Учебное пособие для подготовки студентов
|
Скачать 1.5 Mb.
|
Абразивный износ – характеризуется наличием микропластических деформаций и срезанием металла поверхностных слоев деталей твердыми абразивными частицами, находящимися между поверхностями трения. Скорость износа не зависит от количества абразивных частиц. Изменение размеров деталей при абразивном износе зависит от материала и механических свойств деталей, режущих свойств абразивных частиц и скорости скольжения при трении. Осповидный износ – возникает при трении качения и наиболее отчетливо проявляется на рабочих поверхностях подшипников качения и зубьях шестерен. При осповидном износе возникают микропластические деформации сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла, вызывающие остаточные напряжения сжатия. Микро и макро трещины по мере работы машины превращаются в одиночные и групповые осповидные углубления и впадины, глубина которых зависит от механических свойств металла детали, давления при контакте и площади контактных поверхностей. Усталостный износ – результат воздействия на деталь переменных нагрузок, вызывающих усталость материала детали или его разрушение. Излом имеет две характерные зоны – развивающиеся трещины с гладкой поверхностью; трещины, по которым произошел излом с раковинами или зернистой поверхностью. Усталостные разрушения не обязательно приводят к поломке, но вызывают ускоренный износ механизма. Грубо обработанная поверхность, наличие рисок и царапин могут стать причиной усталостных трещин. Диаграмма износа Наблюдение за характером нарастания и проявления износа показывает, что при правильной эксплуатации и своевременном техническом обслуживании износ нарастает постепенно и связан с продолжительностью работы машины. Зависимость износа от продолжительности работы машины (наработка) представляют в виде кривой (рис. 4.).  Рис. 4. Диаграмма изнашивания Износ на участке I характеризует начальную работу сопряжения – период приработки. Степень интенсивности здесь зависит от поверхностных качеств детали (чем чище обработка – тем меньше износ). На участке II показана нормальная работа сопряжения. Износ имеет постепенное нарастание и зависит от продолжительности работы сопряжения. Участок III – область интенсивного нарастания износа, зазоры в сопряжениях резко увеличивается, работа сопровождается шумами, стуком. Переход от II к III участку выражает предельный износ, при котором детали сопряжения подлежат восстановлению. Факторы, влияющие на износ деталей Каждая деталь, наряду с основным износом имеет и несколько сопутствующих ему видов износа, мало влияющих на трение. Износостойкость детали зависит от основного вида износа. Скорость изнашивания будет зависеть от условий работы деталей. Интенсивность нарастания износа зависит от качества поверхности сопряженных деталей, внешних механических воздействий, промежуточной среды в паре трения (наличие или отсутствие смазки), конструкции деталей и сборочных единиц, условий эксплуатации (рис. 5.). Изнашивание деталей машин сопровождается сложными физико-механическими явлениями и происходит под влиянием многочисленных факторов.  Рис. 5. Классификация факторов, влияющих на скорость износа деталей 3. Разновидности коррозионных разрушений. Факторы, влияющие на скорость коррозии. Методы защиты от коррозии металлами, неметаллическими материалами. Электрохимическая защита от коррозии. Ингибиторы коррозии Понятие о коррозии. Разновидности коррозионных разрушений Коррозия – это процесс химического или электрохимического разрушения (разъедания и ржавления) металлов вследствие их взаимодействия с окружающей средой. Коррозия всегда начинается с поверхности металлических деталей и постепенно распространяется вглубь металла. это приводит к изменению внешнего вида и свойств деталей: они утрачивают металлический блеск, их поверхность покрывается коррозионным слоем, механические свойства ухудшаются и износостойкость понижается. Коррозия значительно снижает эксплуатационные показатели оборудования, вызывает аварии и снижение прочности. Различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия возникает при взаимодействии металла с окружающей средой, не проводящей электрический ток (пример – взаимодействие металла с кислородом, сероводородом, сернистым газом, галогенами и др.). Электрохимическая коррозия происходит при взаимодействии металлов с электролитами-жидкостями, проводящими электрический ток(растворами щелочей, кислот, солей); влажным воздухом или другими газами. Электрохимическая коррозия возникает при воздействии на металл влажной атмосферы. При относительной влажности около 100% (мокрая атмосферная коррозия) на детали образуются капли конденсата, а при относительной влажности воздуха менее 100% - тонкая невидимая невооруженным глазом влажная пленка. По характеру коррозионной среды различают следующие виды коррозии: - атмосферная, протекает с избытком кислорода и периодическим действием на металл то влаги, то сухого воздуха; - подводная, возникает в результате воздействия на металл воды и наличия в ней солей и кислот; - подземная, появляется от взаимодействия на металл почвы и содержащейся в почвенной воде соли, обеспечивающей электропроводимость; - водородная, от воздействия на металл водорода при высоких температурах и давлениях; - кислородная, от воздействия на металл кислорода (в котлах высокого давления); - газовая, от воздействия на металл газов и паров при высокой температуре (паровые котлы, ДВС); - макрокоррозия, от контакта двух металлов, имеющих химическую разнородность или разные физические свойства, из-за физико-химической неоднородности среды, в которую помещен металл; - микрокоррозия (структурная коррозия), возникает из-за неоднородности структуры металлов. По характеру разрушения коррозию подразделяют на три вида (рис. 6.):  Рис. 6. Разновидности коррозионных разрушений 1) Равномерная (поверхностная) – разрушению равномерно подвергается вся поверхность детали (а) и прочность детали уменьшается пропорционально количеству разрушенного металла. 2) Местная – разрушению подвергаются отдельные участки поверхности (б), этот вид коррозии особенно опасен, так как у пораженного участка концентрируются большие напряжения и при ударной нагрузке может произойти поломка. 3) Межкристаллическая – разрушение распределяется по границам зерен металла (в). Подобная коррозия сильно ослабляет деталь и может привести к поломке внезапно, без видимых предупреждающих признаков. Очень часто при неудовлетворительных эксплуатации и техническом обслуживании технологического оборудования равномерная коррозия постепенно переходит в межкристаллическую. Коррозионная стойкость металлов оценивается по 10-балльной шкале, в которой скорость коррозии выражена глубиной разрушения, мм/год (стойкие металлы (0,001 мм/год)– 1 балл, нестойкие (10 мм/год) – 10 баллов). Факторы, влияющие на скорость коррозии Интенсивность коррозии зависит от внутренних факторов (непостоянство свойств и структуры материала детали по ее объему, состояние поверхности и неравномерное распределение внутренних напряжений в конструкции) и внешних факторов (температура, давление, влажность окружающей среды, наличие в окружающей среде агрессивных веществ). При эксплуатации промышленного оборудования в большинстве случаев возникает именно местная коррозия – точечная, щелевая, пятнами и язвами. На скорость коррозионного изнашивания оказывают большое влияние следующие факторы: - состав и строение металла; - состояние поверхности металла; - внутренние напряжения; - методы изготовления; - среда, в которой находится металл и природа среды; - температурные воздействия и т. д. Состав и строение металла – фактор, определяющий его сопротивляемость коррозии. Все металлы поддаются коррозии, но одни разрушаются в большей, другие – в меньшей степени. Краткая коррозионная характеристика материалов, применяемых в оборудовании Сталь. Различные химические элементы, входящие в состав стали, по-разному влияют на ее сопротивляемость коррозии (таблица 2). Конструкционная углеродистая сталь большинства марок относится к четвертой и пятой группам коррозионной стойкости (таблица 1), т. е к группам пониженно-стойких и малостойких металлических материалов. Для повышения сопротивляемости коррозии в сталь вводят специальные добавки, чаще всего хром, никель и медь. Чугун. Обычный серый чугун (СЧ) относится к малостойким материалам из-за неоднородности строения. Наивысшая коррозионная стойкость у чугуна проявляется при перлитной структуре и средних размерах включения графита. Количество основных элементов (углерод, кремний, марганец), а также хром и никель должны обеспечивать получение перлитного чугуна. Повышенную стойкость во многих агрессивных средах имеет модифицированный серый чугун. Для деталей, работающих в агрессивных средах в состав модифицированного чугуна рекомендуют вводить кремний, марганец, фосфор и серу в малых количествах. В случаях, если возможно окрашивание полуфабрикатов продуктами коррозии в состав чугуна вводят хром и никель, уменьшив количество марганца. Свинец. Иногда применяется в оборудовании красильно-отделочного производства. Наибольшая химическая стойкость достигается в растворах серной кислоты и ее солей, образующих на поверхности свинца плотную защитную пленку. Это справедливо. Если концентрация холодной серной кислоты не превышает 92% и горячей – 80% при температуре 85-90 ºС. При более высокой концентрации растворов пленка разрушается. Примеси азотной кислоты снижают коррозионную стойкость свинца. Сильная коррозия свинца имеет место в паяных соединениях. В растворах щелочей свинец легко растворяется. Медь. Медь окисляется довольно легко, ее окиси легко реагируют с кислотами, давая соли, поэтому в кислых средах медь легко корродируют. Особенно быстро медь растворяется в азотной кислоте. Серная кислота окисляет медь только при концентрации более 50-60% и температуре выше 60 ºС. Соляная и органические кислоты медь не разъедают, так как не являются окислителями. Но если в них присутствует кислород воздуха, то медь легко корродируют. Алюминий. Является активным металлом, легко корродирует. Он химически стоек в азотной, уксусной и других агрессивных средах, это объясняется образованием на поверхности металла плотной защитной пленки, плотно связанной с металлом. Примеси цинка, железа и меди снижают стойкость алюминия. Места сварки и спайки алюминия быстро корродируют. Внутренние напряжения при механической обработке деталей усиливают коррозию. Цветные сплавы (бронза, латунь). Химическая активность цветных сплавов повышается при повышении однородности структуры (однородные сплавы образуют твердые растворы). Бронза более кислотостойка, чем чистая медь и латунь, а кислотостойкость кремнистой бронзы незначительно выше, чем кислотостойкость других сплавов. При увеличении количества олова в оловянистой бронзе структура раствора становится неоднородной и химическая стойкость снижается. Порошковые (металлокерамические) пористые материалы. Во влажной среде детали из железографитовых пористых материалов стойки к коррозии, при предварительном пропитывании их маслом. Они коррозионностойки и в условиях температур до 300ºС при наличии водяных паров. Такие детали сильно корродируют при работе в воде. Титан и сплавы на его основе. Материалы по стойкости к коррозии в агрессивных средах превосходят нержавеющие стали, алюминий и его стали и используются в более чем 130 агрессивных средах. В нормальных атмосферных условиях скорость коррозии титана не превышает 0,0001 мм/год. В дымящейся азотной кислоте титан склонен к межкристаллической коррозии. Детали из железографитовых пористых материалов сильно корродируют, когда работают в воде. Неметаллические материалы. Коррозия в них может быть вызвана только химическими факторами, а не электрохимическим процессом. Слоистые пластики типа текстолита химически стойки в соляной и серной кислотах, а в азотной кислоте и щелочах корродируют. Органическое стекло хорошо сопротивляется длительному действию красителей, но разрушается под действием отбеливателей. Высокую химическую стойкость имеют фторуглеродистые пластики (фторлон). Они выдерживают длительное воздействие минеральных и органических кислот, органических растворителей и активного кислорода при температуре до 230 ºС. В настоящее время разработано большое число стеклопластиков, пластиков и полимеров, пропитанных смолами на основе эпоксидной и фенолформальдегидной. Они химически стойки и не разрушаются при длительном воздействии агрессивных жидкостей при температурах до 120 ºС. Эпоксидный стеклопластик разрушается сильными минеральными кислотами и щелочами в водной среде, малостоек в отбеливающих жидкостях. Методы антикоррозионной защиты Применение большого спектра конструкционных материалов, имеющих высокую стойкость к коррозии во многих агрессивных средах, не всегда оправдано из-за высокой стоимости, сложности обработки и других причин. Большинство машин и аппаратов отраслей легкой промышленности, работающих в коррозионных средах, изготавливают из недорогих материалов и сплавов. Многие из этих материалов не имеют необходимой коррозионной стойкости. Одним из главных методов защиты деталей, изготовленных из этих материалов, является нанесение на корродирующие поверхности разнообразных защитных покрытий. Антикоррозионные защитные покрытия деталей подразделяют на металлические и неметаллические. Они должны быть прочно соединены с защищаемой поверхностью, иметь равномерную толщину и не быть пористыми. Для нанесения металлических покрытий используются: - гальванический способ, способ электролитической осадки материалов (для покрытия деталей медью, никелем, хромом); - горячий способ (для покрытия деталей расплавленным оловом, цинком, свинцом путем погружения в них детали); - способы напыления (для покрытия деталей цинком, алюминием, сталью и др.); - диффузионный; - плакирование; - оксидирование; - фосфатирование; - азотирование. Металлические покрытия Для защитных металлических покрытий используют цинк, никель, хром, свинец, алюминий, олово и другие металлы. Защитный слой наносится различными способами: гальваническим, горячим, напылением, диффузионным, плакированием. Перед нанесением покрытия металлическую поверхность очищают пескоструйной машиной; струей сжатого воздуха; промывкой и обезжириванием в органических растворителях; травлением в неорганических кислотах для растворения окислов. Гальванический способ. Покрываемую защитным слоем деталь помещают в качестве катода в раствор электролита, содержащий соли осаждаемого металла. При прохождении постоянного электрического тока из электролита выделяется металл и осаждается на защищаемой детали. Способ позволяет получать на деталях покрытия из цинка, меди, никеля, хрома. Достоинства метода – небольшой расход металла, высокое качество покрытия и хорошая сцепляемость с металлом покрываемой поверхности и возможность точно регулировать толщину защитного слоя применением анода из осаждаемого металла. Недостаток – длительность процесса и высокая стоимость. Горячий способ. Детали покрывают защитным слоем в ванне с расплавленным металлом. Способ применяется при покрытии металлами, имеющими низкую температуру плавления (оловом, цинком, свинцом). Обязательным условием хорошего качества покрытия является образование сплава между основным металлом детали и металлом покрытия. Достоинства способа: простота, высокая производительность, высокое качество покрытия. Недостатки: потери металла из-за большого количества отходов и сложность регулирования толщины защитного слоя. |
Похожие:
 |
Учебное пособие для подготовки студентов Учебное пособие для подготовки студентов к итоговой государственной аттестации (подготовке выпускной квалификационной работы) по... |
 |
Учебное пособие с методическими указаниями и тестами для текущего... Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, обучающихся по направлению подготовки 43. 03. 03 Гостиничное дело.... |
|
Учебное пособие с методическими указаниями и тестами для текущего... Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, обучающихся по направлению подготовки 43. 03. 03 Гостиничное дело.... |
|
Учебное пособие к практическим занятиям по курсу «Фармацевтическое товароведение» Учебное пособие предназначено для подготовки студентов к лабораторно-практическим занятиям и включает название темы, цель занятия,... |
|
Учебное пособие Рекомендовано учебно-методическим объединением для... Учебное пособие предназначено для студентов 1, 2 курсов всех специальностей среднего профессионального образования по направлению... |
|
Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 040400. 62 Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки 040400. 62 «Социальная работа» (бакалавр) |
|
Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся... Учебное пособие предназначено для подготовки специалистов в области обеспечения качества и безопасности продукции производимой и... |
|
Учебное пособие к практическим занятиям для студентов специальности 050715 «Логопедия» Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями действующего Государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
|
Учебное пособие для студентов специальности 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин» Учебное пособие предназначено для студентов технических вузов, обучающихся по направлению “Нефтегазовое дело” |
|
Учебное пособие для студентов Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности высшего профессионального образования Педиатрия |
|
Учебное пособие Новосибирск 2017 Учебное пособие предназначено для студентов технических факультетов, обучающихся по направлениям подготовки 09. 03. 02 -информационные... |
|
Учебное пособие для студентов по дисциплине «общие аспекты сестринского ухода» Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Сестринское дело», «Акушерское дело» |
|
Presidency of the United States of America Учебное пособие для студентов четвертого курса Учебное пособие предназначено для студентов 4 курса специальности 032301. 65- регионоведение |
|
Учебное пособие Тольятти 2011 г. Авторы: Савкин С. А., Рынгач В.... Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих предмет «Артиллерийская разведка». Он составлен в соответствии с программой... |
|
Учебное пособие для студентов 6 курса, обучающихся по специальности... Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов 6 курса при подготовке к практическим занятиям |
|
Учебное пособие для студентов специальности 271200 «Технология продуктов... Учебное пособие предназначено для изучения теоретической части курса «Ресторанное дело». Предназначено для студентов вузов, преподавателей.... |