Särkyttävä korroosio: syyt ja ehkäisy

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Frettikorroosio perustuu fysikaalisiin ja kemiallisiin prosesseihin, jotka tapahtuvat molekyylitasolla. Ensimmäisessä vaiheessa vallitsee sähkökemiallinen tuho. Metallien (tai metallin ja ei-metallin) kosketusvyöhykkeellä muodostuu oksideja, joiden seurauksena mekaaninen kuluminen aktivoituu. Nämä kaksi prosessia liittyvät läheisesti toisiinsa ja vaikuttavat kokoonpanojen lujuusominaisuuksiin. Kiihtymisen ilmiötä ovat tutkineet tutkijat yli vuosisadan ajan, mutta sen ennustaminen on vielä heikosti kehittynyt.

Kuvaus

Särmäyskorroosio on yksi metallin spontaanin tuhoutumisen muodoista. Tämä prosessi tapahtuu tiiviisti kosketuksissa olevien metalli-metalli- tai metalli-ei-metalli-parien rajapinnassa. Sen ominaispiirre on pienen amplitudin värähtelevien liikkeiden läsnäolo. Särkyttävä korroosio ei vaikuta ainoastaan hiiliteräksiin, vaan myös korroosionkestäviin teräksiin.

Tämän ilmiön esiintymiseen riittää vain 0,025 mikronin syklinen amplitudi. Sen enimmäisarvo voi olla 200-300 mikronia. Ulkoisesti tuhoaminen ilmenee pienten haavaumien ilmaantumisena, hankautumisena, repeytymisenä,värillisiä täpliä, jauhemaisia kerrostumia kosketuspinnalla.

Teräsosien oksidimaiset korroosiotuotteet ovat eri värisiä - punertavasta tummanruskeaan. Se riippuu materiaalimerkistä ja käyttöolosuhteista. Ne eivät pääse poistumaan kosketusalueelta pintojen keskinäisen liikkeen värähtelyjen pienen amplitudin vuoksi, minkä seurauksena niiden hankaava vaikutus voimistuu.

Tämän ilmiön negatiivisin seuraus on osien väsyminen. Kyky havaita solmujen sykliset kuormitukset vähenevät jopa 5 kertaa.

Käyttöominaisuudet

Harrastekorroosiolla on seuraavat erot muihin kulumistyyppeihin verrattuna:

• Metallivaurioita tapahtuu edestakaisen liikkeen aikana.
• Vahinkojen lokalisointi - vain osien kosketusalueella.
• Alhainen ajonopeus hankausparissa.
• Oksidikalvojen tuhoutuminen johtuu pääasiassa tangentiaalisista (tangentiaalisista) voimista.
• Hitsaussiltojen repeäminen pintojen kovettumisen aikana johtaa atomien irtoamiseen ja väsymishalkeamien ilmaantumiseen.
• Revittyneet metallihiukkaset hapettuvat nopeasti ilmassa.
• Korroosiotuotteet ovat aktiivisesti mukana kulumisen jatkoprosessissa.

Ilmiön syyt ja mekanismi

Yksinkertaisesti sanottuna rasituskorroosion prosessi voidaan esittää seuraavasti:

• Siirrä ja muotoile pintoja.
• Metallin hapetus.
• Oksidin tuhoaminenelokuvat.
• Puhtaan metallin löytö.
• Sen pito kosketuspinnan kanssa.
• Tarttuvien siltojen tuhoaminen.
• Kohonnut happipitoisuus avoimilla alueilla.
• Korroosiosyklin toistuminen, luolien asteittainen lisääntyminen.

Irronneiden hiukkasten hankaavan toiminnan seurauksena myös kosketusvyöhykkeen lämpötila nousee (joissain tapauksissa jopa 700 °C). Muodostuu valkoinen kerros, joka koostuu muuttuneista metallirakenteista.

Seuraavat pääasialliset syyt korroosioon on tunnistettu:

• Matalan amplitudin dynaamiset kuormitukset kiinteissä yhteyksissä.
• Aggressiivinen ulkoinen ympäristö.
• Lämpötilatekijä.

Korroosioprosessin luonne riippuu siitä, missä vaiheessa se on. Alkuvaiheessa rekisteröitiin sähkökemiallisesta vuorovaikutuksesta johtuvien oksidatiivisten reaktioiden vallitsevuus. Tätä prosessia hidastaa kemiallisten koostumusten käyttö, jotka heikentävät aggressiivisen ympäristön toimintaa. Keskustelemme alla, mitä korroosionestoaineita ovat.

Materiaalin jännitystilassa on kolme komponenttia - kosketuspintaan nähden kohtisuorassa suunnattu puristusvoima, vaihtelevat leikkausjännitykset ja kitkavoima. Kuluminen rasituskorroosion aikana on luonteeltaan väsymisvikaa. Pienet halkeamat sulautuvat ajan myötä ja metallinpalaset irtoavat.

Rakennussolmut

Asennusyksiköille tyypillinen naarmuttava korroosio,nimellisesti kiinteä. Useimmiten metallin tuhoutuminen havaitaan seuraavan tyyppisissä liitoksissa:

• Pultattu.
• Niitaaminen.
• Urattu.
• Ota yhteyttä sähköön.
• Linna.
• Hammashirvit.
• Laipoitettu.
• Puristussovitus (laakerit, levyt, pyörät, akselikytkimet, akselit ja pyörännavat).
• Jousilaakeripinnat ja muut.

Pultiliitosten rasittava korroosio johtuu kierreosan kulumisesta ja vuotojen ilmaantumisesta rakoon. Tätä helpottaa kiristyksen väheneminen käytön aikana, liitosten itsekiertyminen tärinäkuormituksen vuoksi. Kiristysmomentin kasvu ei kuitenkaan ole tae naarmujen korroosion vähenemisestä, koska tällöin pintojen vastushitsausta voi tapahtua. Tämän seurauksena kierreliitoksen työ tapahtuu epäsuotuisissa vetojännitysolosuhteissa.

Murtuman intensiteetti

Särökorroosion nopeus riippuu useista kymmenistä tekijöistä. Tärkeimmät ovat:

• Ympäröivä ilmapiiri (korroosio etenee nopeammin ilmassa). Tämä ilmiö havaitaan myös tyhjiössä, typessä ja heliumissa.
• Värähtelyliikkeiden amplitudi ja taajuus (kitkanopeus). Murtumisnopeuden ja amplitudin välinen suhde on lähes lineaarinen.
• Paine (kuorma) kosketusalueella ja muut käyttöolosuhteet. Merkittävällä kuormituksella vaurion syvyys kasvaa.
• Epäjalometallin kovuus ja osien suojapinnoitteet, kosketuksen karheuspinnat.
• Teknologiset tekijät (työkappaleen hankintamenetelmä, jäännösjännitykset, koneistustarkkuus ja kootun kokoonpanon jäykkyys).
• Kuluksesta johtuvien oksidituotteiden ominaisuudet.
• Lämpötila. Useimmissa tapauksissa sen negatiiviset arvot lisäävät korroosiota. Positiiviset lämpötilat vaikuttavat suotuisasti yksikön suorituskykyyn vain tiettyyn kriittiseen arvoon asti. Ylikuumennettaessa tuhoutumisnopeus kasvaa.
• Kulutustuotteiden kulutuskestävyys.

Taistelumenetelmät

Ihanteellisia tapoja käsitellä tätä ilmiötä ei ole olemassa. Sen vähentämiseksi toteutetaan seuraavat toimenpiteet:

• Suhteellisen siirtymän vähentäminen lisäämällä kitkavoimia. Karheuden, paineen lisääminen tai osien kokoonpanon muuttaminen. Ensimmäinen menetelmä on tehokkain, jos yksi elementeistä on ei-metalli. Kitkaa voidaan lisätä myös galvanoimalla kuparilla, tinalla tai kadmiumilla.
• Jos tärinän poistaminen on mahdotonta, tarvitaan käänteinen menetelmä - kitkavoiman vähentäminen käyttämällä fosfaatti-, lyijy- tai indiumpinnoitteita sekä lisäämällä voiteluaineita. Osana jälkimmäistä on suositeltavaa käyttää korroosionestoaineita. Tämä menetelmä siirtää dian väliympäristöön.
• Yhden osan kovuuden lisääminen (lämpökäsittely, mekaaninen karkaisu). Tämä toimenpide vähentää keskinäistä tarttumistayhteensopivat pinnat ja vähentää kulumista.

Öljy- ja rasvapohjaiset voiteluaineet vähentävät tehokkaasti kontaktien kulumista. Useimmiten käytetään niiden yhtenäisiä tyyppejä - aineita, jotka 25 ° C: n lämpötilassa ovat paksua, voidemaista materiaalia. Fosfaatti- ja anodiset metallipinnoitteet edistävät sen pysymistä pinnoilla.

Mitä ovat korroosionestoaineet

Jos materiaali tuhoutuu kulumisen tyypin mukaan, käytetään pääasiassa kontaktityyppisiä estäjiä. Ne hidastavat korroosiota aggressiivisessa ympäristössä, ja niiden toimintaperiaate perustuu niukkaliukoisten yhdisteiden muodostumiseen metalli-ionien kanssa.

Kosketusestäjiä ovat kromaatit, nitriitit, bentsoaatit, fosfaatit ja muut yhdisteet. Vastaosien välisen raon täyttäminen muovimateriaaleilla ei ainoastaan suojaa niitä korroosiolta, vaan myös edistää tiivistystä. Kosketusinhibiittorit sisältävät koostumukset "Vital", SIM, M-1 ja muut. Luettelo estäjistä ja suosituksia niiden käytöstä löytyy GOST 9.014-78.