Horiaca korózia: príčiny a prevencia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Korózia trenia je založená na fyzikálnych a chemických procesoch vyskytujúcich sa na molekulárnej úrovni. V prvej fáze prevláda elektrochemická deštrukcia. V kontaktnej zóne kovov (alebo kovu s nekovom) sa vytvárajú oxidy, vďaka ktorým sa aktivuje mechanické opotrebovanie. Tieto dva procesy spolu úzko súvisia a ovplyvňujú pevnostné charakteristiky zostáv. Fenomén rozčuľovania sa skúmal výskumníkmi už viac ako storočie, no jeho predpoveď je stále slabo rozvinutá.

Popis

Korózia trenia je jedným z druhov spontánnej deštrukcie kovu. K tomuto procesu dochádza na rozhraní tesne kontaktujúcich párov kov-kov alebo kov-nekov. Jeho charakteristickým znakom je prítomnosť oscilačných pohybov s malou amplitúdou. Trecia korózia postihuje nielen uhlíkové ocele, ale aj ocele odolné voči korózii.

Na výskyt tohto javu stačí cyklická amplitúda iba 0,025 mikrónu. Jeho maximálna hodnota môže byť 200-300 mikrónov. Navonok sa deštrukcia prejavuje výskytom malých vredov, trením, slzením,farebné škvrny, práškové usadeniny na kontaktnom povrchu.

Produkty oxidovej korózie oceľových dielov majú inú farbu – od červenkastej po tmavohnedú. Závisí to od značky materiálu a prevádzkových podmienok. Nedokážu opustiť kontaktnú plochu pre malú amplitúdu kmitov vzájomného pohybu plôch, v dôsledku čoho sa zvyšuje ich abrazívny účinok.

Najnegatívnejším dôsledkom tohto javu je únavové zlyhanie dielov. Schopnosť vnímať cyklické zaťaženie v uzloch je znížená až 5-krát.

Funkcie nosenia

Krózna korózia má nasledujúce rozdiely od iných typov opotrebovania:

• Kovové poškodenie vzniká pri vratnom pohybe.
• Lokalizácia poškodenia – iba v oblasti kontaktu dielov.
• Nízka cestovná rýchlosť v trecom páre.
• Deštrukcia oxidových vrstiev nastáva hlavne v dôsledku tangenciálnych (tangenciálnych) síl.
• Pretrhnutie zváracích mostíkov počas tuhnutia povrchov vedie k oddeľovaniu atómov a vzniku únavových trhlín.
• Odtrhnuté kovové častice rýchlo oxidujú na vzduchu.
• Produkty korózie sa aktívne podieľajú na ďalšom procese opotrebovania.

Príčiny a mechanizmus javu

Zjednodušene možno proces korózie trenia znázorniť takto:

• Posúvajte a deformujte povrchy.
• Oxidácia kovov.
• Zničenie oxidufilmy.
• Objavenie čistého kovu.
• Jeho priľnavosť s kontaktnou plochou.
• Zničenie uchopovacích mostov.
• Zvýšená koncentrácia kyslíka v otvorených priestoroch.
• Opakovanie korózneho cyklu, postupný nárast kavern.

V dôsledku abrazívneho pôsobenia uvoľnených častíc stúpa aj teplota v kontaktnej zóne (v niektorých prípadoch až 700 °C). Vytvorí sa biela vrstva pozostávajúca zo zmenených kovových štruktúr.

Boli identifikované nasledujúce hlavné príčiny korózie odieraním:

• Nízka amplitúdová dynamická záťaž v pevných pripojeniach.
• Agresívne externé prostredie.
• Teplotný faktor.

Povaha korózneho procesu závisí od toho, v akom štádiu sa nachádza. V počiatočnom štádiu bola zaznamenaná prevaha oxidačných reakcií v dôsledku elektrochemickej interakcie. Tento proces sa spomaľuje použitím chemických kompozícií, ktoré oslabujú pôsobenie agresívneho prostredia. Aké sú inhibítory korózie, budeme diskutovať nižšie.

Napätý stav materiálu má tri zložky - tlakovú silu smerujúcu kolmo na kontaktnú plochu, striedavé šmykové napätia a treciu silu. Opotrebenie pri trecej korózii má charakter únavového porušenia. Malé praskliny sa časom spájajú a kusy kovu sa odlamujú.

Stavebné uzly

Odrezová korózia charakteristika montážnych jednotiek,nominálne nehnuteľný. Najčastejšie sa deštrukcia kovu pozoruje v nasledujúcich typoch spojov:

• Skrutkované.
• Nitovanie.
• Slotted.
• Kontaktujte elektriku.
• Hrad.
• Toothed Hirths.
• Flanged.
• Stlačenie (ložiská, kotúče, kolesá, spojky hriadeľa, nápravy a náboje kolies).
• Pérové dosadacie plochy a iné.

Oterová korózia skrutkových spojov je spôsobená opotrebovaním závitovej časti a výskytom netesností v medzere. To je uľahčené znížením uťahovania počas prevádzky, samovoľným odskrutkovaním spojov v dôsledku zaťaženia vibráciami. Zvýšenie uťahovacieho momentu však nie je zárukou zníženia trecej korózie, pretože v tomto prípade môže dôjsť k odporovému zváraniu povrchov. V dôsledku toho bude práca závitového spojenia prebiehať v nepriaznivých podmienkach ťahových napätí.

Intenzita zlomeniny

Rýchlosť oderovej korózie závisí od niekoľkých desiatok faktorov. Najdôležitejšie sú:

• Okolitá atmosféra (korózia prebieha vo vzduchu rýchlejšie). Tento jav možno pozorovať aj vo vákuu, dusíku a héliu.
• Amplitúda a frekvencia oscilačných pohybov (triaca rýchlosť). Vzťah medzi rýchlosťou lomu a amplitúdou je takmer lineárny.
• Tlak (zaťaženie) v kontaktnej zóne a ďalšie prevádzkové podmienky. Pri značnom zaťažení sa hĺbka poškodenia zvyšuje.
• Tvrdosť základného kovu a ochranných náterov dielov, drsnosť kontaktupovrchy.
• Technologické faktory (spôsob získania obrobku, zvyškové napätia, presnosť obrábania a tuhosť zostavenej zostavy).
• Vlastnosti oxidových produktov vznikajúcich opotrebovaním.
• Teplota. Vo väčšine prípadov jeho záporné hodnoty prispievajú k vyššej korozívnosti. Kladné teploty priaznivo ovplyvňujú výkon jednotky len do určitej kritickej hodnoty. Pri prehriatí sa rýchlosť ničenia zvyšuje.
• Oteruvzdornosť výrobkov proti opotrebovaniu.

Metódy boja

Ideálne spôsoby, ako sa s týmto fenoménom vysporiadať, neexistujú. Na jej zníženie sa prijímajú tieto opatrenia:

• Zníženie relatívneho premiestnenia zvýšením trecích síl. Zvyšovanie drsnosti, tlaku alebo zmena konfigurácie dielov. Prvá metóda je najúčinnejšia, ak je jedným z prvkov nekov. Trenie možno zvýšiť aj galvanickým pokovovaním meďou, cínom alebo kadmiom.
• Ak eliminácia vibrácií nie je možná, potom je potrebná opačná metóda – zníženie trecej sily použitím fosfátových, olovených alebo indiových povlakov, ako aj zavedením mazív. V rámci posledne menovaného sa odporúča použiť prísady inhibujúce koróziu. Táto metóda prenáša snímku do stredného prostredia.
• Zvýšenie tvrdosti jedného z dielov (tepelné spracovanie, mechanické kalenie). Toto opatrenie znižuje vzájomnú priľnavosťpárovacie povrchy a zníženie opotrebovania.

Mazadlá na báze oleja a tuku účinne znižujú opotrebenie kontaktov. Najčastejšie sa používajú ich konzistentné typy - látky, ktoré sú pri teplote 25 °C hustým masťovým materiálom. Fosfátové a anodické kovové povlaky prispievajú k jeho udržaniu na povrchoch.

Čo sú inhibítory korózie

V prípade zničenia materiálu typom opotrebenia trením sa používajú hlavne kontaktné inhibítory. Spomaľujú koróziu v agresívnom prostredí a princíp ich pôsobenia je založený na tvorbe ťažko rozpustných zlúčenín s iónmi kovov.

Kontaktné inhibítory zahŕňajú chrómany, dusitany, benzoáty, fosfáty a iné zlúčeniny. Vyplnenie medzery plastovými materiálmi medzi párovými časťami ich nielen chráni pred koróziou, ale tiež podporuje utesnenie. Kontaktné inhibítory zahŕňajú kompozície "Vital", SIM, M-1 a ďalšie. Zoznam inhibítorov a odporúčania na ich použitie nájdete v GOST 9.014-78.