1.2. Износ деталей оборудования

1.2.1 Виды износа

В процессе эксплуатации оборудования происходит износ деталей, т.е. постепенное изменение формы, размеров и свойств материалов деталей.

При этом увеличиваются зазоры в сопряжениях подвижных деталей и нарушается плотность посадок неподвижных деталей. Возникшие де­фекты приводят к нарушению режима работы оборудования, и если во­время не устранить его, оборудование может выйти из строя.

Износ может быть: нормальный - нормальные условия работы деталей; аварийный - при нарушениях режима работы оборудования.

Нормальный износ возникает из-за трения соприкасающихся деталей, ударной и переменной по величине и направлению нагрузки, а также вследствие теплового и химического воздействия среды на материал деталей при нормальных условиях эксплуатации оборудования.

Аварийный износ - следствие дефектов конструкции, несоответ­ствие материала деталей условиям работы, неудовлетворительного качества изготовления или сборки, нарушений режима работы обору­дования, несвоевременного или некачественного ремонта и т.п.

Различают 4 вида износа: 1) механический, 2) усталостный, 3) молекулярно-механический и 4) коррозионный.

Косвенными признаками износа являются снижение показателей работы машины (например, напора H и Q производительность на­соса или компрессора), появления вибраций, заклинивание и т.д.

Износ зависит от следующих факторов:

качества металла трущихся поверхностей;

чистоты обработки поверхностей;

наличия и качества смазки деталей трущихся пар.

Качество материала влияет на износостойкость пары трения, от него зависит интенсивность и характер пластических деформаций, усталостные явления, изменение структуры от Т и Р.

Обработка - цементация, закалка, азотирование, ведущие к упрочнению поверхностных слоев деталей.

Для уменьшения износа применяют специальные антифрикционные чугуны, баббиты, бронзы и др. материалы.

Скорость износа пары сталь-сталь в 2-3 раза выше, чем сталь Х13 - чугун. С увеличением твердости материала износ детали уменьшается.

1.2.2. Характер износа деталей

В процессе износа деталей можно выделить несколько периодов. (рис.1.1). Первый - период приработки - быстрый износ вследствие интен­сивного разрушения микронеровностей, полученных при обработке детали.

Рис. 1.1. Зависимость величины износа от продолжительности работы соединения: I - период приработки; II - период нормальной работы; III - период нарастающего износа.

Второй - период нормального износа, характеризующегося постоянной скоростью износа.

Третий - период аварийного износа, возрастание износа. Зазор – ₂ соответствует предельно допустимому.

Численные значения ₂ сочленений машин приводятся в тех-условиях на их ремонт.

Скорость износа dд/dф (tg < наклона к кривой износа).

dд/dф = f(ф) в I-ый период уменьшается; II-ой – const; III-ий увеличивается.

Рассмотренные методы описания износа относятся к узлам трения. Кривая износа является характерной для большинства трущихся деталей.

В целом значительная часть деталей при длительной эксплуатации машины проходит все периоды износа. Для уплотнений манжет, плунжерных пар, сальников, сменных деталей - период аварийного износа на практике не достигается, т.к. потеря эксплуатационных качеств машины, в которую входят эти де­тали, происходит ещё в период нормального износа.

Значительные напряжения возникают в тех местах аппаратов, где из-за обилия штуцеров имеется большое число сварных швов (трещины, выпучины и т.д.).