Kakisan yang mengganggu: punca dan pencegahan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Kakisan bergelora adalah berdasarkan proses fizikal dan kimia yang berlaku pada peringkat molekul. Pada peringkat pertama, pemusnahan elektrokimia mendominasi. Dalam zon sentuhan logam (atau logam dengan bukan logam), oksida terbentuk, yang menyebabkan haus mekanikal diaktifkan. Kedua-dua proses ini berkait rapat dan mempengaruhi ciri kekuatan pemasangan. Fenomena fretting telah dikaji oleh penyelidik selama lebih daripada satu abad, tetapi ramalannya masih kurang berkembang.

Penerangan

Kakisan bergelora adalah salah satu jenis pemusnahan logam secara spontan. Proses ini berlaku pada antara muka pasangan logam-logam atau logam-bukan logam yang rapat. Ciri cirinya ialah kehadiran pergerakan berayun amplitud kecil. Kakisan bergelora menjejaskan bukan sahaja keluli karbon, tetapi juga keluli tahan kakisan.

Untuk berlakunya fenomena ini, amplitud kitaran hanya 0.025 mikron sudah memadai. Nilai maksimumnya boleh menjadi 200-300 mikron. Secara luaran, kemusnahan ditunjukkan dalam rupa ulser kecil, menggosok, mengoyak,bintik berwarna, mendapan serbuk pada permukaan sentuhan.

Produk kakisan seperti oksida bagi bahagian keluli mempunyai warna yang berbeza - daripada kemerahan hingga coklat gelap. Ia bergantung pada jenama bahan dan keadaan operasi. Mereka tidak boleh meninggalkan kawasan sentuhan disebabkan oleh amplitud kecil ayunan pergerakan bersama permukaan, akibatnya kesan melelasnya dipertingkatkan.

Akibat paling negatif daripada fenomena ini ialah kegagalan bahagian yang keletihan. Keupayaan untuk melihat beban kitaran dalam nod dikurangkan sehingga 5 kali ganda.

Ciri pakai

Kakisan yang membimbangkan mempunyai perbezaan berikut daripada jenis haus dan lusuh yang lain:

• Kerosakan logam berlaku dalam gerakan salingan.
• Penyetempatan kerosakan - hanya di kawasan sentuhan bahagian.
• Kelajuan perjalanan rendah dalam pasangan gosokan.
• Pemusnahan filem oksida berlaku terutamanya disebabkan oleh daya tangen (tangensial).
• Pecah jambatan kimpalan semasa menetapkan permukaan membawa kepada detasmen atom dan rupa rekahan keletihan.
• Zarah logam yang tercabut cepat teroksida dalam udara.
• Produk kakisan terlibat secara aktif dalam proses haus selanjutnya.

Punca dan mekanisme fenomena

Secara ringkasnya, proses hakisan fretting boleh diwakili seperti berikut:

• Alihkan dan ubah bentuk permukaan.
• Pengoksidaan logam.
• Pemusnahan oksidafilem.
• Penemuan logam tulen.
• Cengkamannya dengan permukaan sentuhan.
• Kemusnahan jambatan genggam.
• Peningkatan kepekatan oksigen di kawasan terbuka.
• Pengulangan kitaran kakisan, peningkatan beransur-ansur dalam gua.

Hasil daripada tindakan kasar zarah tertanggal, suhu dalam zon sentuhan juga meningkat (dalam beberapa kes sehingga 700 ° C). Lapisan putih terbentuk, terdiri daripada struktur logam yang diubah suai.

Punca-punca utama hakisan yang merunsingkan berikut dikenal pasti:

• Beban dinamik amplitud rendah dalam sambungan tetap.
• Persekitaran luaran yang agresif.
• Faktor suhu.

Sifat proses kakisan bergantung pada tahap mana ia berada. Pada peringkat awal, dominasi tindak balas oksidatif akibat interaksi elektrokimia direkodkan. Proses ini diperlahankan oleh penggunaan komposisi kimia yang melemahkan tindakan persekitaran yang agresif. Kami akan membincangkan apakah perencat kakisan di bawah.

Keadaan tertekan bahan mempunyai tiga komponen - daya mampatan yang diarahkan berserenjang dengan permukaan sentuhan, tegasan ricih berselang-seli dan daya geseran. Kehausan semasa hakisan bergelora mempunyai ciri kegagalan keletihan. Keretakan kecil bergabung dari semasa ke semasa dan kepingan logam terputus.

Simpul pembinaan

Ciri kakisan yang menggelisahkan unit pemasangan,nominal tidak alih. Selalunya, kemusnahan logam diperhatikan dalam jenis sambungan berikut:

• Diketatkan.
• Memukau.
• Diletakkan.
• Hubungi elektrik.
• Istana.
• Hirth Bergigi.
• Bebibir.
• Suaian picit (bearing, cakera, roda, gandingan aci, gandar dan hab roda).
• Permukaan galas spring dan lain-lain.

Kakisan yang membimbangkan pada sambungan berbolted disebabkan oleh kehausan bahagian berulir dan kemunculan kebocoran pada celah. Ini difasilitasi oleh pengurangan pengetatan semasa operasi, membuka skru sendiri sendi akibat beban getaran. Walau bagaimanapun, peningkatan dalam tork pengetatan bukanlah jaminan pengurangan kakisan fretting, kerana dalam kes ini kimpalan rintangan permukaan mungkin berlaku. Akibatnya, kerja sambungan berulir akan berlaku dalam keadaan tegasan tegangan yang tidak menguntungkan.

Keamatan patah

Kadar hakisan bergelora bergantung pada beberapa dozen faktor. Yang paling penting ialah:

• Suasana ambien (kakisan berlaku lebih cepat di udara). Fenomena ini juga diperhatikan dalam vakum, nitrogen dan helium.
• Amplitud dan kekerapan pergerakan berayun (halaju geseran). Hubungan antara kadar patah dan amplitud adalah hampir linear.
• Tekanan (beban) dalam zon sentuhan dan keadaan operasi lain. Dengan beban yang ketara, kedalaman kerosakan meningkat.
• Kekerasan logam asas dan salutan pelindung bahagian, kekasaran sentuhanpermukaan.
• Faktor teknologi (kaedah mendapatkan bahan kerja, tegasan baki, ketepatan pemesinan dan ketegaran pemasangan yang dipasang).
• Sifat produk oksida yang terhasil daripada haus.
• Suhu. Dalam kebanyakan kes, nilai negatifnya menyumbang kepada kekakisan yang lebih tinggi. Suhu positif menjejaskan prestasi unit hanya sehingga nilai kritikal tertentu. Apabila terlalu panas, kadar kemusnahan meningkat.
• Ketahanan lelasan produk haus.

Kaedah perjuangan

Cara yang sesuai untuk menangani fenomena ini tidak wujud. Untuk mengurangkannya, langkah-langkah berikut diambil:

• Mengurangkan anjakan relatif dengan meningkatkan daya geseran. Meningkatkan kekasaran, tekanan atau menukar konfigurasi bahagian. Kaedah pertama adalah paling berkesan jika salah satu unsur adalah bukan logam. Geseran juga boleh ditingkatkan dengan penyaduran elektrik dengan kuprum, timah atau kadmium.
• Jika penyingkiran getaran adalah mustahil, maka kaedah sebaliknya diperlukan - mengurangkan daya geseran dengan menggunakan salutan fosfat, plumbum atau indium, serta memperkenalkan pelincir. Sebagai sebahagian daripada yang terakhir, adalah disyorkan untuk menggunakan bahan tambahan perencat kakisan. Kaedah ini memindahkan slaid ke persekitaran pertengahan.
• Meningkatkan kekerasan salah satu bahagian (rawatan haba, pengerasan mekanikal). Langkah ini mengurangkan lekatan bersamamengawan permukaan dan mengurangkan kehausan.

Pelincir berasaskan minyak dan gris berkesan mengurangkan haus sentuhan. Selalunya, jenis konsisten mereka digunakan - bahan yang, pada suhu 25 ° C, adalah bahan tebal seperti salap. Salutan logam fosfat dan anodik menyumbang kepada pengekalannya pada permukaan.

Apakah itu perencat kakisan

Dalam kes kemusnahan bahan oleh jenis kehausan yang membimbangkan, perencat jenis sentuhan digunakan terutamanya. Ia melambatkan kakisan dalam persekitaran yang agresif, dan prinsip tindakannya adalah berdasarkan pembentukan sebatian yang mudah larut dengan ion logam.

Perencat kenalan termasuk kromat, nitrit, benzoat, fosfat dan sebatian lain. Mengisi jurang dengan bahan plastik antara bahagian mengawan bukan sahaja melindungi mereka daripada kakisan, tetapi juga menggalakkan pengedap. Inhibitor kenalan termasuk komposisi "Vital", SIM, M-1 dan lain-lain. Senarai perencat dan cadangan untuk penggunaannya boleh didapati dalam GOST 9.014-78.