Виды абразивного изнашивания

Железо широко используется в различных сферах деятельности человека. Даже с появлением других конструкционных материалов, оно не утратило актуальности и востребованности в промышленности, строительстве и других отраслях. Но негативные факторы внешней среды, агрессивные среды могут влиять на состояние металлоконструкций. Это обуславливает необходимость поиска решений, обеспечивающих надежную защиту металла от разрушений,  абразивного износа и появления коррозии.

Абразивный износ

Такое изнашивание материала связано с воздействием на поверхность твердых частиц, которые режут и царапают поверхность. Это приводит к тому, что металлические конструкции утрачивают свои эксплуатационные свойства. Первоначальным видом абразивного износа является образование на поверхности металла насечек и царапин. Постепенно расширяется пространство между зоной контакта элементов, появляются шумы в работе оборудования, вибрации.

Абразивный износ возникает из-за:

• Качения.
• Скольжения.
• Соударения.

Деформации подвергаются конструкции с более мягкой структурой. На них остаются вмятины, царапины и риски. Мелкофракционные частицы, находящиеся в воздухе, смазочных материалах, также способствуют абразивному изнашиванию.

Разновидности абразивного износа

Абразивный износ делится на такие виды, в зависимости от причины возникновения:

• От ударов;
• От трения;
• От воздействия газа или жидкости.

Твердые частицы оставляют на поверхности небольшие вмятины, минеральные вещества с острыми краями – следы резания. При воздействии других факторов на поверхности остаются канавки или лунки. В некоторых случаях под действием других абразивных веществ шероховатость может сглаживаться.

От уровня однородности зависит сопротивляемость материала коррозии. Чем он однороднее, тем более устойчив к ржавчине. В качестве электролита, собирающего влагу на поверхности металлоконструкция, выступают различные загрязнения, неровности, шероховатости и потертости. Они приводят к развитию коррозии, которая усиливается при высокой температуре среды, запыленности, влажности, наличии агрессивных веществ в воздухе.

Для определения способов защиты металла, учитывают влажность среды и режим использования конструкций.

Скорость деформации металлической поверхности зависит и от направления атаки. Чем меньше угол атаки, тем менее интенсивны ударные импульсы, передаваемые поверхности от частицы. При повышении температуры окружающей среды и наличии в воздухе агрессивных веществ скорость разрушения увеличивается.  Повреждения в поверхностных слоях материала способствуют появлению напряжения, которые вызывают деформации в виде трещин и коррозии.

Износ под воздействием жидких веществ

В топливном, насосном, водопроводном оборудование износ металла обусловлен качеством и составами используемых жидкостей. В воде, нефти, смазочных составах, топливе, тормозных и других жидкостях содержаться мелкофракционные частицы  кварца, обломков минеральных пород, окислы металлов, соли калия и кальция, песок и т.д. При перемещении жидкостей они способствуют абразивному износу транспортных коммуникаций.

Защита от абразивного износа

Абразивное изнашивание – самый быстрый процесс, способствующий разрушению металла. Для защиты узлов и механизмов оборудования, уменьшения скорости разрушения используют:

• Рабочие поверхности с твердостью, в 1,3 раза превышающей твердость абразивов.
• Гальванические покрытия  для металла из хрома и никеля.
• Анодирование, обеспечивающее образование слоя твердой окиси.
• Насыщение поверхностных слоев металла азотом.
• Обработку материалов составами на основе полиуретана.

Для металлических элементов, на которые воздействуют высокие механические нагрузки, используют полиуретановую футеровку. Преимущества технологии:

• Широкий спектр применения для материалов с различной твердостью.
• Температурный режим эксплуатации от +70 до +120°C.
• Стойкость  к действию абразивов выше, чем у стали.
• Эластичность.
• Устойчивость к химическим воздействиям.

Для защиты поверхностей от коррозии используют органические лакокрасочные составы, покрытие металлов цинком, алюминием, кадмием, электрохимическую, протекторную, анодную, катодную и другие виды защиты.