16. Защита от фретинг-коррозии.

Фреттинг-коррозия - это разрушения металлических материалов, возникающие в местах контакта плотно сочлененных, номинально неподвижных пар деталей в результате циклических, относительных микроперемещений поверхностей в тангенциальном направлении.

Микроnеремещения в неподвижных сочленениях возникают при работе конструкций в режиме повторно-переменных нагрузок. Разрушению подвержены контактирующие пары типа металл-металл и металл-неметалл.

Механизм фрретинг-коррозии представляет собой сложное механо-физико-химическое взаимодействие сопряженных поверхностей. В результате которого в зоне контакта происходит разрушение металла и образуется прослойка продуктов износа, состоящая, в основном, из частиц металлов и их окислов.

Характер и интенсивность разрушения при фрретинг-коррозии зависит от следующих факторов:

• удельная нагрузка;

• амплитуда относительных микроперемещений;

• частота колебаний.

Эти параметры относятся к внешнему механическому взаимодействию.

Кроме того, на скорость разрушения оказывают влияние также такие факторы, как природа контактирующих материалов, свойства продуктов фрретинг коррозии, химическая активность окружающей среды.

Основная опасность фрретинг-коррозии состоит в том, что возникающие повреждения в виде отдельных взрывов и язв на поверхности деталей являются местными концентраторами напряжения и силъно снижают усталостную прочность и долговечность конструкций.

Для деталей, работающих в режиме повторно- переменных нагрузок, опасными являются не только значительные повреждения, но опасен и начальный период процесса, когда преобладают схватывание и вырыв металла, поэтому все способы защиты должны быть направлены на предотвращение возникновения начальной стадии фрретинг-коррозии.

Основным средством защиты от фрретинг-коррозии является применение неметаллических антифрикционных покрытий и прокладок, позволяющих исключить непосредственный контакт металлических поверхностей. Фрретингостойкость пары в этом случае определяется адгезией, износостойкостью и антифрикционными свойствами покрытия.

Лучшие практические результаты по предотвращению фрретинг-коррозии дает применение антифрикционных покрытий типа ВАП (ВАП-2 и ВАП-З), представляющих твердые пленки, состоящие из связующего (смола) и наполнителя (смазывающего вещества). Защитные покрытия целесообразно наносить на предварительно упрочненную поверхность, т. к. поверхность упрочнения препятствует возникновению и распространению усталостных трещин.

Применение металлических покрытий (серебрение, ,меднение, хромирование) в некоторых случaях может замедлить возникновение фрретинг-коррозии.

Для каждого конкретного случая дополнительно проводят стендовые испытания для установления ресурса работы сборочных единиц.

Покрытие ВАП-2 или ВАП-3 наносят толщиной 15 … 25 мкм на одну из сопрягаемых деталей.

Возможно применение комбинированного покрытия: серебро, медь или анодное оксидирование с последующим нанесением покрытия ВАП.

17. Сущность метода анодной защиты

Анодную защиту применяют при эксплуатации оборудования в хорошо электропроводных средах и изготовленного из легко пассивирующихся материалов — углеродистых, низколегированных нержавеющих сталей, титана, высоколегированных сплавов на основе железа. Анодная защита перспективна в случае оборудования, изготовленного из разнородных пассивирующихся материалов, например, нержавеющих сталей различного состава, сварных соединений.

При анодной защите потенциал активно растворяющегося металла смещают в положительную сторону до достижения устойчивого пассивного состояния (рис. 10.1). В результате происходит не только существенное (в тысячи раз) снижение скорости коррозии металла, но и предотвращается попадание продуктов его растворения в производимый продукт. Смещение потенциала в положительную сторону можно осуществлять от внешнего источника тока, введением окислителей в раствор или введением в сплав элементов, способствующих повышению эффективности протекающего на поверхности металла катодного процесса.

Анодная защита пассивирующими ингибиторами-окислителями основана на том, что в процессе их восстановления возникает ток, до статочный для перевода металла в пассивное состояние. В качестве ингибиторов могут быть использованы соли нитраты, бихроматы и др. Применение ингибиторов позволяет защищать металл в труднодоступных местах — щелях, зазорах. Недостатком этого способа защиты является загрязнение технологической среды.

 без окислителей поляризовали потенциостатическим методом. Данные обоих опытов совпали. Это свидетельствует о том, что как при химической, так и при электрохимической обработке пассивное состояние металла определяется величиной потенциала, независимо от способа его достижения.

При анодной защите методом катодного легирования в сплав вводят добавки (чаще благородный металл), на котором катодные реакции восстановления деполяризаторов осуществляются с меньшим перенапряжением, чем на основном металле. Например, как было показано ранее, в сплавах титана с небольшим количеством палладия происходит селективное растворение титана, а поверхность непрерывно обогащается палладием. Палладий выступает как протектор и пассивирует сплав. Аналогичный эффект наблюдается и для хромистых сталей при введении в сплав благородных металлов.