Коррозионное ослабление радиатора отопления

[dolivanov 7]

Появилась задача о моделировании стального отопительного радиатора под действием внутреннего давления и коррозионного воздействия воды. Предполагается, что кислород в воде окисляет металл, вследствие чего стенка радиатора истончается и теряет прочностные характеристики.

Подскажите, есть ли где-то примеры такого связанного расчета или несвязанного. Честно говоря, пока непонятно, в какую сторону смотреть по поводу моделирования описанного процесса в Ansys.

Сам процесс коррозии предположительно длительный - это годы и даже десятилетия. 

[karachun 2 038]

@dolivanov Коррозионное ослабление обычно стараются учесть экспериментальным данным а не моделируют напрямую. Это может быть надбавка на толщину, которую прибавляют уже после подбора толщин по результатам расчета прочности или наоборот перед расчетом занижаем толщину детали (умножаем количество лет на скорость коррозии).

Вот, первое что попалось под руку - ПРАВИЛА КЛАССИФИКАЦИИ И ПОСТРОЙКИ МОРСКИХ СУДОВ ЧАСТЬ III УСТРОЙСТВА, ОБОРУДОВАНИЕ И СНАБЖЕНИЕ.

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiyjL21w4HsAhVuxIsKHZiXBQIQFjACegQIBBAB&url=https%3A%2F%2Flk.rs-class.org%2Fregbook%2FgetDocument2%3Ftype%3Drules%26d%3DE24119C4-F399-477C-8A44-1C143EAA1C03%26f%3D2-020101-114-3&usg=AOvVaw094riIJVu6GHT8yGB0DxVv
В любом случае - если неизвестна конкретная скорость коррозии то Ансис Вам ее никак не выдаст а если она известна то утонение учитывается без помощи Ансиса.

[AlexKaz 1 822]

40 минут назад, dolivanov сказал:

под действием внутреннего давления и коррозионного воздействия воды

Вероятно в атомных нормах есть примеры расчётов.

[karachun 2 038]

@dolivanov Стало интересно - я поискал и нашел статью где в МКЭ рассчитывают именно связанную задачу.

http://nbuv.gov.ua/j-pdf/PPT_2011_3_5.pdf

И в списке литературы можно найти книги с описываемой методикой.

 

P.S. А это инженерная или научная задача?

Изменено 24 сентября 2020 пользователем karachun

[Fedor 1 597]

https://www.fundex.su/dolgovechnost-vintovoj-svai/   вот тут есть скорость коррозии металлов 0.03 мм/год для агрессивных грунтов и болот. Для радиаторов должно быть что-то вроде этого …

[dolivanov 7]

1 час назад, karachun сказал:

@dolivanov Стало интересно - я поискал и нашел статью где в МКЭ рассчитывают именно связанную задачу.

http://nbuv.gov.ua/j-pdf/PPT_2011_3_5.pdf

И в списке литературы можно найти книги с описываемой методикой.

 

P.S. А это инженерная или научная задача?

Задача инженерная. Пока думаем, что надо брать марку стали и смотреть на ее коррозионные характеристики, на сколько может уменьшаться толщина в год. Брать по максимуму и считать в нормальном состоянии и в корродированном. 

11 минут назад, Fedor сказал:

https://www.fundex.su/dolgovechnost-vintovoj-svai/   вот тут есть скорость коррозии металлов 0.03 мм/год для агрессивных грунтов и болот. Для радиаторов должно быть что-то вроде этого …

Аналогичные таблицы находил. Наверное, ими и будем пользоваться.

[Fedor 1 597]

Наверное есть смысл покрытие цинковое наносить, а если не нержавейка то вроде для любых сталей примерно одно и то же...

Изменено 24 сентября 2020 пользователем Fedor

[Jesse 960]

1 час назад, AlexKaz сказал:

Вероятно в атомных нормах есть примеры расчётов.

да нет там никаких примеров расчётов. в ПНАЭ Г-7-002-86 выбор толщин с учётом минусового допуска, допуска на коррозию и технологического допуска. В гостах плюс минус то же самое.
Боже, да зачем такое вообще расчитывать в САЕ?! Сталь и вода
 

 

9 минут назад, dolivanov сказал:

на сколько может уменьшаться толщина в год

с2 - прибавка на коррозию.

[dolivanov 7]

1 минуту назад, Jesse сказал:

да нет там никаких примеров расчётов. в ПНАЭ Г-7-002-86 выбор толщин с учётом минусового допуска, допуска на коррозию и технологического допуска. В гостах плюс минус то же самое.
Боже, да зачем такое вообще расчитывать в САЕ?! Сталь и вода
 

 

с2 - прибавка на коррозию.

Просматриваю все варианты. Теперь ясно, что считать такое не надо. Статьи посмотрели, ничего такого не нашли, что можно было бы сходу использоваться. В основном, теоретики, все очень далеко от практики.

3 минуты назад, Fedor сказал:

Наверное есть смысл покрытие цинковое наносить, а если не нержавейка то вроде для любых сталей примерно одно и то же...

Марку стали пока не знаю. Наверное оцинковка, но это неточно.)

[dolivanov 7]

Нашел интересное исследование по радиаторам и различным материалам их изготовления. 

Выяснены ежегодные величины коррозионной потери толщины.

[Fedor 1 597]

Получается что образуется слой который препятствует коррозии. То есть скорость коррозии за тридцать дней в жесткой воде чуть больше 0.018 мм/год, а за 188 дней то есть полгода - около 0.003 . То есть в десять раз медленнее чем для свай в агрессивных грунтах...

[none 51]

Тут же вопрос связи скорости коррозии с НДС вот, что главное-то.

[Fedor 1 597]

От нагрузки вряд ли зависит скорость коррозии …

[karachun 2 038]

24 минуты назад, Fedor сказал:

От нагрузки вряд ли зависит скорость коррозии …

В #4 сообщении я скидывал статью где как раз исследовали влияние НДС на скорость коррозии.

 

[Fedor 1 597]

Насколько понял там наоборот рассматривали как меняется ндс  в процессе коррозии. Это понятно что меняется геометрия из-за коррозии и соответственно ндс. А вот наоборот это сомнительно … Разве что увеличивается поверхность  из-за деформирования, но это уж очень малое изменение. Тут эксперименты нужны, а не расчеты...

 

[karachun 2 038]

@Fedor Но вот в этих формулах как раз определяется скорость коррозии.

Другое дело что скорее всего ТС это не нужно. Нет смысла устраивать такие оргии ради проектирования радиатора.

Изменено 26 сентября 2020 пользователем karachun

[Fedor 1 597]

Мало ли понаписали любители новизны с актуальностью напридумывав коэффициентов :) 

[ДОБРЯК 603]

В 24.09.2020 в 13:23, karachun сказал:

Стало интересно - я поискал и нашел статью где в МКЭ рассчитывают именно связанную задачу.

http://nbuv.gov.ua/j-pdf/PPT_2011_3_5.pdf

И в списке литературы можно найти книги с описываемой методикой.

То что они считали по МКЭ в статье не нашел. Но видимо по МКЭ.)

Получается что если сжимать стержень то коррозионная стойкость уменьшается а если растягивать то увеличивается.

Жесткость стержня зависит не только от площади поперечного сечения. А еще и от того сжимают его или растягивают. Но видимо авторы про это забыли сказать.

Это поиск новизны и актуальности. Для ливерной или докторской диссертации. Или какого-то гранта.

 

[Fedor 1 597]

Цитата

Получается что если сжимать стержень то коррозионная стойкость уменьшается а если растягивать то увеличивается.

Вообще-то Коллинз утверждает обратное. При растяжении повышается вероятность проникновения в микротрещины агрессивной среды...  У него описание многих типов коррозии но чисто качественно, без цифр :)

Предсказания тут как Ходжа Насреддин подрядился к шаху научить осла разговаривать :) 

Изменено 27 сентября 2020 пользователем Fedor

[Fedor 1 597]

У них считается что если не нагружено то и не ржавеет, а при растяжении или сжатии ржавеет. Сомнительно …

Видите что пишут. Принять нулевым и все дела. И растяжения - сжатия одинаковые и точность высокая :)