Глава 2. Повреждения деталей металлургических машин

Повреждения деталей металлургических машин являются неотъемлемой частью процесса эксплуатации как следствие развития процессов старения и нарушений правил технической эксплуатации оборудования.

Повреждения деталей машин по характеру воздействий, приводящих к отказу оборудования, подразделяют на:

- механические (остаточная деформация, вязкий излом, хрупкий излом, усталостное выкрашивание);

- термические (терморазупрочнение, термическая усталость);

- коррозионные (коррозия, коррозионная усталость, коррозионное растрескивание);

- эрозионные;

- кавитационные;

- износовые (изнашивание - адгезионное, абразивное, усталостное, окислительное, водородное, коррозионно-механическое, фреттинг-коррозия)

2.1. Механические повреждения

Механические повреждения возникают под воздействием внешней нагрузки и проявляются в виде:

- остаточной деформации (изгиб, скручивание, смятие);

- вязкого излома;

- хрупкого излома;

- усталостного выкрашивания.

Остаточная деформация есть следствие перегрузок, длительного действия переменных контактных, растягивающих или сжимающих напряжений, повышенных температур.

Устраняется:

- обучением эксплуатационного персонала и повышением требований за соблюдением правил технической эксплуатации (ПТЭ) оборудования;

- заменой на материал с повышенными механическими характеристиками;

- повышением твердости поверхностного слоя;

- изменением конструкции узла.

Вязкий излом возникает под воздействием нагрузок, превышающих допустимые значения и являющихся следствием нарушения ПТЭ. Характерным признаком вязкого излома является наличие участка текучести в месте излома.

Устраняется такими же мерами, как и в случае остаточной деформации.

Хрупкий излом является следствием значительных ударных нагрузок, длительного воздействия знакопеременной нагрузки, низкого качества материала с повышенным содержанием P, S, H, некачественной термообработки, наличия концентраторов напряжений. Характерным признаком хрупкого излома является кристаллическая структура места излома и сглаженная поверхность мест зарождения усталостной трещины.

Устраняется:

- заменой на материал с повышенной ударной вязкостью;

- недопущением концентраторов напряжений на поверхности детали;

- изменением конструкции узла;

- предотвращением появления повышенных зазоров в линии привода, приводящих к появлению повышенных динамических нагрузок.

Усталостное выкрашивание ( питтинг ) проявляется при высоких контактных нагрузках и пониженной контактной прочности материала.

Устраняется:

- повышением механических характеристик материала с одновременным повышением поверхностной твердости;

- повышением класса чистоты обработки поверхности.

2.2. Термические повреждения

Наиболее распространенным видом термических повреждений металлургических машин является термическая усталость как следствие одновременно действующих механических нагрузок и циклических, с большим перепадом (до 800⁰С и более) температур. Этому виду повреждения подвержены рабочие валки и ролики рольгангов станов горячей прокатки, ролики МНЛЗ, хоботы завалочных машин и др. Характерным признаком повреждения является так называемая "сетка разгара".

Повышенным сопротивлением термической усталости обладают следующие марки стали - сталь 60С2, сталь 30ХГСА, сталь Х18Н9Т (закалка с высоким отпуском).