Kõrvatav korrosioon: põhjused ja ennetamine

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Fretting korrosioon põhineb füüsikalistel ja keemilistel protsessidel, mis toimuvad molekulaarsel tasandil. Esimeses etapis domineerib elektrokeemiline hävitamine. Metallide (või metalli mittemetalliga) kokkupuutetsoonis tekivad oksiidid, mille tõttu aktiveerub mehaaniline kulumine. Need kaks protsessi on omavahel tihed alt seotud ja mõjutavad sõlmede tugevusomadusi. Teadlased on närvilisuse nähtust uurinud rohkem kui sajandi, kuid selle ennustamine on endiselt halvasti arenenud.

Kirjeldus

Särmiv korrosioon on üks metalli spontaanse hävimise vorme. See protsess toimub tihed alt kokkupuutuvate metall-metall või metall-mittemetall paaride liideses. Selle iseloomulik tunnus on väikese amplituudiga võnkuvate liikumiste olemasolu. Korrosioon ei mõjuta mitte ainult süsinikteraseid, vaid ka korrosioonikindlaid teraseid.

Selle nähtuse ilmnemiseks piisab ainult 0,025 mikronist tsüklilisest amplituudist. Selle maksimaalne väärtus võib olla 200-300 mikronit. Väliselt väljendub hävitamine väikeste haavandite, hõõrdumise, rebenemise,värvilised laigud, pulbrilised ladestused kontaktpinnal.

Terasdetailide oksiidilaadsed korrosioonitooted on erineva värvusega – punakast kuni tumepruunini. See sõltub materjali kaubamärgist ja töötingimustest. Pindade vastastikuse liikumise võnkumiste väikese amplituudi tõttu ei saa need kontaktalast lahkuda, mille tulemusena suureneb nende abrasiivne toime.

Selle nähtuse kõige negatiivsem tagajärg on osade väsimine. Sõlmede tsükliliste koormuste tajumise võime väheneb kuni 5 korda.

Kandmise funktsioonid

Kõrvakorrosioonil on järgmised erinevused muudest kulumistüüpidest:

• Metallikahjustused tekivad edasi-tagasi liikumisel.
• Kahjustuse lokaliseerimine – ainult osade kokkupuutealal.
• Hõõrdumispaari madal sõidukiirus.
• Oksiidkilede hävimine toimub peamiselt tangentsiaalsete (tangentsiaalsete) jõudude mõjul.
• Keevitussildade purunemine pindade tardumisel põhjustab aatomite eraldumist ja väsimuspragude ilmnemist.
• Ärarebitud metalliosakesed oksüdeeruvad õhu käes kiiresti.
• Korrosioonitooted osalevad aktiivselt edasises kulumisprotsessis.

Nähtuse põhjused ja mehhanism

Lihtsustatult võib korrosiooni tekitamise protsessi kujutada järgmiselt:

• Pindu liigutada ja deformeerida.
• Metalli oksüdatsioon.
• Oksiidide hävitaminefilmid.
• Puhta metalli avastamine.
• Selle haardumine kontaktpinnaga.
• Haaratavate sildade hävitamine.
• Suurenenud hapnikusisaldus avatud aladel.
• Korrosioonitsükli kordumine, koobaste järkjärguline suurenemine.

Irdunud osakeste abrasiivse toime tulemusena tõuseb ka temperatuur kontakttsoonis (mõnel juhul kuni 700 ° C). Moodustub valge kiht, mis koosneb muudetud metallkonstruktsioonidest.

Tuvastatakse järgmised närbunud korrosiooni peamised põhjused:

• Madala amplituudiga dünaamilised koormused püsiühendustes.
• Agressiivne väliskeskkond.
• Temperatuuritegur.

Korrosiooniprotsessi olemus sõltub sellest, millises etapis see on. Algstaadiumis registreeriti elektrokeemilisest interaktsioonist tingitud oksüdatiivsete reaktsioonide ülekaal. Seda protsessi aeglustab keemiliste koostiste kasutamine, mis nõrgendavad agressiivse keskkonna toimet. Korrosiooniinhibiitoreid käsitleme allpool.

Materjali pingeseisundil on kolm komponenti - kontaktpinnaga risti suunatud survejõud, vahelduvad nihkepinged ja hõõrdejõud. Korrosiooniaegsel kulumisel on väsimuse kahjustus. Väikesed praod sulanduvad aja jooksul ja metallitükid murduvad ära.

Ehitussõlmed

Koosteüksustele iseloomulik kriimustav korrosioon,nimeliselt kinnisasi. Kõige sagedamini täheldatakse metalli hävimist järgmist tüüpi liigendites:

• Poltidega.
• Neetimine.
• Pilkudega.
• Võtke ühendust elektriga.
• Loss.
• Hammastega hirsid.
• Äärikuga.
• Pigistatav (laagrid, kettad, rattad, võlli ühendused, teljed ja rattarummud).
• Vedru kandepinnad ja muud.

Poltliidete ärritav korrosioon on põhjustatud keermestatud osa kulumisest ja lekete ilmnemisest pilus. Seda soodustab pingutamise vähenemine töö ajal, liigendite isekeeramine vibratsioonikoormuse tõttu. Pingutusmomendi suurenemine ei garanteeri aga rihmakorrosiooni vähenemist, kuna sel juhul võib tekkida pindade takistuskeevitus. Selle tulemusena toimub keermestatud ühenduse töö ebasoodsates tõmbepingete tingimustes.

Murrude intensiivsus

Särmiva korrosiooni määr sõltub mitmekümnest tegurist. Kõige olulisemad on:

• Ümbritsev atmosfäär (õhus toimub korrosioon kiiremini). Seda nähtust täheldatakse ka vaakumis, lämmastikus ja heeliumis.
• Võnkuvate liikumiste amplituud ja sagedus (hõõrdekiirus). Suhe murdumissageduse ja amplituudi vahel on peaaegu lineaarne.
• Rõhk (koormus) kontakttsoonis ja muud töötingimused. Märkimisväärse koormuse korral kahjustuse sügavus suureneb.
• Mitteväärismetalli kõvadus ja osade kaitsekatted, kokkupuute kareduspinnad.
• Tehnoloogilised tegurid (tooriku saamise meetod, jääkpinged, töötluse täpsus ja kokkupandud sõlme jäikus).
• Kulmisest tulenevate oksiidtoodete omadused.
• Temperatuur. Enamikul juhtudel soodustavad selle negatiivsed väärtused suuremat söövitust. Positiivsed temperatuurid mõjutavad seadme jõudlust soods alt ainult teatud kriitilise väärtuseni. Ülekuumenemisel hävimiskiirus suureneb.
• Kulumistoodete kulumiskindlus.

Võitlusmeetodid

Ideaalseid viise selle nähtusega toimetulemiseks ei eksisteeri. Selle vähendamiseks võetakse järgmised meetmed:

• Suhtelise nihke vähendamine hõõrdejõudude suurendamise kaudu. Kareduse, rõhu suurendamine või osade konfiguratsiooni muutmine. Esimene meetod on kõige tõhusam, kui üks elementidest on mittemetall. Hõõrdumist saab suurendada ka galvaniseerimisega vase, tina või kaadmiumiga.
• Kui vibratsiooni kõrvaldamine on võimatu, on vaja vastupidist meetodit - hõõrdejõu vähendamist fosfaat-, plii- või indiumkattega, samuti määrdeainete lisamisega. Viimase osana on soovitatav kasutada korrosiooni inhibeerivaid lisandeid. See meetod kannab slaidi üle vahepealsesse keskkonda.
• Ühe osa kõvaduse suurendamine (kuumtöötlus, mehaaniline karastamine). See meede vähendab vastastikust adhesioonisobituvad pinnad ja vähendavad kulumist.

Õli- ja rasvapõhised määrdeained vähendavad tõhus alt kontaktide kulumist. Kõige sagedamini kasutatakse nende ühtseid tüüpe - aineid, mis temperatuuril 25 ° C on paksud, salvi sarnased materjalid. Fosfaat- ja anoodmetallkatted aitavad kaasa selle püsimisele pindadel.

Mis on korrosiooniinhibiitorid

Materjali hävimise korral kulumise tüübi järgi kasutatakse peamiselt kontakttüüpi inhibiitoreid. Need aeglustavad korrosiooni agressiivses keskkonnas ja nende toimepõhimõte põhineb raskesti lahustuvate ühendite moodustumisel metalliioonidega.

Kontaktsuse inhibiitorite hulka kuuluvad kromaadid, nitritid, bensoaadid, fosfaadid ja muud ühendid. Vastavate osade vahelise tühimiku täitmine plastmaterjalidega mitte ainult ei kaitse neid korrosiooni eest, vaid soodustab ka tihendamist. Kontakti inhibiitorite hulka kuuluvad kompositsioonid "Vital", SIM, M-1 ja teised. Inhibiitorite loetelu ja soovitused nende kasutamiseks leiate GOST 9.014-78.