Sürtünme korozyonu: nedenleri ve önlenmesi

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Sürtünme korozyonu moleküler düzeyde meydana gelen fiziksel ve kimyasal süreçlere dayanır. İlk aşamada, elektrokimyasal yıkım baskındır. Metallerin (veya metal olmayan metallerin) temas bölgesinde, mekanik aşınmanın etkinleştirilmesi nedeniyle oksitler oluşur. Bu iki süreç yakından ilişkilidir ve montajların mukavemet özelliklerini etkiler. Sürtünme fenomeni, araştırmacılar tarafından bir yüzyıldan fazla bir süredir araştırılıyor, ancak öngörüsü hala çok az gelişmiş durumda.

Açıklama

Sürtünme korozyonu, metalin kendiliğinden yok olmasının çeşitlerinden biridir. Bu işlem, sıkıca temas eden metal-metal veya metal-ametal çiftlerinin ara yüzeyinde meydana gelir. Karakteristik özelliği, küçük genlikli salınım hareketlerinin varlığıdır. Sürtünme korozyonu sadece karbon çeliklerini değil, aynı zamanda korozyona dayanıklı çelikleri de etkiler.

Bu fenomenin meydana gelmesi için sadece 0.025 mikronluk bir döngüsel genlik yeterlidir. Maksimum değeri 200-300 mikron olabilir. Dışarıdan, yıkım, küçük ülserler, sürtünme, yırtılma,renkli noktalar, temas yüzeyinde toz birikintileri.

Çelik parçaların oksit benzeri korozyon ürünleri farklı bir renge sahiptir - kırmızımsıdan koyu kahverengiye. Malzemenin markasına ve çalışma koşullarına bağlıdır. Yüzeylerin karşılıklı hareketinin küçük salınım genliği nedeniyle temas alanını terk edemezler ve bunun sonucunda aşındırıcı etkileri artar.

Bu olgunun en olumsuz sonucu, parçaların yorulma arızasıdır. Düğümlerdeki döngüsel yükleri algılama yeteneği 5 kata kadar azalır.

Giyme özellikleri

Sürtünme korozyonu, diğer aşınma ve yıpranma türlerinden aşağıdaki farklılıklara sahiptir:

• İleri geri harekette metal hasarı oluşur.
• Hasarın yerelleştirilmesi - yalnızca parçaların temas alanında.
• Sürtünme çiftinde düşük hareket hızı.
• Oksit filmlerin yok edilmesi esas olarak teğet (teğet) kuvvetlerden kaynaklanır.
• Yüzeylerin sertleşmesi sırasında kaynak köprülerinin yırtılması, atomların ayrılmasına ve yorulma çatlaklarının ortaya çıkmasına neden olur.
• Yırtık metal parçacıkları havada hızla oksitlenir.
• Korozyon ürünleri daha sonraki aşınma sürecine aktif olarak katılır.

Olayın nedenleri ve mekanizması

Basit olarak, aşındırma korozyonu süreci şu şekilde temsil edilebilir:

• Yüzeyleri hareket ettirin ve deforme edin.
• Metal oksidasyonu.
• Oksit yıkımıfilmler.
• Saf metalin keşfi.
• Temas yüzeyi ile tutuşu.
• Kapsayıcı köprülerin yok edilmesi.
• Açık alanlarda artan oksijen konsantrasyonu.
• Korozyon döngüsünün tekrarı, oyuklarda kademeli artış.

Ayrılan parçacıkların aşındırıcı etkisinin bir sonucu olarak, temas bölgesindeki sıcaklık da yükselir (bazı durumlarda 700 ° C'ye kadar). Değiştirilmiş metal yapılardan oluşan beyaz bir tabaka oluşur.

Sürtünme korozyonunun aşağıdaki ana nedenleri tanımlanmıştır:

• Sabit bağlantılarda düşük genlikli dinamik yükler.
• Agresif dış ortam.
• Sıcaklık faktörü.

Korozyon sürecinin doğası, hangi aşamada olduğuna bağlıdır. İlk aşamada, elektrokimyasal etkileşime bağlı oksidatif reaksiyonların baskınlığı kaydedildi. Bu süreç, agresif bir ortamın etkisini zayıflatan kimyasal bileşimlerin kullanılmasıyla yavaşlatılır. Aşağıda korozyon önleyicilerin neler olduğunu tartışacağız.

Malzemenin stresli halinin üç bileşeni vardır - temas yüzeyine dik olarak yönlendirilen sıkıştırma kuvveti, alternatif kesme gerilmeleri ve sürtünme kuvveti. Sürtünme korozyonu sırasındaki aşınma, yorulma hatası karakterine sahiptir. Küçük çatlaklar zamanla birleşir ve metal parçaları kopar.

İnşaat düğümleri

Montaj ünitelerinin sürtünmeli korozyon özelliği,sözde taşınmaz. Çoğu zaman, metalin tahribatı aşağıdaki bağlantı türlerinde görülür:

• Cıvatalı.
• Perçinleme.
• Yivli.
• Elektrikle iletişim kurun.
• Kale.
• Dişli Hirths.
• Flanşlı.
• Squeeze fit (yataklar, diskler, tekerlekler, şaft kaplinleri, akslar ve tekerlek poyraları).
• Yaylı yüzeyler ve diğerleri.

Cıvatalı bağlantıların sürtünmeli korozyonu, dişli parçanın aşınmasından ve boşluktaki sızıntıların görünümünden kaynaklanır. Bu, çalışma sırasında sıkmada bir azalma, titreşim yükleri nedeniyle bağlantıların kendiliğinden açılmasıyla kolaylaştırılır. Bununla birlikte, sıkma torkundaki bir artış, bu durumda yüzeylerin direnç kaynağı meydana gelebileceğinden, aşınma korozyonunda bir azalmanın garantisi değildir. Sonuç olarak, dişli bağlantının çalışması, elverişsiz çekme gerilmesi koşullarında gerçekleşecektir.

Kırılma yoğunluğu

Sürtünme korozyonunun hızı birkaç düzine faktöre bağlıdır. En önemlileri:

• Ortam atmosferi (korozyon havada daha hızlı ilerler). Bu fenomen aynı zamanda vakum, nitrojen ve helyumda da gözlenir.
• Salınım hareketlerinin genliği ve frekansı (sürtünme hızı). Kırılma hızı ve genlik arasındaki ilişki neredeyse doğrusaldır.
• Temas bölgesindeki basınç (yük) ve diğer çalışma koşulları. Önemli bir yük ile hasarın derinliği artar.
• Ana metalin sertliği ve parçaların koruyucu kaplamaları, temas pürüzlülüğüyüzeyler.
• Teknolojik faktörler (iş parçasını elde etme yöntemi, artık gerilimler, işleme doğruluğu ve monte edilen montajın rijitliği).
• Aşınmadan kaynaklanan oksit ürünlerinin özellikleri.
• Sıcaklık. Çoğu durumda, negatif değerleri daha yüksek aşındırıcılığa katkıda bulunur. Pozitif sıcaklıklar, ünitenin performansını yalnızca belirli bir kritik değere kadar olumlu yönde etkiler. Aşırı ısındığında yıkım hızı artar.
• Aşınma ürünlerinin aşınma direnci.

Mücadele yöntemleri

Bu fenomenle başa çıkmanın ideal yolları mevcut değil. Bunu az altmak için şu önlemler alınır:

• Sürtünme kuvvetlerini artırarak göreli yer değiştirmeyi az altmak. Artan pürüzlülük, basınç veya parçaların konfigürasyonunun değiştirilmesi. Elementlerden biri metal değilse, ilk yöntem en etkilidir. Sürtünme bakır, kalay veya kadmiyum ile elektrokaplama ile de arttırılabilir.
• Titreşimin ortadan kaldırılması mümkün değilse, o zaman ters yöntem gereklidir - fosfat, kurşun veya indiyum kaplamalar kullanarak sürtünme kuvvetini az altmak ve ayrıca yağlayıcılar eklemek. İkincisinin bir parçası olarak, korozyon önleyici katkı maddelerinin kullanılması tavsiye edilir. Bu yöntem, slaydı bir ara ortama aktarır.
• Parçalardan birinin sertliğinin arttırılması (ısıl işlem, mekanik sertleştirme). Bu önlem karşılıklı yapışmayı az altıryüzeyleri eşleştirin ve aşınmayı az altın.

Yağ ve gres bazlı yağlayıcılar temas aşınmasını etkili bir şekilde az altır. Çoğu zaman, tutarlı türleri kullanılır - 25 ° C sıcaklıkta kalın, merhem benzeri bir malzeme olan maddeler. Fosfat ve anodik metal kaplamalar, yüzeylerde tutulmasına katkıda bulunur.

Korozyon inhibitörleri nelerdir

Sürtünme aşınmasının tipine göre malzeme tahribatı olması durumunda, esas olarak temas tipi inhibitörler kullanılır. Agresif bir ortamda korozyonu yavaşlatırlar ve etki prensibi metal iyonları ile az çözünür bileşiklerin oluşumuna dayanır.

Temas önleyiciler arasında kromatlar, nitritler, benzoatlar, fosfatlar ve diğer bileşikler bulunur. Eşleşen parçalar arasındaki boşluğun plastik malzemelerle doldurulması onları yalnızca korozyondan korumakla kalmaz, aynı zamanda sızdırmazlığı da destekler. Temas önleyiciler, "Vital", SIM, M-1 ve diğer bileşimleri içerir. İnhibitörlerin listesi ve kullanımları için tavsiyeler GOST 9.014-78'de bulunabilir.