Fretting korozija: vzroki in preprečevanje

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Fretting korozija temelji na fizikalnih in kemičnih procesih, ki se pojavljajo na molekularni ravni. Na prvi stopnji prevladuje elektrokemično uničenje. V kontaktnem območju kovin (ali kovine z nekovino) nastanejo oksidi, zaradi katerih se aktivira mehanska obraba. Ta dva procesa sta tesno povezana in vplivata na trdnostne lastnosti sklopov. Fenomen frettinga so raziskovalci preučevali že več kot stoletje, vendar je njegova napoved še vedno slabo razvita.

Opis

Fretting korozija je ena od vrst spontanega uničenja kovine. Ta proces poteka na meji med tesno stikujočimi se pari kovina-kovina ali kovina-nekovina. Njegova značilnost je prisotnost oscilatornih gibov majhne amplitude. Fretting korozija ne vpliva samo na ogljikova jekla, ampak tudi na jekla, odporna proti koroziji.

Za pojav tega pojava zadostuje ciklična amplituda le 0,025 mikronov. Njegova največja vrednost je lahko 200-300 mikronov. Navzven se uničenje kaže v pojavu majhnih razjed, drgnjenja, solzenja,barvne lise, praškaste usedline na kontaktni površini.

Oksidom podobni korozijski produkti jeklenih delov imajo drugačno barvo - od rdečkaste do temno rjave. Odvisno je od znamke materiala in pogojev delovanja. Ne morejo zapustiti kontaktnega območja zaradi majhne amplitude nihanj medsebojnega gibanja površin, zaradi česar se poveča njihov abrazivni učinek.

Najbolj negativna posledica tega pojava je odpoved delov zaradi utrujenosti. Sposobnost zaznavanja cikličnih obremenitev v vozliščih se zmanjša do 5-krat.

Lastnosti nošenja

Fretting korozija ima naslednje razlike od drugih vrst obrabe:

• Kovinska poškodba nastane pri vzvratnem gibanju.
• Lokalizacija poškodbe - samo v kontaktnem območju delov.
• Nizka potovalna hitrost v paru za drgnjenje.
• Uničenje oksidnih filmov nastane predvsem zaradi tangencialnih (tangencialnih) sil.
• Pretrganje varilnih mostov med strjevanjem površin vodi do ločitve atomov in pojava utrujenih razpok.
• Odtrgani kovinski delci hitro oksidirajo v zraku.
• Korozijski izdelki so aktivno vključeni v nadaljnji proces obrabe.

Vzroki in mehanizem pojava

Poenostavljeno lahko proces fretting korozije predstavimo na naslednji način:

• Premikajte in deformirajte površine.
• Oksidacija kovin.
• Uničenje oksidafilmi.
• Odkritje čiste kovine.
• Oprijem s kontaktno površino.
• Uničenje oprijemljivih mostov.
• Povečana koncentracija kisika na odprtih območjih.
• Ponovitev cikla korozije, postopno povečevanje kavern.

Zaradi abrazivnega delovanja odcepljenih delcev se dvigne tudi temperatura v kontaktnem območju (v nekaterih primerih tudi do 700 °C). Nastane bela plast, sestavljena iz spremenjenih kovinskih struktur.

Identificirani so naslednji glavni vzroki frtingujoče korozije:

• Dinamične obremenitve nizke amplitude v fiksnih povezavah.
• Agresivno zunanje okolje.
• Temperaturni faktor.

Narava procesa korozije je odvisna od tega, v kateri fazi je. V začetni fazi je bila zabeležena prevlada oksidativnih reakcij zaradi elektrokemijske interakcije. Ta proces se upočasni z uporabo kemičnih sestavkov, ki oslabijo delovanje agresivnega okolja. Spodaj bomo razpravljali o tem, kateri zaviralci korozije so.

Napeto stanje materiala ima tri komponente - tlačno silo, usmerjeno pravokotno na kontaktno površino, izmenično strižno napetost in silo trenja. Obraba med fretting korozijo ima značaj utrujenosti. Majhne razpoke se sčasoma združijo in kosi kovine se odlomijo.

gradbeni vozli

Značilnost frizirajoče korozije za montažne enote,nominalno nepremično. Najpogosteje se uničenje kovine opazi pri naslednjih vrstah spojev:

• z vijaki.
• kovičenje.
• reže.
• Obrnite se na elektriko.
• Castle.
• Zobni Hirths.
• prirobnica.
• Prileganje (ležaji, diski, kolesa, sklopke gredi, osi in pesta koles).
• vzmetne nosilne površine in drugo.

Fretting korozija vijačnih spojev je posledica obrabe navojnega dela in pojava puščanja v reži. To olajša zmanjšanje zategovanja med delovanjem, samoodvijanje spojev zaradi vibracijskih obremenitev. Vendar pa povečanje zateznega momenta ni zagotovilo za zmanjšanje frting korozije, saj lahko v tem primeru pride do upornega varjenja površin. Posledično bo delo navojne povezave potekalo v neugodnih pogojih nateznih napetosti.

Intenzivnost zloma

Hitrost fretting korozije je odvisna od več deset dejavnikov. Najpomembnejši so:

• Ambientna atmosfera (korozija poteka hitreje na zraku). Ta pojav opazimo tudi v vakuumu, dušiku in heliju.
• Amplituda in frekvenca nihajnih gibov (hitrost trenja). Razmerje med stopnjo zloma in amplitudo je skoraj linearno.
• Tlak (obremenitev) v kontaktnem območju in drugi pogoji delovanja. Z veliko obremenitvijo se globina poškodb poveča.
• Trdota navadne kovine in zaščitnih premazov delov, hrapavost stikapovršine.
• Tehnološki dejavniki (način pridobivanja obdelovanca, preostale napetosti, natančnost obdelave in togost sestavljenega sklopa).
• Lastnosti oksidnih izdelkov, ki so posledica obrabe.
• Temperatura. V večini primerov njegove negativne vrednosti prispevajo k večji korozivnosti. Pozitivne temperature ugodno vplivajo na delovanje enote le do določene kritične vrednosti. Pri pregrevanju se stopnja uničenja poveča.
• Odpornost proti obrabi izdelkov za obrabo.

Metode boja

Idealni načini za spopadanje s tem pojavom ne obstajajo. Za zmanjšanje se sprejmejo naslednji ukrepi:

• Zmanjšanje relativnega premika s povečanjem sil trenja. Povečanje hrapavosti, pritiska ali spreminjanje konfiguracije delov. Prva metoda je najučinkovitejša, če je eden od elementov nekovina. Trenje se lahko poveča tudi z galvanizacijo z bakrom, kositrom ali kadmijem.
• Če je odprava tresljajev nemogoča, je potrebna obratna metoda - zmanjšanje sile trenja z uporabo fosfatnih, svinčevih ali indijevih premazov, pa tudi z uvedbo maziv. Kot del slednjega je priporočljiva uporaba dodatkov proti koroziji. Ta metoda prenese diapozitiv v vmesno okolje.
• Povečanje trdote enega od delov (toplotna obdelava, mehansko utrjevanje). Ta ukrep zmanjša medsebojno oprijemljivostspojne površine in zmanjšajo obrabo.

Maziva na osnovi olja in masti učinkovito zmanjšajo obrabo kontakta. Najpogosteje se uporabljajo njihove dosledne vrste - snovi, ki so pri temperaturi 25 ° C debel material, podoben mazilu. Fosfatni in anodni kovinski premazi prispevajo k njegovemu zadrževanju na površinah.

Kaj so zaviralci korozije

V primeru uničenja materiala glede na vrsto obrabe se uporabljajo predvsem zaviralci kontaktnega tipa. Upočasnjujejo korozijo v agresivnem okolju, princip njihovega delovanja pa temelji na tvorbi težko topnih spojin s kovinskimi ioni.

Zaviralci stika vključujejo kromate, nitrite, benzoate, fosfate in druge spojine. Zapolnitev vrzeli s plastičnimi materiali med spojenimi deli jih ne ščiti le pred korozijo, ampak tudi spodbuja tesnjenje. Kontaktni inhibitorji vključujejo sestavke "Vital", SIM, M-1 in druge. Seznam zaviralcev in priporočila za njihovo uporabo najdete v GOST 9.014-78.