Коррозия при трении реферат

Обновлено: 05.07.2024

Коррозия железнодорожного транспорта - очень распространенная проблема. Металлический фонд данной отрасли народного хозяйства огромен и составляет миллионы тонн. Это сами рельсы и крепления, различное оборудования, металлические части зданий и сооружений, мосты, оборудование, коммуникации, кроме того, вагоны, локомотивы.

Прикрепленные файлы: 1 файл

КОРРОЗИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА.docx

КОРРОЗИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА.

My report is devoted to three types of corrosion: friction corrosion, circulating current corrosion, and wear corrosion of metals. In contrast to other types of corrosion these types involve destruction in the bulk of the material.

В очень жестких коррозионных условиях эксплуатируются верхние элементы железнодорожного пути и сам движущийся состав. Железнодорожные пути пересекают разные климатические зоны. Движущиеся по ним составы подвергаются очень агрессивному и, что важно, периодическому влиянию различных климатических условий. Кроме того, большинство перевозимых грузов также оказывают негативное влияние, некоторые могут даже вызывать и интенсифицировать коррозию металла.

Железнодорожные составы всегда двигаются с достаточно высокой скоростью. Также наблюдается постоянная нагрузка на оси. При погрузке или разгрузке вагона (зачастую используются опрокидывающие или вибрационные устройства), основное покрытие металла трескается, появляются царапины, целостность защитного покрытия нарушается. Развиваются коррозионно-механические и коррозионные повреждения.

Коррозия железнодорожного транспорта не только наносит огромнейшие убытки народному хозяйству страны, но и может послужить причиной капитальных и текущих ремонтов линий движения составов. Кроме того, коррозия железнодорожного транспорта опасна еще и тем, что может создать угрозу для жизни пассажиров (электрички, пассажирские поезда). Если на отдельном участке сильно подверглись коррозии металлические рельсы или другие части линии, возможно, что этот отрезок пути просто перекроют на достаточно длительное время.

Основные причины коррозии железнодорожного транспорта: высокая агрессивность окружающей среды, влажность, разнородность структуры металла и его состава, периодическое смачивание поверхности атмосферными осадками, загрязнение пылью и перевозимыми частицами (например, соль, уголь, минеральные удобрения).

Стойкость к коррозии железнодорожного транспорта обуславливается качеством используемого металла, степенью агрессивности среды, конструктивными особенностями, внутренними напряжениями и многими другими важными характеристиками.

Очень распространенное явление – коррозионно-механические разрушения. Это совместное воздействие на металл агрессивной среды, циклических или статических напряжений.

Ниже приведены самые распространенные виды коррозионных разрушений, которым подвергаются вагоны, железнодорожные пути и т.п.:

1.коррозионной усталости на железной дороге подвержены элементы рамы вагонов, рельсы, подкладки рельсовых креплений, закладные болты и т.п.;

2.коррозия блуждающими токами встречается на подключенных к электричеству участках железных дорог, которые работают на постоянном токе;

3.коррозия при трении часто встречается на некоторых элементах крепления (например, соединительных частях состава), также данному виду разрушения подвержены крышки и нижние листы выгрузочных люков (в вагонах, перевозящих сыпучие материалы и т.п.);

1.КОРРОЗИОННАЯ УСТАЛОСТЬ

Коррозионная усталость металла – разрушение металла под воздействием периодической динамической нагрузки (знакопеременных напряжений) и коррозионных сред. Коррозионная усталость металла среди других разновидностей коррозии под напряжением встречается наиболее часто. При нахождении металла в коррозионной среде некоторое время, предел его выносливости понижается, и конструкция уже не выдерживает нормальных для нее ранее напряжений. Коррозионная усталость металла сопровождается развитием межкристаллитных и транскристаллитных трещин (по границам зерен), которые разрушают металл изнутри. Развитие трещин идет, главным образом, в момент, когда металлоконструкция испытывает нагрузку. В результате периодических термических напряжений в металле защитная оксидная либо любая другая пленка на его поверхности разрушается. Коррозионная среда имеет свободный доступ к открытой поверхности. Сквозь поверхностные трещины агрессивная коррозионная среда также проникает вглубь металла, интенсифицируя разрушение.

Коррозионной усталости подвергаются сплавы на основе железа, никеля, алюминия, меди и многих других металлов.

Склонность металла к коррозионно-усталостному разрушению определяется его пределом выносливости. Пределом выносливости принято считать максимальное напряжение, при котором конструкция может выдержать 107 (и более) циклов нагружения, при этом, не проявляя признаков коррозионной усталости металла.

Значительное влияние на величину коррозионной усталости оказывают свойства рабочей среды, параметры нагружения, количество примесей в основном металле, температура и др. С увеличением агрессивности коррозионной среды уменьшается усталостная прочность сплавов.

Для защиты от коррозионной усталости применяют протекторн ую и катодную защиту, на поверхность защищаемого изделия наносят анодные покрытия алюминия, кадмия, цинка. Дополнительно применяют специальные режимы термической обработки, которые увеличивают предел коррозионной усталости сплавов (например, применение закалки с последующим отпуском).

2.Коррозия металлов блуждающими токами

В отличие от почвенной коррозии (гальванокоррозии) электрохимическая коррозия металлов под влиянием тока от внешнего (по отношению к сооружению) источника называется электрокоррозией. Для подземных сооружений внешними источниками тока, вызывающими их коррозию, являются блуждающие токи. Блуждающими называются электрические токи в земле, возникающие за счет утечек из рельсов электрифицированных железных дорог, трамвая и метро, работающих на постоянном токе и использующих рельсы в качестве обратного провода. Источниками блуждающих токов могут быть также различные установки постоянного тока (телеграф, электросварочные аппараты, системы катодной защиты и пр.), использующие в качестве обратного провода землю. Известно, что электрическая проводимость металлов в сотни миллионов раз больше проводимости почв и грунтов. Поэтому всякая подземная металлическая магистраль, находясь в зоне распространения блуждающих токов, привлекает на себя эти токи, передает их как проводник более низкого омического сопротивления и возвращает их через землю к источнику постоянного тока.

При этом та часть металлического сооружении, из которой ток выходит в землю, является анодом, а та часть сооружения, где постоянный ток входит в него, является катодом. В анодных зонах при условии контакта сооружения с влажной почвой блуждающие токи вызывают электролиз и причиняют сооружению чрезвычайно большие коррозионные pазрушения. Блуждающий ток в 1 а за один год разъедает в анодной зоне металлическою сооружения около 36 кг свинца или соответственно около 9 кг железа или около 4 кг алюминия (каждые 96500 кулонов количества электричества растворяют 1 г/экв металла).

Нетрудно представить результаты коррозионного действия блуждающих токов, если последние в некоторых сооружениях, расположенных вблизи источников блуждающего тока, достигают 40 а и даже больше. Наибольший ущерб коррозия блуждающими токами приносит подземным сооружениям в системе городского хозяйства. При этом самой сильной коррозии подвергаются незащищенные изолирующими покрытиями сооружения: трубопроводы, голые освинцованные и бронированные кабели. Особенно опасным источником блуждающих токов являются электрифицированные железные дороги, а также трамвай и метро, где потребляются большие токи.

Электрохимическая коррозия подземных сооружений блуждающими токами во много раз опаснее обычной почвенной коррозии. В отдельных случаях большие блуждающие токи способны вывести сооружения из строя в течение самого короткого срока — в 2—3 месяца.

Скорость и интенсивность коррозии блуждающими токами совместно с почвенной коррозией особенно сильно возрастает при наличии частых и резких перепадов значений электрического сопротивления почв вдоль линейного сооружения. Объясняется это тем, что в этих условиях блуждающие и гальванические токи то входят в сооружение и проходят по нему, то выходят из сооружения и проходят по почве, создавая тем самым множество анодных и катодных зон. Установлено, что в почвах с высоким сопротивлением блуждающие токи более или менее полно собираются металлическим сооружением и протекают по нему. На участках, где почва имеет низкое сопротивление, эти токи покидают сооружение и частично переходят в почву. Места наиболее сильных утечек тока из сооружения, совпадающие с участками низкого сопротивления почвы, характеризуются наиболее интенсивными явлениями коррозии. Вредное явление блуждающих токов не ограничивается только анодными участками. Под влиянием катодного потенциала защитная изоляция на катодном участке со временем приобретает способность впитывать почвенную влагу. В связи с этим сначала происходит понижение омического сопротивления защитного покрытия, а затем и его полное разрушение с оголением поверхности металла.

3.Коррозия при трении

Коррозия при трении — это разрушение, идущее по границе раздела между двумя контактирующими поверхностями, одна из этих поверхностей (или обе) — металлическая, и они перемещаются относительно друг друга под нагрузкой. Иногда перемещение поверхностей имеет колебательный характер (например, вибрация) и сравнительно невелико (доли миллиметра). Разрушение заметно по изменению цвета поверхности металла и образованию язв, которые часто становятся зародышами усталостного растрескивания. На месте возникновения коррозии при трении образуются рыхлые продукты окисления металлов (окислы), нередко вызывающие заклинивание конструкций. Убыль металла ведет к уменьшению размеров детали, превышающему допуск, и к разбалтыванию элементов конструкции.

Коррозия при трении — причина разрушения рессор, головок болтов и заклепок, поворотных шкворней в рулевых механизмах, часовых подшипников, контактов электродатчиков и некоторых других элементов машин, подвергающихся вибрации.

Характерным примером коррозии при трении является постоянное суживание стыковых накладок у железнодорожных рельсов, которые приходится периодически поджимать.

Коррозия при трении часто протекает в атмосферных условиях под действием кислорода воздуха. Влажность уменьшает интенсивность разрушения. Скорость коррозии возрастает с понижением температуры и с ростом контактной нагрузки. Продукты коррозии (в случае стали — Fe203), возникающие между трущимися поверхностями, имеют больший объем, чем металл, из которого они образованы. В связи с невозможностью удаления продуктов коррозии их накопление приводит к локальному росту напряжений и ускорению разрушения.

Из сказанного следует, что коррозия при трении имеет не электрохимический, а химико-механический характер. Контакт двух поверхностей происходит в точках их соприкосновения по выступам шероховатости. Небольшое перемещение одной поверхности относительно другой (под нагрузкой) вызывает истирание этих выступов; при обнажении чистый металл немедленно покрывается слоем адсорбированного кислорода и окисляется. Дальнейшее истирание приводит к разрушению пленки окислов и новому обнажению металла. Одновременно может происходить скалывание неровностей с поверхности металла, их отрыв в виде мельчайших частиц, которые также незначительно или полностью окисляются.

Коррозию при трении можно замедлить или полностью предотвратить следующими способами:

использованием масел и смазок, имеющих небольшую вязкость и хорошее сцепление с поверхностью металла. Смазки уменьшают трение и затрудняют доступ кислорода в зону контакта поверхностей. Весьма полезно наносить смазки на предварительно фосфатированные поверхности (поры фосфатного покрытия становятся накопителями смазки);

повышением твердости поверхности одного или обоих соприкасающихся металлов;

предотвращением взаимного перемещения соприкасающихся поверхностей. Иногда для этой цели поверхностям придается повышенная шероховатость (при помощи пескоструйной или дробеметной обработок);

использованием подкладок и прокладок, демпфирующих колебания.

На железной дороге существуют приборы, которые могут обнаружить дефекты тех или иных деталей. Их называют дефектоскопами.

Дефектоскоп АДС-02 предназначен для обнаружения дефектов в обеих нитях железнодорожного пути по всей длине и сечению рельса.

Томографик – дефектоскоп ультразвукового и вихретокового контроля. Он предназначен для контроля колесных пар вагонов, ЖД осей деталей локомотивов, стрелочных переводов, сварных стыковых рельс.

Коррозией является самопроизвольный и неизбежный процесс разрушения металла в окружающей или агрессивной среде. Обычно она ассоциируется с ржавчиной. Ржавчина является продуктов коррозийных процессов, чаще всего бурого цвета, рыхлая по структуре.

Рассмотрим коррозию по видам протекания:

щелевая;
контактная;
при погружении в какое-либо вещество;
при трении и т.д.

Коррозия при трении

Наиболее опасным разрушения по виду протекания, является коррозия при трении, или фреттинг-коррозия.

Фреттинг коррозия происходит, когда два элемента начинают перемещаться относительно друг друга с малой амплитудой, на участках их соприкосновения образуются повреждения, истирается защитная пленка материала, а продукты износа не могу покинуть участок воздействия. Это приводит к концентрации напряжений на данном участке. Такой процесс может протекать в различных средах: атмосферной, вакууме, агрессивной, водной и т.п.

Продукты фреттинг реакции имеют цвет схожий с ржавчиной: от светлых коричневых наслоений, до темно-коричневых. Цвет будет зависеть от вида материала, влажности и степени разрушения.

Коррозия трения протекает стремительно в атмосферных условиях, так как при нарушении защитной пленки, воздух реагирует с металлом, в процессе реакции разъедается верхний слой материала, воздух попадает все глубже и реакция также углубляется.

Фреттинг-коррозии подвержены любые металлические элементы, в которых происходят колебательные движения, вибрационные, вращательные – это заклепочные соединения, вместе движущиеся валы, болтовые, рессоры, пружины, замковые, муфты, шестерни, подшипники, шлицевые, шпоночные, канаты из металла и т.д.

Данный коррозийный процесс возникает при соприкосновении металла и неметалла, в роли которого может выступать пластмасса, резина и другие изделия, которые используются в качестве прокладок и являются твердыми.

Фреттинг-коррозия проявляется в виде образования пятен, мелких язв, налета и рыхлостей на поверхности изделия. Данный вид разрушения приводит к усталостному разрушению материала и его растрескиванию, что приводит к аварийным ситуациям в работе объекта.

Внимание! Наша компания производит антикоррозийную защиту металлоконструкций любой сложности: трубопроводы, резервуары, силосы.

Предупреждение появления фреттинг-коррозии

Есть несколько путей, как предотвратить быстрое возникновение фреттингов:

Изготовление изделий согласно нормативных правил и норм, чтобы имелось жесткое закрепление рабочего элемента и невозможность появления трения между элементами.
Применение материалов с покрытием из оксидной пленки, циркония или нитридов титана.
Материалов с антикоррозийной защитой ионной или азотной.
Использование смазок и прокладок с низким коэффициентом трения и высокими рабочими характеристиками.

Также для предупреждения появления разрушений материала данного вида, элементы, которые будут подвержены трению-скольжению, необходимо проектировать заведомо из более устойчивых к данному процессу материалов. Так, лучше не проектировать изделий из двух твердых или двух мягких металлов, а совмещать твердый и мягкий, так как давно доказано, что при работе одноименных металлов, разрушения появляются раньше и прогрессируют быстрее. Плюс использования мягкого в сочетании с твердым материалом в том, что мягкий в процессе трения может течь, а не тереться, а это уменьшает разрушение верхней поверхности элемента.

Особенности

Можно выделить несколько отличительных черт фреттинг-коррозии:

Вследствие появления коррозийных пятен в местах трения элементов – труднодоступные места, то обработка этих поверхностей является очень затруднительной. Часто требуется приостановка работы элементов.
Фреттинг-коррозия замедляет процессы скольжения изделий.
Высокая скорость разрушения, в сравнении с другими видами коррозии. Это происходит из-за того, что кислород, смешиваясь с продуктами трения, углубляет образование разрушений.
Продуктами фреттинга обычно выступают минералы (соединений металла и кислорода).

Последствия фреттингового износа

В местах конструкций или изделий, где произошло фреттинговое разрушение, начинают концентрироваться напряжения, это, в свою очередь, уменьшает предел выносливости объекта. В тоже время, стоит отметить, что, при удалении, образовавшихся продуктов реакции, уменьшается рабочая площадь материала, а это приводит к ослаблению конструкции и потере ее рабочих характеристик.

Заключение

Таким образом, коррозию от трения необходимо предупреждать еще на этапе производства определенной детали, делать ее из более устойчивого материала, серьезно подходить к выбору смазок и прокладок для соединений. Также необходимо проверять работающие на трение элементы для преждевременной их замены или проведения антикоррозийной защиты.

Фреттинг-коррозия – это распространенное явление, которое потенциально может привести к тому, что металл потеряет свои характеристики и постепенно будет разрушен. Именно процесс ржавения приводит к тому, что различные детали и металлоконструкции теряют свои эксплуатационные возможности.

В этой статье мы расскажем о том, какими факторами вызывается фреттинг коррозия, как она протекает и какими способами можно увеличить степень защищенности материала от потенциальных повреждений.

Процесс коррозии при трении и его важные особенности

Коррозия при трении – это достаточно опасный процесс, который сильно распространен в различных промышленных областях.

Фреттинг коррозия начинается в том случае, когда две детали постоянно соприкасаются друг с другом и возникает сильное трение. Главное условие – небольшая амплитуда колебаний. Даже если материал был оцинкован или на него нанесено полимерное покрытие, защитная пленка начинает стираться – это стимулирует процесс контакта материала с катализатором окисления.

Когда материал оказывается затронут трением, на небольшом участке начинает скапливаться механическое напряжение. Главная особенность в том, что процесс может протекать в различных средах, в том числе, вакуумной, атмосферной, водной и с высокой степенью агрессивности.

Когда протекает фреттинговая коррозия, на поверхности материала появляется рыжий налет. При этом поражение оказывается очень стремительным, быстро распространяется по поверхности. Процесс может захватывать обе детали, которые в процессе использования соприкасаются друг с другом.

Если рассматривать элементы, которые чаще всего оказываются подвержены коррозии, можно занести в список все виды стальных элементов. Процесс может развиваться во всех областях вне зависимости от того, какие именно нагрузки воздействуют в процессе.

Среди основных видов нагрузок, которые могут стимулировать развитие фреттинга, есть такие, как:

Колебательные.
Вращательные.
Вибрационные.

При этом, постепенно от ржавчины могут повреждаться многие детали, такие, как муфты, шестерни, подшипники, металлические канаты и многое другое.

Коррозия может проявляться как при контакте металлов, так и металла с неметаллом. При этом металл может повреждаться от соприкосновения с резиной, пластиком и многими другими изделиями.

В отличие от межкристаллитной коррозии, фреттинговую можно достаточно быстро определить. Она начинает появляться на поверхности.

Среди основных признаков:

Появление налета.
Разрыхление поверхности.
Возникновение язв, пятен, полос.

Как только вы заметите признаки такого процесса, необходимо использовать один из методов снижения износа при фреттинг коррозии. Если на ранней стадии предпринять все нужные действия, можно обезопасить деталь от разрушения и потери эксплуатационных характеристик.

Как не допустить развития фреттинг-коррозии

Чтобы не допустить постепенного появления и стремительного протекания такого процесса, нужно использовать несколько основных способов:

Используйте материалы, на которых есть оксидная пленка. Для создания защитного покрытия также могут применяться и такие элементы, как нитрид титана, цирконий.
При изготовлении изделий всегда учитывайте отраслевые нормы и правила.
Следите за тем, как именно размещаются детали. Нужно, чтобы различные детали не контактировали друг с другом и не возникало процесса трения.
Используйте ионную или азотную защиту. Она гарантирует высокий уровень защищенности от коррозии такого типа, значительное уменьшение износа деталей.
Применяются специальные прокладки и смазки. Важно, чтобы коэффициент трения у них был минимальным. При использовании такого средства важно помнить о своевременности замены смазочного покрытия.

Так как далеко не всегда удается предотвратить возникновение ржавчины, нужно четко знать, в каких узлах возникает фреттинг коррозия. Проще изначально спроектировать конструкцию так, чтобы в ней не было мест соприкосновения различных деталей. Так получится значительно увеличить длительность безремонтного использования и общий уровень защиты.

Главные особенности и последствия фреттинг-коррозии

Существует сразу несколько основных отличительных черт фреттинг-коррозии, которые характеризуют процесс. К ним относятся такие, как:

Если вы все-таки столкнулись с появлением коррозии в труднодоступных местах, правильно удалить ее будет очень сложно. Именно по этой причине нужно приостановить работу изделия и сделать все для того, чтобы не допустить дальнейшего прогрессирования проблемы.
Когда в изделии важен правильный процесс скольжения деталей, коррозия дополнительно замедлит его. Это может привести к тому, что эксплуатационные характеристики будут значительно снижены.
Скорость разрушения будет очень высокой. И это характерно даже при сравнении с другими типами процессов протекания ржавения.
Чаще всего в качестве продуктов трения определяются минералы. Также наблюдается возникновение соединения кислорода или металла.

При этом важно также обратить внимание и на то, какие последствия появляются после фреттингового разрушения. В месте поражения начинает скапливаться напряжение. Со стороны процесс проявляет себя коричневым налетом, пятнами, язвами на металле.

Фретинг-коррозия , или коррозия при трении, образуется в сопряжениях металлических деталей при их вибрации или возвратно-поступательном перемещении с амплитудой от 10 до 200 мкм. При этом частицы металла окисляются, превращаются в твердый абразив, увеличивающий износ. Фретинг-коррозия наблюдается в подсту-пичных частях осей колесных пар, буксах, вкладышах коленчатых валов дизелей, в сопряжениях блока дизеля с втулками цилиндров. [1]

При фретинг-коррозии скорость относительного перемещения контактирующих поверхностей мала по сравнению со скоростями при обычном трении скольжения. Малая амплитуда смещений затрудняет удаление продуктов износа из зоны контакта ( перемещение исчисляется в микронах) и процесс фретинг-коррозии отличается большой интенсивностью по сравнению с другими видами изнашивания поверхностей. В условиях фретинг-коррозив кислород усугубляет повреждения. Продуктами фретинг-коррозии металлов являются в основном их окислы. [3]

Механизм фретинг-коррозии представляет собой процесс периодического разрушения и последующего восстановления защитной окисной пленки в точках контакта, особенно на границе контактирующих поверхностей. Обычная смазка не устраняет процесса фретинг-коррозии. [4]

Специфика фретинг-коррозии , коррозионно-эрозионного разрушения, щелевой коррозии и электрокоррозии такова, что электрохимическая защита ( катодная защита) специально для предотвращения этих видов коррозии не применяется. [5]

В процессе фретинг-коррозии окислы в ряде случаев имеют более высокую твердость, чем материалы сопрягаемых деталей, что приводит к дополнительному абразивному износу. В работе Ивановой В. С., Одинга И. А. [1] указывается на наличие и большое значение электроэрозионных процессов в зоне сопряжений деталей. Однако влияние этих процессов на развитие коррозионных повреждений изучено еще недостаточно. На активность процессов фретинг-коррозии оказывает влияние большое количество разнообразных факторов, к которым прежде всего относятся природа сопрягаемых деталей, амплитуда колебаний ( вибраций), степень нагруже-ния, наличие кислорода и влажность среды, наличие смазки, ее характеристика и температурные условия. [6]

Повреждения поверхности фретинг-коррозией наблюдаются в муфтах шлицевых валов, соединительных тягах, в шариковых и роликовых подшипниках и других узлах машин. [7]

Показателем устойчивости к фретинг-коррозии обычно является потеря веса образцов. Помимо этого, замеряют максимальную глубину поражения ( путем послойного удаления металла), максимальную площадь коррозии, наблюдают за макро - и микроструктурными изменениями трущихся поверхностей, аналитически и рентгеноскопически исследуют продукты коррозии. [8]

Коррозия при трении ( фретинг-коррозия ) наблюдается при одновременном действии коррозии и относительно небольших перемещениях деталей в контакте, вызванных вибрацией системы. При этом обычно взаимное перемещение деталей конструкцией не предусмотрено, а возникает вследствие недостаточной жесткости соединений, появления в них зазора. Перемещения деталей очень малы и представляют собой колебательный процесс с малой амплитудой. К таким системам относятся посадочные поверхности зубчатых колес, цепных колес, подшипников качения, деталей втулочно-роликовых цепей, жесткие, шарнирные и даже прессовые соединения. [9]

Они эффективны в условиях фретинг-коррозии и очень высоких нагрузок, достигающих зна-чений предела текучести материала подложки. [11]

Схватывание как ведущий процесс при фретинг-коррозии встречается в прессовых, болтовых и других соединениях. [12]

Особый вид коррозии при трении, так называемая фретинг-коррозия , возникает на сопряженных и сильно нагруженных поверхностях машин и механизмов, подверженных вибрации или колебательному перемещению ( с очень малой амплитудой) относительно друг друга. Фретинг-коррозия связана с химическим окислением поверхностного слоя металла. В тех случаях, когда образующиеся продукты коррозии обладают повышенной твердостью, последние еще больше усиливают абразивный износ металла. [13]

Поверхность вала в зоне напрессовки, поврежденная фретинг-коррозией . [14]

Испытания образцов с целью определения влияния лаковых покрытий на скорость фретинг-коррозии и усталостную прочность производились на машине ВНИТИ ОМ-1, принципиальная схема которой показана на фиг. [15]

Фреттинг-коррозия – коррозионное разрушение на границе раздела двух тел, контактирующих друг с другом. Эти поверхности, находясь под воздействием коррозионной среды, двигаются (скользят) относительно друг друга. Т.е. фреттинг-коррозия – коррозия при трении. Чаще всего скольжение имеет колебательный характер, а объекты испытывают дополнительную достаточно большую нагрузку.

Фреттинг-коррозия может наблюдаться при контакте двух металлических материалов, либо же металла и неметалла (резины, пластмассы, которые могут служить прокладочным материалом).

Фреттинг-коррозии подвергаются: прижатые друг другу детали, на которые воздействуют колебательные, вращательные, вибрационные напряжения. К ним можно отнести болтовые, шпоночные, заклепочные, шлицевые соединения, контактирующие части подшипников, металлический канат, соприкасающиеся движущиеся валы и многое другое. Фреттинг – механический износ металла при движениях небольшой амплитуды. Совмещение механического износа и воздействия коррозионно активной среды и дает нам фреттинг-коррозию.

Под воздействием окружающей коррозионной среды на поверхности металла образуется оксидная пленка (продукты коррозии). При трении эта пленка механически разрушается. Так как при фреттинг-коррозии взаимодействующие поверхности не разъединяются, то разрушенные продукты коррозии так и остаются между ними (в некоторых случаях вытесняются), в дальнейшем материалы истираются быстрее, а фреттинг-коррозия протекает интенсивнее. Разрушение защитной пленки может быть причиной дальнейшего протекания коррозии, обусловленной работой концентрационного элемента, или же вызвать контактную коррозию. Превращение поверхности металла в оксид приводит к неисправностям, забиванию системы продуктами коррозии, заеданию и сбоя работы механизма.

При протекании фреттинг-коррозии поверхность металла обесцвечивается, а при воздействии колебательных напряжений на ней образуются язвы, в которых в дальнейшем зарождаются усталостные трещины.

Скорость фреттинг-коррозии зависит от природы используемых металлов (материалов), температуры, состава коррозионной среды и действующих нагрузок.

Во время трения происходит нагрев металла, что дополнительно усиливает фреттинг-коррозию, особенно в условиях отсутствия на поверхности смазки.

Фреттинг-коррозия протекает не по электрохимическому механизму. Важнейшим фактором является приложенная нагрузка, в результате которой происходит усиленное питтингообразование на контактирующих поверхностях. При колебательном скольжении (трении) образовавшиеся окислы не могут быть удалены с контактирующей поверхности. Это приводит к увеличению напряжения между контактирующими деталями и фреттинг-коррозия в местах скопления окислов проходит намного интенсивнее.

Защита изделий от фреттинг-коррозии

Для контакта со стальной поверхностью рекомендовано использовать сталь, покрытую оловом, индием, кадмием, свинцом, серебром.

Применение смазок для предотвращения фреттинг-коррозии. Эффективный метод, часто используемый в условиях небольших нагрузок. Поверхность предварительно подвергают фосфатированию. Полученную пористую пленку обрабатывают смазкой низкой вязкости, которая проникает глубоко в поры и благодаря этому достаточно долго остается на изделии. Недостатком этого метода можно считать то, что это все-таки временная защита, смазка рано или поздно удаляется в результате скольжения.

Проектирование контактирующих поверхностей с устранением скольжения. Эффективно, но достигнуть достаточно тяжело.

Применение специальных покрытий. Для предотвращения контакта поверхности раздела с воздухом.

Применение материалов с низким коэффициентом трения и прокладок. Такие материалы используют только при маленьких нагрузках в связи с их небольшой прочностью. Резина, например, амортизирует колебания и предотвращает скольжение.

Применение кобальтовых сплавов. Дает положительный эффект только в присутствии воды.

Читайте также: