Абразивное воздействие что это

абразивное воздействие

Смотреть что такое «абразивное воздействие» в других словарях:

абразивное [истирающее] воздействие — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN abrasive action … Справочник технического переводчика

Воздействие — – явление, вызывающее внутренние силы в элементах конструкций (от неравномерных деформаций основания, от деформаций земной поверхности в районах влияния горных выработок и в карстовых районах, от изменения температуры, от усадки и… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие аварийное — Воздействие аварийное – как правило, кратковременное интенсивное воздействие, имеющее небольшую вероятность возникновения в течение расчетного срока эксплуатации. Примечания. 1 – Во многих случаях аварийное воздействие вызывает тяжелые… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие геотехническое — – воздействие, передаваемое на конструкцию от грунта, от засыпки или от грунтовой воды. [НСР ЕН 1990 2011] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие динамическое — – воздействие, которое приводит к существенному ускорению всей конструкции или ее элементов. [EN 1990] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие землетрясения — – сейсмическое воздействие, вызванное естественными причинами. [ГОСТ 26883 86] Рубрика термина: Общие термины Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие квазистатическое — – динамическое воздействие, представленное эквивалентной статической нагрузкой в статической расчетной модели. [НСР ЕН 1990 2011] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие окружающей среды — – не силовое воздействие на бетон в конструкции или сооружении, вызванное физическими, химическими, физико химическими, биологическими или иными проявлениями, приводящими к изменению структуры бетона или состояния арматуры. [ГОСТ 31384… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие простое — – воздействие, которое, является статистически независимым во времени и пространстве относительно любого другого воздействия. [НСР ЕН 1990 2011] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие Р-Δ — – воздействие второго порядка, вызываемое дополнительным моментом, обусловленным сильным смещением и нагрузкой от собственного веса. [ИСО 30103 2015] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Воздействие свободное — – воздействие, которое может иметь различные пространственные распределения на конструкции. [НСР ЕН 1990 2011] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Источник

Виды абразивного изнашивания

Всплеск популярности железа, как конструкционного материала, относится к концу 18 – началу 19 века. К этому периоду было завершено строительство первого чугунного моста, спущено на воду судно с корпусом из стали, проложены железные дороги. Несмотря на широкое развитие химии полимеров, использование стекла, керамики и многих других материалов, применение железа и сплавов на его основе, как основных конструкционных материалов, не утратило актуальности. Любые металлические конструкции под воздействием атмосферных факторов и агрессивных сред утрачивают с течением времени свои качества и первоначальный внешний вид.

В связи с этим со всей остротой встает проблема защиты металлических конструкций от разрушения, основной причиной которых можно назвать коррозию а также абразивный износ.

Абразивное изнашивание возникает в результате режущего или царапающего воздействия твердых частиц. Любое производственное оборудование в ходе эксплуатации постепенно теряет свои характеристики. Механические изменения узлов трения приводят к снижению точности работы, увеличению выпуска бракованной продукции или аварийным отказам.

Первоначальное проявление абразивного износа: возникновение царапин или рисок на поверхностях. Постепенно увеличиваются зазоры между контактирующими элементами, появляется шум, не характерная вибрация, у металлических изделий формируются блестящие полированные участки с углублениями в направлении действия абразивов.

Причиной абразивного износа становится силовое воздействие: соударение, скольжение, качение. Твердые структурные составляющие одной детали деформируют более мягкий материал, оставляя царапины, риски, отпечатки. Влияние оказывают и мелкодисперсные частицы, содержащиеся в воздухе, смазке, сыпучих материалах. Так в горнодобывающей промышленности быстрому изнашиванию подвергается оборудование для промывания пород, песковые насосы, экскаваторные ковши.

Различают следующие виды абразивного износа:

Твердые фракции имеют разную форму и ориентацию относительно поверхностей. Минералы с острыми ребрами и гранями оставляю следы резания, остальные – вызывают пластическую деформацию в виде канавок или лунок. Шероховатость впоследствии может частично удаляться другими абразивами. В некоторых случаях частицы меньшей твердости вдавливаются в поверхностные слои, постепенно способствуя разрыхлению структуры. Возможен и обратный эффект: упрочнение деформируемого слоя наклепом.

Чем однороднее металл, тем лучше он сопротивляется коррозии. Загрязненность поверхности, неровности, царапины и трещины увеличивают количество адсорбированной влаги, которая служит электролитом. Это ведет к развитию коррозии, а её усилению способствуют повышенная температура среды, запыленность, влажность воздуха, воздействие агрессивных газов.

Одна и та же сталь коррозирует различно в зависимости от характера воздушной среды, степени её загрязненности газами, запылённости и увлажнённости воздуха. Влажностный режим определяется как технологическими особенностями производства (паровоздушная среда предприятия стройиндустрии, объектов химических производств и др.), так и географическим положением района.

Определяющими параметрами для выбора подходящего варианта защиты являются характеристика среды, режим эксплуатации и влажность. В таблице 1 приведены три группы агрессивности среды по скорости равномерной коррозии незащищённого металла в зависимости от зоны влажности.

Группа агрессивности среды	Скорость коррозии, мм/год, при относительной влажности, %
	До 60	60-75	Более 75
Слабая	До 0.01	До 0.05	0.05-0.1
Средняя	0.01-0.05	0.05-0.1	0.1-0.5
Сильная	0.05-0.1	0.1-0.5	0.5-1.0

Таблица 1 – Зависимость скорости коррозии от зоны влажности

Существует зависимость скорости деформации от направления атаки. При ударении о поверхность частица сообщает ей кинетическую энергию. При уменьшении угла атаки до 00 показатели ударных импульсов снижаются. Разрушение усиливается в условиях высоких температур и химически-агрессивных сред. При деформации в поверхностных слоях возникают напряжения, способствующие трещинообразованию и коррозии.

Гидроабразивный износ

Воздействие абразивов, движущихся в потоке жидкости характерно для водопроводного, насосного и топливного оборудования. Например, от мелких фракций особенно страдают детали энергоцентробежных насосов. В составе сырой нефти присутствует кварц, плагиоклазы, обломки минеральных пород. В водопроводной воде содержатся окислы металлов, соли магния и кальция. При добыче из скважин – песок, различные минералы. Носителями абразивов выступают смазочные составы, топливо, тормозные и рабочие жидкости.

Газоабразивный износ

Этому типу разрушения подвержены лопасти вентиляторов, насосы для откачки загрязненных газов, доменные установки, детали твердотопливных двигателей. Самым распространенным явлением газоабразивного износа можно назвать влияние дорожной пыли на кузов автомобиля. На 70-90% она состоит из продуктов истирания колодок, шин, дорожного покрытия.

Защита от абразивного износа

Абразивная деформация является одним из самых быстрых процессов разрушения. Для предотвращения аварийных ситуаций на предприятиях формируют фонды, обеспечивающие своевременную замену и ремонт материально-технической базы. На территории России действуют следующие регламенты:

Для снижения скорости разрушения твердость рабочих поверхностей должна в 1,3 раза превосходить абразивы. Такое соотношение считается оптимальным с экономической и технической точки зрения. Дальнейшее повышение характеристик прочности не дает ощутимого эффекта.

Способы повышения стойкости к абразивному износу металлов и сплавов:

Полимерные покрытия превосходят по качествам не только резину и каучук, но и многие сплавы. Полиуретановую футеровку применяют для элементов, подверженных высоким механическим нагрузкам: валов прокатки и гибки, роликов, колес, шаровых мельниц.

Полиуретан наносится на стенки лотков, баков, резервуаров, трубопроводов. В зависимости от области применения в состав добавляют вещества, придающие необходимые качества: термостойкость, устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам, трению, реагентам, радиации. Полимерная футеровка не требует частых осмотров, поэтому снижаются простои, связанные с очисткой техники. Способ можно считать оптимальным по параметрам цены и качества, и наиболее перспективным с точки зрения защиты от коррозии, соблюдения санитарных норм и безопасности труда.

Выбор вида защиты от коррозии представляет собой комплексную задачу с учётом технико-экономических и эксплуатационных показателей. В настоящее время основным способом защиты от атмосферной коррозии является нанесение на поверхность защитных покрытий:

Наиболее распространены лакокрасочные покрытия на органической основе. Основными требованиями к покрытию являются: хорошая адгезия, непроницаемость для агрессивных сред, долговечность, технологичность проведения повторной окраски, экономичность с учётом срока эксплуатации.

Оценка эффективности противокоррозионной защиты предполагает комплексную оценку антикоррозионных мероприятий с учётом степени агрессивности среды, различия в стойкости самих сталей, применения коррозионностойких конструктивных форм, технологию производства антикоррозионных работ, объемно-планировочных решений зданий, обеспечивающих повышенную долговечность. Таким образом, по степени агрессивности среды с учётом зоны влажности воздуха, можно определить и выбрать наиболее эффективный вариант защитного покрытия с учётом технологических, технико-экономических и эксплуатационных требований.

Источник

Абразивное воздействие что это

Абразивным называется механическое изнашивание материала в результате в основном режущего или царапающего действия на него абразивных частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии. Абразивные частицы, обладая большей, чем металл, твердостью, разрушают поверхность деталей и резко увеличивают их износ.

Абразивное изнашивание является одним из наиболее распространенных видов изнашивания. Этому виду изнашивания подвержены детали и узлы трения большинства машин и оборудования, применяемых в горнорудной промышленности, сельском хозяйстве, буровое оборудование и инструмент, рабочие органы и ходовая часть строительно-дорожной и транспортной техники, дробильно-размольные, смесительные машины и оборудование перерабатывающих производств и т.д.

Отличительным признаком абразивного изнашивания является участие в процессе твердых частиц, обладающих различной структурой, формой, размерами, твердостью, прочностью, незначительной адгезией к трущимся поверхностям. Трение в присутствии абразивных частиц характеризуется нестационарностью контактов твердых частиц с изнашивающейся поверхностью, широким спектром и высокой концентрацией напряжений, физико-химической активацией поверхностей твердых тел.

По характеру силового воздействия абразива на трущиеся детали различают (рис.1):

Рис.1. Схемы силового взаимодействия абразива с деталью.

Каждый вид взаимодействия обусловливает присущее ему напряженно-деформированное состояние, степень активизации и последующее разрушение поверхности детали. Разрушение поверхности может быть результатом однократного взаимодействия абразива с поверхностью (срезание стружки) или многократного процесса деформирования поверхности абразивными частицами. Учитывая рассмотренные выше различия в механизмах разрушения поверхностей, классифицировать материалы по их способности сопротивляться абразивному изнашиванию не представляется возможным.

Решение задач направленного синтеза износостойких материалов, выбора материалов в узлы трения и прогнозирования износа узлов потребовало нахождения корреляционной связи между износостойкостью и другими свойствами материалов, легко определяемыми стандартными методами.

Исследования изнашивания материалов по корундовому полотну, проведенные М.М. Хрущовым, показали, что относительная износостойкость чистых металлов в ненаклепанном состоянии и сталей в отожженном состоянии прямо пропорциональна твердости материала (рис.2, табл.1): ε

НВ. Для термообработанных сталей характерна зависимость

Рис.2. Зависимость относительной износостойкости ε от микротвердости HB металлов.

Таблица 1. Твердость и относительная износостойкость по абразивному полотну различных материалов.

Процессы абразивного изнашивания зависят от формы и размеров абразивных частиц, возможности их закрепления в материале (шаржирование поверхности), соотношения твердости материала H_м и абразива H_а. При K_т = H_м / H_а 0,7 прямое однократное разрушение материала маловероятно и процесс переходит в многоцикловый.

Сравнительная твердость материалов по шкале Мооса показана на рис.3. Прочность абразивных частиц с уменьшением их размеров возрастает, особенно интенсивно начиная со 100 мкм.

Рис.3. Твердость материалов по шкале Мооса.

При работе с абразивным изнашиванием необходимо предусмотреть оптимальное соотношение твердостей изнашиваемого материала и абразива. Как видно из рис.4, абразивное изнашивание материала начинается лишь после того, как твердость абразива превысит твердость материала, в K₁ раз (переход из зоны I в зону II).

Дальнейшее увеличение твердость абразива приводит к росту интенсивности изнашивания материала (зона II) до тех пор, пока не будет достигнуто определенное соотношение твердости абразива H_а и твердости материала H_м, равное K₂. Начиная с этого соотношения, дальнейшее увеличение твердости абразива не оказывает влияния на интенсивность изнашивания материала и на его относительную износостойкость (зона III).

Рис.4. Схема трех областей зависимости интенсивности изнашивания I_h и относительной износостойкости ε от отношения твердости абразива H _а и твердости материала H _м (по М.М. Хрущову)

При взаимодействии массы зерен абразива с поверхностью изнашивание металлов носит в основном многоцикловый характер, что наблюдается даже в таких тяжелых условиях работы, как взаимодействие рабочих органов строительной техники с грунтом.

Стойкость абразивному изнашиванию зависит также от состава и структуры поверхностных слоев металлов. Оптимальная износостойкость структуры достигается при высоком сопротивлении материала сжатию, сдвигу, значительной силе молекулярно-механического сцепления структурных составляющих, сочетанию твердости и вязкости при отсутствии хрупкости; высокой теплопроводности; при небольшом различии температурных коэффициентов расширения фаз, высокой насыщенности и равномерности микрораспределения легирующих элементов, устойчивости против коррозии. Получение данного, порой противоречивого, комплекса свойств невозможно в однофазовом материале и осуществляется путем создания гетерогенных материалов.

Относительная износостойкость различных структур сплавов на основе железа приведена в табл.2. Влияние термообработки на износостойкость металлов представлено в табл.3. Повышению износостойкости способствуют:

Стойкость материалов при изнашивании при наличии абразива существенно зависит от условий и режимов эксплуатации.

Материал	Твердость, МПа	Относительная износостойкость

Таблица 2. Относительная износостойкость структурных составляющих сплавов на железной основе при трении по закрепленному образцу.

Аустенит + продукты распада

Таблица 3. Твердость и относительная износостойкость металлов по абразивному полотну в зависимости от термообработки.

Закалка, отпуск (48…60)

Закалка, отпуск (50 …60)

Закалка, отпуск (55 …62)

Закалка, отпуск (35 …44)

Закалка, отпуск (38 …51)

Закалка, отпуск (48 …55)

Изотермическая закалка (53…58)

Закалка, отпуск (55 …62)

Закалка, отпуск (58 …63)

Закалка, отпуск (59 …62)

Для снижения абразивной составляющей изнашивания твердость рабочей поверхности детали должна быть в 1,3 раза больше твердости абразива. Повышать твердость материала по сравнению с твердостью абразива более чем в 1,3 раза экономически нецелесообразно вследствие небольшого эффекта. Повышение стойкости абразивному изнашиванию металлов и сплавов достигается различными термофизическими, термохимическими и физическими методами (табл.4)

Структура сплава	Относительная износостойкость

Таблица 4. Методы повышения абразивной износостойкости поверхности трения.

Метод	Материал детали	Форма проявления
Гальваническое покрытие (хромирование, никелирование)	Большинство черных и цветных металлов	Образование тонкого твердого гладкого покрытия
Анодирование	Алюминий	Образование тонкого окисленного слоя повышенной твердости
Насыщение (цементация, цианирование, азотирование)	Малоуглеродистые стали	Повышение твердости поверхности
Напыление (металлизация, наплавка порошкового металла, напыление керамики)	Металлические и полимерные материалы	Формирование слоев взаимосвязанных частично окисленных частиц
Кокильная отливка	Серый чугун, сталь	Образование на поверхности слоя белого чугуна
Плазменная закалка	Чугун, сталь	Повышение локальной твердости поверхности
Лазерное упрочнение	Чугун, сталь	Повышение твердости материала детали в тонких поверхностных слоях

Внесение абразивных частиц в область контакта деталей со смазочным материалом резко повышает износ, что наблюдается в поршневых парах и подшипниках скольжения двигателей, гидромоторов, золотниковых и распределительных устройствах, трансмиссиях. Износ возрастает с увеличением концентрации абразива, его твердости, зависит от формы и размеров частиц. Материаловедческие методы борьбы с таким износом путем выбора и создания новых материалов, технологического их упрочнения заметно исчерпали себя. Существенно больший эффект дают методы защиты от попадания абразива в контакт: уплотнения, фильтры, отстойники и др.

Изнашивание полимеров при наличии абразива имеет специфические особенности, связанные с их деформационно-прочностными свойствами. Характерного влияния твердости на износостойкость не прослеживается. Для полимерных материалов более заметна связь износостойкости с модулем упругости, причем наблюдается тенденция к повышению износостойкости с уменьшением модуля упругости. Существенное влияние на изнашивание полимерных материалов оказывают температурно-временные факторы, что еще раз подтверждает термоактивационный характер процесса их изнашивания.

Изнашивание деталей при ударных нагрузках по абразиву имеет ряд особенностей. На изнашивание сталей при ударе по абразиву влияет слой абразива, энергия удара, форма и площадь контакта, размер абразивных частиц, соотношение твердости материала и абразива. При выборе материалов для деталей, работающих в режиме ударно-абразивного изнашивания, использование одной твердости в качестве критерия износостойкости недостаточно. Необходим комплексный подход с использованием таких свойств материала, как прочность, пластичность, ударная вязкость, от которых зависит аккумулирование энергии ударного воздействия частиц.

Факторы, определяющие специфику изнашивания при ударе, сложны и многочисленны: ударное взаимодействие детали с абразивом, внедрение твердой частицы в металл, упругие и пластические свойства поверхностного слоя с последующим развитием в нем температурных, фазовых и структурных изменений, усталостные явления, изменение исходного состава материала в поверхностных слоях.

В зависимости от свойств материала и энергии удара разрушение поверхности может иметь различную физическую природу: хрупкое разрушение срезом, малоцикловую усталость, вязкое разрушение. При хрупком разрушении с увеличением пластичности износостойкость материала увеличивается. Малоцикловая усталость при ударно-абразивном изнашивании развивается при повышении температуры, самоупрочнении и последующем охрупчивании поверхностных слоев. При вязком разрушении твердость повышает износостойкость материала.

Ввиду неоднозначного влияния твердости на интенсивность изнашивания при различных видах силового воздействия в качестве простых критериев износостойкости материалов применяют комплексные показатели, учитывающие твердость, пластичность, усталостные характеристики, энергоемкость поверхностных слоев. Например, из теории усталостного разрушения поверхностного слоя при изнашивании следует.

, (2)

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Абразивное воздействие

Абразивное воздействие более интенсивно на сопрягаемой поверхности меньшей твердости. Если же одна из трущихся поверхностей значительно мягче другой, то абразивные частицы вдавливаются в нее и вызывают износ твердой поверхности. Такой случай имеет место при трении в баббитовом подшипнике, попадание в который даже небольшого количества кварцевых частиц вызывает интенсивный износ шейки вала. Быстрый износ цилиндра компрессора и других деталей с образованием глубоких рисок чаще всего является результатом абразивного воздействия. [1]

Абразивное воздействие содержащихся в воде наносов, особенно кварцевых, вызывает чрезвычайно интенсивный износ турбин. Чаще с этим явлением приходится встречаться на деривационных ГЭС, сооружаемых на горных реках. [2]

Абразивное воздействие более интенсивно на сопрягаемой поверхности меньшей твердости. Если же одна из трущихся поверхностей значительно мягче другой, то абразивные частицы вдавливаются в нее и вызывают износ твердой поверхности. Такой случай имеет место при трении в баббитовом подшипнике, попадание в который даже небольшого количества кварцевых частиц вызывает интенсивный износ шейки вала. Быстрый износ цилиндра компрессора и других деталей с образованием глубоких рисок чаще всего является результатом абразивного воздействия. [3]

Абразивное воздействие породы на керяообразующее вооружение бурильной головки приводит к тому, что диаметр керна постепенно увеличивается. Это может привести к заклиниванию керна внутри колонковой трубы в связи с уменьшением зазора между керном и кер-ноприемом. Значительные вибрации колонкового снаряда приводят к образованию мелких свободных частичек породы, которые под воздействием силы тяжести стремятся переместиться в нижнюю часть керноприемной камеры ( рис. 24, б) и при переменном зазоре способствуют заклиниванию керна. [4]

Абразивное воздействие пыли способствует увеличению износа спецодежды. [5]

Абразивное воздействие стекла на режущий инструмент приводит к необходимости применять главным образом инструмент с режущими частями из твердых сплавов. [6]

Абразивное воздействие струи песка на стенку непокрытого образца трубы приводит к резкому снижению шероховатости, что может повысить пропускную способность газопровода. [8]

Результатом абразивного воздействия является истирание поверхностей, связанное с попаданием между ними абразивных частиц, имеющихся в формовочной земле, песке, а также с попаданием частиц изношенного металла. [9]

Результатом абразивного воздействия является истирание поверхностей, связанное с попаданием между ними абразивных частиц, имеющихся в формовочной земле, песке, а также с попаданием частиц изношенного металла. Кварцевые частицы, содержащиеся в песке и пыли, по твердости превосходят чугун, сталь; вместе со смазочным маслом они образуют абразивный материал, являющийся во многих случаях причиной преждевременного износа оборудования. [10]

Результатом абразивного воздействия является истирание поверхностей, связанное с попаданием между ними абразивных частиц, имеющихся в формовочной земле, песке, а также с попаданием частиц изношенного металла. [11]

При абразивном воздействии изменение твердости одной из сопряженных деталей влияет на износостойкость и другой. [14]

При абразивном воздействии породы на вооружение шарошек износ происходит вследствие трения их о породу из-за внедрения штырей и проскальзывания шарошек, причем последнее оказывает преобладающее влияние на темп износа. [15]

Источник