Спосіб запобігання фретинг-корозії

Спосіб запобігання фретинг-корозм, що вклю Винахід відноситься до області механіки і може бути використано для запобігання фретингкорозм при роботі механізмів у металурги, нафтохімічному і важкому машинобудуванні Вважають, що існують три основні причини фретинг-корозм Перша зв'язана з видаленням окісної плівки з поверхні й інтенсифікацією окисних процесів Друга причина обумовлена збільшенням контактних тисків у місцях розташування окислів Третя причина полягає в тім, що окисли, що утворилися, можуть діяти як абразив, викликаючи утворення невеликих глибоких каверн чи дрібних ум'ятин Установлено, що механізм фретинг-корозм полягає в тім, що протікає схоплювання, абразивне руйнування, усталостні процеси, що супроводжуються окислюванням і корозією Всі існуючі способи запобігання фретингкорозм засновані на механічному впливі на контактні поверхні Відомий спосіб запобігання фретинг-корозм за рахунок застосування змащень, що знижують коефіцієнт тертя [1] Однак канали для подачі змащення зменшують площу контакту і збільшують питомі тиски, під дією яких змащення віддаляється з місця контакту Крім того, змащення перестає бути ефективним засобом проти корозії, коли вона стає настільки, засмічена порошкоподібними продуктами окисних процесів, що не подається більше на площу контакту і не знижує коефіцієнт тертя чає обробку контактних поверхонь, який відрізняється тим, що контактні поверхні намагнічують з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ електромагнітного поля, а величину індукції намагнічених поверхонь регулюють у залежності від величини механічного тиску в процесі експлуатації ВІДПОВІДНО до виразу В = (1,5-1,6) • 10 4 Р, Т, де Р - величина механічного тиску в процесі експлуатації, МПа Відомий узятий за прототип спосіб запобігання фретинг-корозм [1], що полягає в наступному Контактні поверхні обробляють з метою створення на поверхні стискаючих напруг шляхом накатки роликами чи азотування При цьому зона дії максимальних напруг, що розтягують, лежить під поверхнею і вилучена від контактної поверхні Однак спосіб обкатування роликами не ефективний у МІСЦІ пресової посадки, характерної для вузлів металургійного устаткування і контактних поверхонь конусних шийок опорного валка і втулки-цапфи, що працюють в умовах високих ударних і силових тисків При експлуатації в результаті високих питомих тисків на контактній поверхні конічної шийки і втулки-цапфи виникає фретинг-корозія Це утрудняє зняття втулки-цапфи з опорного валка і підвищує витрати на ремонт устаткування, що приводить до збільшення собівартості металу В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб запобігання фретинг-корозм, у якому використання нових умов здійснення дозволить за рахунок створення електромагнітних сил відштовхування виключити схоплювання контактних поверхонь у процесі експлуатації при високих питомих тисках, зменшити зусилля, необхідні для розбирання металургійних вузлів, підвищити ДОВГОВІЧНІСТЬ металургійного устаткування, знизити витрати на ремонт устаткування і собівартість металу, що прокочується Поставлена задача зважується за рахунок того, що в способі запобігання фретинг-корозм, що ю ю 00 ю 54855 включає обробку контактних поверхонь, ВІДПОВІДНО винаходу контактні поверхні намагнічують з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ електромагнітного поля, а величину індукції намагнічених поверхонь регулюють у залежності від величини механічного тиску в процесі експлуатації ВІДПОВІДНО ДО вираження В = (1,5-1,6) • 10 4 Р, Т, де Р - величина механічного тиску в процесі експлуатації, МПа Намагнічування контактних поверхонь з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ електромагнітного поля створює виникнення електромагнітних сил відштовхування У процесі експлуатації під дією великих питомих тисків контактуючі поверхні зближаються на міжатомну відстань Зі зменшенням відстані між атомами електромагнітні сили відштовхування зростають, що запобігає зварюванню контактних поверхонь і фретинг-корозію Механізм фретинг-корози полягає в наступному Контактні поверхні характеризуються мікронерівностями і наявністю окісних плівок У результаті контакт здійснюється на малій площі, і різко зростає питомий тиск, під дією якого плівки віддаляються, і чисті нівелірні поверхні пластично деформуються, зближаються на міжатомну відстань і зварюються Теоретичні передумови розробки способу запобігання фретинг-корозм засновані на електромагнітній природі міжатомних сил зв'язків, що обумовлені обертовими навколо позитивних зарядів електронами Це підтверджує ефективність пропонованого способу запобігання фретингкорозм, що заснований на виникненні міжатомних сил відштовхування Практично процес фретингкорозм є результатом зварювання контактуючих поверхонь у результаті виникнення електромагнітних сил притягання між атомами при зближенні на відстань 10 1 0 м Тому створення електромагнітних сил відштовхування ефективно запобігає фретингкорозм При цьому зі збільшенням питомого тиску в процесі експлуатації і зменшенням відстані між атомами електромагнітні сили відштовхування зростають, і ефективність запобігання фретингкорозм підсилюється При пропонованому співвідношенні індукції і тиску в процесі експлуатації виникають електромагнітні сили і тиск відштовхування, прямо пропорційне квадрату індукції, що запобігають зближенню атомів на міжатомну відстань, виникнення електромагнітних сил притягання і фретинг-корозм, що забезпечує зниження зусиль при розбиранні вузлів, підвищення ДОВГОВІЧНОСТІ металургійного устаткування і зниження витрат на ремонт Пропонований винахід заснований на ефективному способі впливу за рахунок створення електромагнітних сил і електромагнітного тиску відштовхування шляхом намагнічування контактуючих поверхонь з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ магнітного поля Отже, даний спосіб виявляє свої особливості створення електромагнітних сил і електромагніт ного тиску відштовхування тільки за певних умов, а саме, при величині індукції електромагнітного поля в залежності від тиску в процесі експлуатації В = (1,5 - 1,6) • 10 4 Р, Т Виходить, ці умови є істотними А намагнічування контактуючих поверхонь з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ магнітного поля в заявленій закономірності, забезпечує створення електромагнітних сил і електромагнітного тиску відштовхування і запобігає фретинг-корозм в процесі експлуатації при великих питомих тисках При намагнічуванні контактних поверхонь з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ магнітного поля і величиною індукції менше 1,5 • 10 4 Р, Ттиску в процесі експлуатації зменшуються електромагнітні сили й електромагнітний тиск відштовхування Електромагнітний тиск відштовхування стає менше механічного тиску, що діє на контактні поверхні в процесі експлуатації У результаті чого атоми контактуючих поверхонь зближаються на міжатомну відстань, виникають електромагнітні сили притягання і відбувається зварювання поверхонь і фретинг-корозія При намагнічуванні контактних поверхонь з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ магнітного поля і величиною індукції більше 1,6 • 10 4 Р, Ттиску в процесі експлуатації електромагнітні сили й електромагнітний тиск стають значно більше тиску, що випробує вузол у процесі експлуатації У результаті значного намагнічування контактних поверхонь можливе притягання залізного порошку, що є абразивним матеріалом і підсилює фретингкорозію Крім того, значне збільшення електромагнітного поля приводить до додаткових витрат електроенергії і знижує ефективність способу запобігання фретинг-корозм Спосіб запобігання фретинг-корозм здійснюється в такий спосіб Контактні поверхні валка і втулки намагнічують з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ електромагнітного поля в залежності від механічного тиску в процесі експлуатації в заявленому співвідношенні В = (0,5-1,6) • 10 4 Р, Т, де Р - величина механічного тиску в процесі експлуатації, МПа Намагнічування поверхонь контактуючих деталей здійснюється шляхом пропущення току, напрямок якого определяє напрямок силових ЛІНІЙ електромагнітного поля згідно правилу буравчика Приклад Вироблялося намагнічування конічної поверхні опорного валка і втулки-цапфи Намагнічування опорного валка здійснювалось на токарському станку Опорний валок повертався і здійснювалось намагнічування поверхні конічних шийок Аналогічно вироблялося намагнічування поверхні втулки-цапфи з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ опорного валка Результати проведених досліджень впливу величини індукції намагнічування контактних поверхонь на зусилля зняття втулки-цапфи з опорного валка і витрати на ремонт устаткування представлені в таблиці 54855 Таблица Спосіб Відомий Накатка роликами Пропонований Величина індукції В = 1,7 • 10 4 Р,Т В = 1,4- 10 4 Р,Т В = 1,5 • 10 4 Р,Т В = 1,6- 10 4 Р,Т Зусилля зняття втулки-цапфи, кГс/см2 Зниження витрат на ремонт устаткування, грн ґг 300,0 Фретинг-корозія 150,0 250,0 80,0 80,0 0,2 Фретинг-корозія Фретинг-корозія Фретинг-корозія Ні фретинг-корозм Ні фретинг-корозм У результаті проведених досліджень установлено, що намагнічування контактних поверхонь з однаковим напрямком силових ЛІНІЙ магнітного поля з індукцією ВІДПОВІДНО до залежності В = (1,5 - 1,6) • 10 Р, Т є оптимальним Використання пропонованого способу в порівнянні з існуючими забезпечує наступні переваги - створення електромагнітних сил і тиску відштовхування, що запобігають схоплювання контактних поверхонь у процесі експлуатації під тиском, - запобігання фретинг-корозм і зменшення зусилля розбирання вузлів металургійного і машинобудівного устаткування, 0,3 0,5 0,5 машинобудівного устаткування, - зниження витрат на ремонт і собівартості металу, що прокочується Упровадження пропонованого способу запобігання фретинг-корозм при роботі металургійного і машинобудівного устаткування дозволяє підвищити ДОВГОВІЧНІСТЬ конструкцій і знизити собівартість металу, що прокочується Література 1 Голего Н Л , Алябьев А Я , Ворушачи В В Фреттинг-коррозия металлов Киев Техника, 1974 — 272 с - підвищення ДОВГОВІЧНОСТІ металургійного і Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24