Источниками блуждающих

Таким образом, равновесная шероховатость поверхности твердого тела, оцениваемая комплексной характеристикой А по формуле (IV.30), как и в общем случае (IV.21), зависит от прочности молекулярного взаимодействия в зоне фактического касания т0, физико-механических свойств мягкой истирающей поверхности Г и условий нагружения Рс. Формула (IV.30) является частным случаем общей закономерности (IV.21), учитывающей шероховатость двух соприкасающихся поверхностей при трении. Использование формул (IV.21) и (IV.30) позволяет количественно оценить шероховатость поверхностей, возникающую после приработки в стационарных условиях трения, а также определить положение точки минимума на кривой зависимости коэффициента трения от степени шероховатости, оцениваемой комплексным критерием Д.

глубине при схватывании, т, е. адгезионном (межмолекулярном) взаимодействии трущихся тел. Начальный износ в тех же условиях незакаленной детали показан на рис. 2, е: он выражается в пластических деформациях и появлении на поверхности неровностей типа «рябин», указывающих на перенапряжение материала поверхностного слоя, Начальный износ заметно уменьшается при образовании поверхностной пленки, обладающей аддитивной активностью при высоком давлении, как это показано на рис. 2, г: неровности слабо деформированы, сглажены, общий характер микрорельефа представляет собой по форме нечто среднее между рельефом исходной поверхности и поверхности с неровностями типа «рябин», однако величины неровностей имеют меньшие значения, чем, например, в предыдущем случае. Это согласуется с допущением современной молекулярно-механической теории трения о том, что неровности существенно более жесткой истирающей поверхности в процессе изнашивания статистически стабильны, т. е. сохраняют технологически приобретенные свойства. Поэтому даже при трении и изнашивании исходные, т. е. технологические неровности интересны как в научном, так и в практическом отношении.

Связь трения и износа с неровностями поверхности. Современная молекулярно-механическая теория трения объясняет силу сухого (и граничного) трения скольжения образованием и разрушением адгезионных 1 мостиков холодной сварки контактирующих участков шероховатой поверхности и зацеплением (и внедрением) неровностей [10, 40]. Трение обусловлено объемным деформированием материала и преодолением межмолекулярных связей, возникающих между сближенными участками трущихся поверхностей. При этом износ протекает в виде отделения частиц за счет многократного изменения напряжения и деформации на пятнах фактического контакта при внедрении неровностей истирающей поверхности в истираемую поверхность. Во многих случаях износ имеет усталостный характер растрескивания поверхностного слоя под влиянием повторных механических и термических напряжений, соединения трещин на некоторой глубине и отделения материала от изнашиваемого тела. Интенсивность изнашивания зависит от величины фактического контакта и напряженного состояния изнашиваемого тела, которые в свою очередь в сильной степени зависят от размеров и формы неровностей и, в частности, от радиусов закругления выступов. В обычных условиях истирающая поверхность является существенно более жесткой и шероховатой по сравнению с той, износ которой определяется, и ее неровности оказываются статистически стабильными при установившемся режиме трения. Таким образом, в отношении износостойкости деталей неровности их поверхностей имеют первостепенное значение.

где b, v — параметры кривой опорной поверхности; е — относительное сближение поверхностей; /imax — высота максимального-выступа истирающей поверхности; ? — коэффициент, учитывающий влияние на величину площади фактического контакта упругих деформаций, 0,5 ^. ? <; 1; Т1С — относительная контурная площадьг участвующая в процессе трения; I — средний диаметр единичного пятна контакта.

Если уравнение 2', полученное при различных схемах абразивного изнашивания, окажется справедливым при каком-либо другом виде испытания, то это будет указывать на то, что условия испытания, включая шероховатость истирающей поверхности, не менялись в процессе испытания. Изменение шероховатости скажется на изменении коэффициента с в уравнении (2').

В свете сказанного представляло интерес выявить ту шероховатость истирающей поверхности, при которой поддерживающий эффект смазочного масла не проявляется, а также влияние на изнашивание изменяющейся шероховатости.

Шероховатость истирающей поверхности не изменяется от трения. Данные основных испытаний, проведенных автором, делятся на две группы по величине параметра На: на группу испытаний образцов с роликами, шероховатость которых по На составляла от 0,09 до ~ 1 мкм (табл. 14), когда давление г/,, было больше нуля, т. е. выполнялась закономерность (26), и на группу со значениями Л„, превосходившими 1 мкм (табл. 15), когда давление qk равнялось нулю и уравнение принимало вид

Анализируя эти условия, П. Е. Дьяченко [29] привел следующую схему. В одном случае износ неровностей истирающей поверхности носит поверхностный характер, когда небольшие объемы металла удаляются только с вершин выступов, а впадины неровностей не затрагиваются трением. В другом случае износ имеет объемный характер; одинаковые объемы металла удаляются как с вершин выступов, так и со впадин, вследствие чего высота неровностей не изменяется. Причиной такого износа могут быть абразивные частицы, содержащиеся в смазочном масле или внедрившиеся в поверхность истираемого образца, продукты износа и инородные частицы, попавшие на поверхность трения.

При сравнении результатов предполагали, что испытание по баббиту-83 не могло изменить состояния истирающей поверхности и что определяемый из испытания коэффициент с отражал ее истинное состояние на той или иной стадии притирки.

Из этого следует, что в тех случаях, когда при испытании металла по металлу в отсутствие смазки необходимо исключить влияние возможного изменения шероховатости истирающей поверхности при трении, не прибегая для этого к специальным методам восстановления исходной шероховатости, целесообразно использовать более простой метод испытания трением по свежему месту абразивной шкурки.

В первом случае в качестве истирающей поверхности применяют шлифовальную шкурку, абразивные шлифовальные круги, абразив, шаржированный в резину, или чугунную плиту.

Источниками блуждающих постоянных, токов являются электрические железные дороги и трамваи, работающие на постоянном токе, гальванические установки, электрозаземление постоянного тока и др.

Источниками блуждающих токов могут быть линии электропередачи системы провод—земля, электролизеры и гальванические ванны, катодные установки, работающие сварочные агрегаты, заземления постоянного тока и т. п. Среднесуточная плотность токов утечки, превышающая 0,15 мА/дм2, считается опасной. В таких зонах подземные металлические сооружения нуждаются в специальных методах защиты от коррозии блуждающими токами.

Источниками блуждающих постоянннх токов являются электрические гелеанне доюги и трамваи, работающие на постоянном токе, гальванические установки и т.д. (рис.21).

Источниками блуждающих постоянных токов обычно являются пути электропоездов, заземления линий постоянного тока, установки для электросварки, системы катодной защиты и установки для нанесения гальванических покрытий. Источники блуждающих переменных токов — это обычно заземления линий переменного тока или токи, индуцированные в трубопроводах проложенными рядом электрическими кабелями. Пример возникновения блуждающего постоянного тока от трамвайной линии, где стальные рельсы используются для возвращения тока к генераторной станции, показан на рис. 11.1. Вследствие плохого контакта рельсов на стыках и недостаточной изоляции их от земли часть тока выходит в почву и находит пути с низким сопротивлением, например подземные газо- и водопроводы. В точке А труба попадает под воздействие катодной защиты и не подвергается коррозии, а в точке В, напротив, сильно корродирует, так как по отношению к рельсам является анодом. Если в точке В труба защищена неметаллическим покрытием, это усугубляет коррозионные разрушения, так как в этом случае все блуждающие токи выходят через дефекты в покрытии трубы, что вызывает увеличение плот- ( ности тока на ограниченных участках поверхности и ускоряет разрушение трубы.

Источниками блуждающих токов служат линии электрофицированных железных дорог, трамваев, метрополитена, линии передач постоянного тока, работающие по системе "провод-земля", анодные заземлители установок катодной защиты не включенных в систему защиты рассматриваемого подземного металлического сооружения. Наиболее сильно коррозия под действием блуждающих токов проявляется вблизи электрофицированного рельсового транспорта. Процессы возникновения в земле блуждающих токов показаны на рис. 4.

2. Ситуационный план с существующей защитой и источниками блуждающих токов.

Источниками блуждающих токов обычно являются электрифицированные -железные дороги, сварочное оборудование, катодные и электролизные установки, а также любые электрические сети, в которых одним из «проводов» служит земля. В некоторых случаях источниками блуждающих токов являются также линии электропередач на переменном токе при нарушении симметрии напряжения и тока отдельных фаз, замыканий на землю или утечек через изоляторы. Так, в трубопроводах, уложенных параллельно линиям электропередач, наблюдаются индукционные токи, напряжение которых может достигать до 100 В [1].

источниками блуждающих токов в земле являются электрифицированная железная дорога, пересекающая город, и рельсовый трамвай. Протяженность рельсовой сети трамвая ежегодно растет и на сегодняшний день составляет более 130 км. Это крупный потребитель эл-ек-троэнергии, поэтому даже незначительное снижение расхода электроэнергии имеет существенное значение. Короткие перегоны, а отсюда и частые остановки резко снижают эксплуатационную скорость трамваев и увеличивают пусковые и тормозные потери, которые составляют 60—80 процентов от общего расхода электроэнергии. Средняя эксплуатационная скорость иэ трамваев по г. Уфа составляет 16I-M8 км/час. Однако географическое расположение города требует значительного увеличения эксплуатационной скорости трамваев, где прямые участки составляют более 4 км, как, например, по проспекту Октября, улицам Трамвайной, Р. Зорге, Минга-жева, Менделеева и др. Достичь этого можно за счет увеличения длины перегона и изменения графика движения трамваев, который должен быть составлен таким образом, чтобы четные и нечетные группы трамваев останавливались через одну остановку, а остановка всех трамваев предусматривалась только на ключевых пунк-' тах (фабрики, спортивные и торговые учреждения).

Установки, имеющие только одно рабочее заземление, тоже могут стать источниками блуждающих токов, если появится дополнительное заземление где-либо в другом месте — например, вследствие короткого замыкания на землю. На незаземленных установках для этого должны появиться два замыкания на землю одновременно в различных местах.

Источниками блуждающих токов, могущих вызывать интенсивную коррозию подземных сооружений, являются электрифицированные железные дороги на постоянном токе, городской трамвайг метрополитен и линии электропередачи постоянного тока, работающие по системе провод — земля, и др.

плуатации сооружений, являющихся источниками блуждающих токов (ограничение и снижение токов утечки, организация отсасывающей системы, правильное устройство основания путей и др.).