Механическому разрушению

Хромирование поверхностей деталей производится с целью предохранения их от коррозии, увеличения сопротивляемости механическому изнашиванию, продления срока службы, восстановления размеров изношенных поверхностей, для придания деталям красивого вида и блеска.

Наблюдаемый характер разрушения объясняется наличием структурных дефектов покрытий, таких, как металлический титан в покрытии TIN и поры, выполняющих роль концентраторов напряжений, снижающих сопротивляемость модифицированных слоев коррозионно-механическому изнашиванию. В процессе прерывистого резания образование сетки микротрещин может привести и к разрушению материала основы за счет отрыва частиц покрытия в местах их прочных связей с твердым сплавом. Карбидотитановые покрытия имеют более высокую трещиностойкость, лучше сопротивляются образованию и росту трещин [ 117]. Трещиностойкость износостойкого комплекса "покрытие-основа" зависит от релаксационных свойств тугоплавких фаз, входящих в его состав. Релаксационные свойства износостойкого комплекса зависят от температуры трибомеханического контакта. При этом с повышением температуры релаксационные свойства покрытий возрастают заметнее, чем таковые основы. Поэтому работоспособность инструмента при резании на высоких скоростях определяется структурными характеристиками покрытия. Повышение скорости резания приводит к изменению механизма разрушения режущих кромок твердых сплавов, который зависит от диффузионных процессов в приповерхностных слоях основы и явлений микропластичности. Твердые сплавы с покрытием TiC более устойчивы к явлениям ползучести, чем сплавы с нитридотита-новым покрытием. Трещиностойкость износостойкого комплекса может быть повышена путем нанесения промежуточных мягких слоев, способствующих вязкому торможению образующихся в процессе изнашивания трещин [92, 116, 118]. Закономерности изнашивания твердосплавных инструментов с покрытиями наиболее полно иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 7.13 [92].

Хромистые чугуны стойки и к механическому изнашиванию, поэтому их применяют для производства насосов, арматуры, смесителей и т. д.

С течением времени сальниковая набивка приходит в негодность и требуется ее замена. При протечках коррозионной среды поверхность шпинделя в сальниковом узле также приходит в негодность. В запорном органе уплотнительные кольца подвергаются механическому изнашиванию, эрозии и коррозии, что приводит к потере герметичности запорного органа. В ходовом узле изнашиваются поверхности резьбы шпинделя и гайки. Под действием температуры может происходить коробление уплотнительных поверхностей соединения крышки с корпусом и корпуса с трубопроводом, между которыми обычно устанавливается прокладка; в результате нарушается герметичность соединения. При действии тепло-смен в прокладке периодически происходят сжатие, пластические деформации, уплотнение материала, после чего упругие свойства материала прокладки ухудшаются и она не в состоянии обеспечивать герметичность. Этому при протечках может способствовать и коррозионное действие среды. Резиновые прокладки с течением времени твердеют. Изнашиваются детали электропривода, пневмопривода; контакты электроаппаратуры подвергаются электроэрозионному разрушению.

Первый период износа характеризуется разрушением небольшого объема металла у вершины кромки, когда ее форма нарушается вследствие срезания и вырыва микрообъемов, нагретых до высоких температур. Износ обусловливается в основном образованием мостиков сварки в результате пластического и диффузионного взаимодействия с разрезаемым металлом. Ведущим видом износа в этот период по классификации Б. И. Костецкого [4] является тепловой износ в его второй или даже третьей стадии. По классификации М. М. Хрущева [5] этот вид износа может быть отнесен к моле-кулярно-механическому изнашиванию при высоких температурах (износ схватыванием).

Внешнему осмотру подлежат все составные части насоса, за исключением тех, которые не предназначены для дальнейшего использования. При осмотре особое внимание уделяют местам — концентраторам напряжений, поверхностям контакта рабочих поверхностей, местам, наиболее подверженным коррозионному, кавитационному и механическому изнашиванию. Внешний осмотр проводится с целью выявления трещин, раковин, размывов, смятин, выкрашивании, задиров, следов схватывания, царапин, рисок, а при осмотре сварных швов или мест наплавки — для выявления трещин.

При визуальном контроле особое внимание следует уделять местам, наиболее подверженным коррозионному, эрозионному и механическому изнашиванию (уплот-нительные поверхности затвора, регулирующего органа, цилиндрические поверхности шпинделей, штоков, грундбукс, колец сальника и т. д.). Визуальный контроль уплот-нительных поверхностей необходимо производить с применением лупы 4—7-кратного увеличения.

К механическому изнашиванию относят абразивное, гидроаб-разивное, газоабразивное, эрозионное, кавитационное, усталостное, изнашивание при фреттинге и изнашивание при заедании.

Технологические способы повышения стойкости к механическому изнашиванию сводятся к выбору материала трущихся поверхностей, его структуры и твердости.

/С механическому изнашиванию относят: абразивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, кавитационное, усталостное, изнашивание при фреттинге и изнашивание при заедании,

Наблюдаемый характер разрушения объясняется наличием структурных дефектов покрытий, таких, как металлический титан в покрытии TiN и поры, выполняющих роль концентраторов напряжений, снижающих сопротивляемость модифицированных слоев коррозионно-механическому изнашиванию. В процессе прерывистого резания образование сетки микротрещин может привести и к разрушению материала основы за счет отрыва частиц покрытия в местах их прочных связей с твердым сплавом. Карбидотитановые покрытия имеют более высокую трещиностойкость, лучше сопротивляются образованию и росту трещин [117]. Трещиностойкость износостойкого комплекса "покрытие-основа" зависит от релаксационных свойств тугоплавких фаз, входящих в его состав. Релаксационные свойства износостойкого комплекса зависят от температуры трибомеханического контакта. При этом с повышением температуры релаксационные свойства покрытий возрастают заметнее, чем таковые основы. Поэтому работоспособность инструмента при резании на высоких скоростях определяется структурными характеристиками покрытия. Повышение скорости резания приводит к изменению механизма разрушения режущих кромок твердых сплавов, который зависит от диффузионных процессов в приповерхностных слоях основы и явлений микропластичности. Твердые сплавы с покрытием TiC более устойчивы к явлениям ползучести, чем сплавы с нитридотита-новым покрытием. Трещиностойкость износостойкого комплекса может быть повышена путем нанесения промежуточных мягких слоев, способствующих вязкому торможению образующихся в процессе изнашивания трещин [92, 116, 118]. Закономерности изнашивания твердосплавных инструментов с покрытиями наиболее полно иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 7.13 [92].

ла. Роль растягивающих кольцевых напряжений в стенке трубы сводится к дискретному механическому разрушению металла по достижении определенной концентрации напряжений, образовавшейся в результате предшествующей электрохимической коррозии. Механическое продвижение трещины вызывает обнажение ювенильной поверхности, и коррозионная среда за счет капиллярных сил быстро проникает к этой поверхности. Далее наступает стадия продвижения трещины в результате интенсивной электрохимической коррозии.

Процесс КР магистральных газопроводов контролируется рядом внутренних и внешних факторов [1, 28], среди которых помимо факторов строительно-монтажного и эксплуатационного происхождений весьма существенную роль играет металлургическое качество труб. Вклад последнего до настоящего времени изучен недостаточно. В частности, не определена чувствительность металла к КР по периметру трубы, хотя в ряде случаев наиболее глубокие трещины располагаются на расстоянии 100-250 мм от продольного заводского сварного шва. В связи с этим проводились исследования влияния распределения технологически унаследованных остаточных деформаций и напряжений по периметру прямо-шовной электросварной трубы диаметром 0,82 м производства Челябинского трубопрокатного завода (ЧТПЗ) на ее склонность к коррозионно-механическому разрушению.

В зависимости от условий в развитии трещин может преобладать один из перечисленных факторов. Скорость образования трещин может достигать значительных величин — 10 мм/ч. Со временем рост одной из трещин обгоняет рост других и приводит к механическому разрушению детали,

Многолетняя практика доказала эффективность защиты стали с помощью покрытий из портландцемента [24]. Испытания, проведенные Бюро стандартов, показали, что хорошими защитными свойствами обладает и стекловидная эмаль (при отсутствии пор). Оба покрытия довольно хрупкие и легко подвергаются механическому разрушению. х

Положительные эффекты при сварке с РТЦ проявляются и по интегральным показателям сопротивления коррозионно-механическому разрушению (рис. 3.12). При фиксированном номинальном напряжении долговечность сварных соединений, выполненных с принудительным охлаждением, примерно в 2-3 раза превышает долговечность сварных соединений, выполненных с предварительным нагревом. Образцы с поперечным швом в случае сварки с подогревом (см. рис. 3.12, а -линия 1) разрушаются преимущественно по линии сплавления с характерным для коррозионного растрескивания хрупким изломом, а при сварке с охлаждением (рис. 3.12, а - линия 2) по металлу шва, и разрушение вязкое. В образцах с продольным швом (см. рис. 3.12, б) разрушение начинается с участков подкалки ^т- Чем больше %т (сварка с подогревом на

При контактной сварке по мере накопления в щели продуктов коррозии возникают усилия, способствующие их деформации и механическому разрушению в местах сварки. При увеличении шага сварки увеличивается приращение толщины пакета деталей (рис. 53). Между линиями А и Б развитие коррозионных процессов приводит к значительной деформации деталей, а при вариантах шага, находящихся левее линии А, накопление продуктов коррозии незначительно сказывается на изменении геометрических параметров сваренной детали. Приведенные данные способствуют правильному выбору шага контактной сварки.

Кроме регуляторов, автоматически восстанавливающих число оборотов при изменении режима, на каждой турбине в обязательном порядке устанавливают предохранительный выключатель, который автоматически прекращает доступ пара в турбину при повышении числа ее оборотов против нормального более чем на 10—12%. Такое увеличение числа оборотов, могущее возникнуть при неисправности системы регулирования, опасно для турбины, так как при этом возникают чрезмерные центробежные силы, которые могут привести к механическому разрушению ротора турбины — к его «разносу». Предохранительный выключатель обычно представляет собой подвижный груз 2, эксцентрически вставленный в вал / турбины (рис. 31-19).

3) увеличение хрупкости материалов, приводящее во многих случаях к полному механическому разрушению.

Детали и конструкции, работающие в условиях агрессивных сред, часто подвергаются коррозионно-механическому разрушению под совместным воздействием коррозии и механических напряжений. Существует пять характерных случаев коррози-онно-механического разрушения металлоконструкций, отличающихся своеобразием воздействия механического фактора: 1) общая коррозия напряженного металла (не сопровождающаяся хрупким механическим разрушением); 2) коррозионное растрескивание; 3) коррозионная усталость; 4) коррозионная кавитация; 5) коррозионная эрозия (коррозионное истирание, фреттинг).

По мере накопления в щели продуктов коррозии возникают усилия Q, действующие на соединенные детали и способствующие их деформации (рис. 15,0) или механическому разрушению в местах сварки (рис. 15, г).

Ионы водорода в ходе катодного процесса восстанавливаются на поверхности стали, часть из них поступает в металл и способствует его коррозионно-механическому разрушению. Установлено, что при сероводородном растрескивании сталей основная роль принадлежит водородному охрупчиванию [8].