Коррозийно-механическое изнашивание оборудования

Содержание

Коррозионно-механическое изнашивание цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания

Коррозия подшипников

Изнашивание рубашек валов

Изнашивание центробежных водяных насосов

Изнашивание деталей оборудования пищевой промышленности

Геометрия поверхности как функция процесса обработки

Высота неровностей в зависимое от скорости резанья стали

Список литературы

Коррозионно-механическое изнашивание цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания

Поршневые кольца и цилиндровые втулки (гильзы) двигателей, изготовленные из литейных чугунов, при наличии электролита образуют гальванические пары как друг с другом, так и между структурными составляющими чугуна - перлитом, графитом, фосфидной эвтектикой, а внутри перлита между цементитом и ферритом. Кроме того, вследствие неравномерности температуры образуются анодные участки в областях с более высокой температурой. Точно так же анодный участок появляется в областях с более интенсивным облучением.

Сжигание в цилиндрах дизелей топлив с повышенным содержанием серы увеличивает интенсивность изнашивания поршневых колец и цилиндровых втулок в 3...4 раза и более. Сера сгорает, образуя S0₂ , и только около 7% ее идет на образование S0₃ в результате каталитического окисления S0₂ . Серный ангидрид SO₄ с водяными парами продуктов сгорания образует серную кислоту. Влияние серы на коррозию связано с явлением конденсации H₂ S0₄ . Температура конденсации двухкомпонентной смеси Н₃ 0 и H₂ SO₄ значительно выше, чем температура конденсации чистого водяного пара, поэтому в конденсат начинает выпадать концентрированная серная кислота. Для конденсации серной кислоты из продуктов сгорания на стенки цилиндра необходимо, чтобы температура точки росы двухкомпонентной смеси Н₂ 0 и H₂ SO₄ превышала температуру рабочей поверхности втулки. Такие условия существуют. Так, при содержании в дизельном топливе 0,9% S, давлении вспышки 6 МПа и коэффициенте избытка воздуха 2 температура точки росы смеси при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ) составляет 245°С, а в среднем положении поршня 215°С. Между тем в ряде судовых двухтактных дизелей температура стенки цилиндровой втулки при положении поршня в ВМТ 130...140°С В таких двигателях можно ожидать примерно одинакового износа на всей верхней рабочей половине втулки. При более высокой тепловой нагрузке, когда температура рабочей поверхности в верхней части втулки превышает 200°С, наибольшему коррозионному воздействию будет подвергаться средняя часть втулки - район выпускных и продувочных окон. Эпюра износа будет иметь бочкообразный характер.

Некоторого снижения интенсивности изнашивания можно достигнуть повышением температуры стенок за счет регулирования количества охлаждающей воды, но кардинальным решением является нейтрализация выпавших на стенки кислот с помощью щелочных добавок в смазочное масло. Имеется ряд эмульсионных цилиндровых масел, снижающих интенсивность изнашивания цилиндро-поршневой группы при работе двигателя на сернистом топливе, но применение некоторых из них сопровождается повышением корродирующей способности картерного масла по отношению к антифрикционному металлу подшипников вследствие попадания в картер цилиндрового масла.

Коррозионные процессы между неподвижными поверхностями изучать легче, чем между подвижными поверхностями, где процессы трения осложняются явлением коррозии и порой могут привести к неожиданным результатам. Известно, например, что хром благороднее чугуна, хотя это может быть не во всех случаях. Ван-дер-Хорст испытывал двухцилиндровый двухтактный с прямоточной продувкой дизель с диаметром цилиндра 190 мм, мощностью 74 кВт на топливе, содержащем 2,5% серы, смазочное масло дистиллатное, конечная температура охлаждающей воды 65°С, цилиндр с хромовым покрытием, поршневые кольца чугунные. Поршень электрически изолирован от штока, поршень и цилиндр присоединены к катодному осциллографу [5].

После работы двигателя в течение 30 мин на холостом ходу наблюдалась незначительная разность потенциалов. Это означало, что в пространстве между цилиндром и поршневыми кольцами не было электролита и непосредственного контакта. При работе двигателя под нагрузкой 54 кВт в течение 40 мин потенциал цилиндра был на 300 мВ положительное потенциала поршня, что объясняется присутствием между поверхностями трения электролита высокой электрической проводимости и пребыванием хрома в состоянии пассивности. Еще через 15 мин началось разблагораживание электродного потенциала цилиндра при положении поршня в ВМТ. Через 1 ч установилось состояние, сохранившееся стабильным до конца 40-часового испытания, а именно: верхняя часть поверхности цилиндра высотой около 60 мм обладала потенциалом на 40 мВ отрицательнее потенциала поршня; потенциал следующих 60 мм высоты оказался положительное потенциала поршня; в нижней части цилиндра не наблюдалось сколько-нибудь существенной разницы потенциалов.

Коррозионный фактор может стать составной частью процесса изнашивания двигателей внутреннего сгорания, независимо от рабочего процесса в них. Так, при сгорании бензина помимо водяных паров образуются двуокись углерода, небольшое количество окислов серы из органических сернистых соединений в составе топлива, окись азота в весьма малых количествах (результ