют предотвращению коррозионного растрескивания. Общая коррозионная стойкость высокопрочных болтов с термодиффузионным цинковым покрытием по сравнению с цинковым гальваническим покрытием при одинаковых толщинах повышается в несколько раз за счет более высокой коррозионной стойкости, образовавшейся в поверхностном слое 5-фазы (FeZn7).

Термодиффузионное покрытие цинком, не изменяя механических свойств стали, полностью предотвращает коррозионное растрескивание болтов из высокопрочных сталей марок 38ХС, 40Х2Ф, 40Х.