Практическая работа Тема: Изучение поверхностей изнашивания и разрушения деталей оборудования и способов, которыми можно было бы их предотвратить

Цель работы:

По внешнему состоянию трущихся поверхностей изношенных деталей установить вид износа и механизм его протекания; По установленному виду износа указать требования к металлу поверхностных слоев и наметить пути обеспечения заданных требований.

Учебные пособия:

1. Раабен А. А., Шевалдин П. Е., Максутов Н. Х. Ремонт и монтаж нефтепромыслового оборудования. М. «Недра», 1989.

2. Авербух Б.А., Калашников Н. В., Кершенбаум Я.М., Протасов В. Н. Ремонт и монтаж бурового и нефтепромыс­лового оборудования. М., «Недра», 1976.

3. Раабен А. А., Шевалдин П. Е., Максутов Н. X, Монтаж и ремонт бурового и эксплуатационного оборудова­ния. М., «Недра», 1975.

Общие положения

Все виды разрушения материалов деталей делятся на три основные группы:

1) деформация и изломы;

2) износ;

3) химико-тепловые повреждения.

Деформация и изломы

Деформация материала детали происходит в результате приложения нагрузки и выражается изменением формы и размеров детали. Эти изменения могут быть временными (упругие деформации, исчезающие после снятия нагрузки) или остаточными (пластические деформации, остающиеся после снятия нагрузки). Повреждения деталей происходит в результате пластической деформации и выражаются в виде изгибов, вмятин и скручиваний.

Излом материала детали также происходит в результате приложения нагрузки и выражается в разрушении детали.

В зависимости от характера нагружения различают статический, динамический и усталостный изломы.

Статический излом является результатом воздействия значительных местных нагрузок. Чаще всего он наблюдается в наиболее нагруженных местах в деталях корпусов в виде трещин, особенно в деталях, изготовленных из чугуна.

Динамический излом является следствием сильных поверхностных ударов и часто наблюдается на литых деталях.

В зависимости от скорости нагружения и исходного строения материала деталей бывают хрупкий и вязкий изломы.

Хрупкий излом характеризуется полным отсутствием или весьма незначительной величиной пластических деформаций. Причинами хрупкого излома чаще всего служат хладоломкость материала детали, наличие концентраторов напряжений в опасном сечении и мгновенное приложение нагрузки. При хрупком изломе в зоне разрушения кристаллическое строение материала хорошо наблюдается невооруженным глазом, особенно в месте расположения концентратора напряжений. Хрупкое разрушение часто является причиной низкой долговечности шарошек буровых долот, деталей основной опоры ротора и вертлюга.

Вязкий излом обусловлен наличием макропластической деформации. Разрушение материала детали при вязком изломе – результат резкого возрастания приложенной статистической нагрузки. Вязкий излом появляется в результате превышения предела текучести материала детали. На поверхности вязкого излома наблюдаются следы пластической деформации.

Наиболее часто причиной выхода деталей из строя является усталостный излом, в основе которого лежит явление усталости, т. е. разрушение материала под влиянием циклических напряжений, действующих в течении определенного времени. Свойство материала детали, характеризующее ее особенность сопротивляться усталостному разрушению, называют выносливостью.

Усталостные изломы возникают при напряжениях ниже предела текучести. Процесс начинается с зарождения усталостной трещины, появлению которой способствует наличие концентратора напряжений или какого-либо микродефекта в опасном сечении детали. Возникнув, усталостная трещина под воздействием циклической нагрузки распространяется в глубь детали, что приводит в конечном итоге к ее разрушению. Практика показала, что разрушение вооружения шарошек буровых долот начинается с появления усталостных трещин.