СТАТТЯ № 174 | Як продукти корозії прискорюють тертя та зношування в опорах з нержавіючої сталі
СТАТТЯ № 174 | Як продукти корозії прискорюють тертя та зношування в опорах з нержавіючої сталі
Нержавіюча сталь обрана дляфрикційна опора для вікнасаме тому, що вона стійка до корозії. Шар оксиду хрому, що спонтанно утворюється на її поверхні, захищає нижній метал від окислення, яке швидко руйнує звичайну сталь. Однак нержавіюча сталь не застрахована від корозії, і коли вона кородує, продукти цієї корозії стають агентами прискореного зносу. Самі речовини, які сигналізують про початок корозії — шорсткі, знебарвлені плями на рейці, помаранчеві плями навколо головок заклепок — не є пасивними індикаторами пошкодження. Вони є активними учасниками циклу самопідсилення, який збільшує тертя, концентрує напругу та поступово руйнує точні поверхні, від яких залежить стійка.
Що насправді являють собою продукти корозії
Продукти корозії нафрикційна опора для вікнане є просто іржею, хоча можуть бути на неї схожими. На нержавіючій сталі найпоширенішим продуктом корозії є оксид заліза, який утворюється, коли захисний шар оксиду хрому порушується, а залізо в сплаві реагує з киснем і вологою. У прибережних середовищах або середовищах з антіожеледною сіллю іони хлориду атакують пасивний шар і утворюють хлориди заліза, які гідролізуються на соляну кислоту та оксиди заліза. Отримані продукти корозії є хімічно складними, фізично шорсткими та об'ємно значними. Вони займають у шість-десять разів більший об'єм, ніж метал, з якого вони утворилися. Це розширення є критично важливим фактом. Крихітна ямка на поверхні колії, невидима для звичайного огляду, утворює наліт продукту корозії, який виступає на поверхні, створюючи перешкоду, яку ковзний башмак повинен долати з кожним циклом.
Як продукти корозії збільшують тертя
Слідфрикційна опора для вікнаспирається на гладку поверхню для підтримки постійного, передбачуваного тертя. Ковзний черевик з його фрикційною накладкою призначений для руху по полірованій поверхні нержавіючої сталі зі специфічною шорсткістю, яка зазвичай вимірюється частками мікрона. Продукти корозії порушують цю поверхню двома способами. По-перше, вони фізично шорсткі — зерниста, кристалічна структура оксидів заліза створює текстуру поверхні, набагато грубішу, ніж інженерне покриття доріжки. Фрикційна накладка, призначена для ковзання по полірованій сталі, тепер ковзає по поверхні, що нагадує дрібний наждачний папір. Коефіцієнт тертя зростає, іноді різко, і плавний, контрольований опір, який характеризує здорове ковзання, перетворюється на уривчастий, непередбачуваний рух. По-друге, продукти корозії є крихкими — вони кришаться та ламаються під тиском черевика, що проходить, утворюючи пухкі, тверді частинки, які діють як шліфувальна суміш між накладкою та доріжкою.
Цикл стирання третього тіла
Пухі частинки, що утворюються внаслідок руйнування продуктів корозії, перетворюються на абразиви третього тіла вфрикційна опора для вікнамеханізм. Ці частинки, що складаються з твердих оксидів заліза, затримуються між фрикційною накладкою та доріжкою. Деякі вбудовуються в м’якшу з двох поверхонь, зазвичай у полімерну або композитну фрикційну накладку. Після вбудовування вони діють як мікроріжучі інструменти, надрізаючи доріжку з кожним проходом. Інші котяться між поверхнями, створюючи заглиблення, які стають місцями початку подальшої корозії. Процес самопідсилюється. Корозія робить поверхню шорсткою, що збільшує тертя, що, своєю чергою, генерує більше сміття, що прискорює знос, оголюючи свіжий метал, який ще більше кородує. Цей позитивний зворотний зв’язок може зруйнувати фрикційну опору за частку часу, який знадобився б лише для механічного зносу.
Щілинна корозія в місцях заклепкових з'єднань
Заклепкові з'єднанняфрикційна опора для вікнаособливо вразливі до форми корозії, яка безпосередньо порушує структурну цілісність вузла. Щілинна корозія виникає у вузькому зазорі між стрижнем заклепки та стінкою отвору, де кисень швидко виснажується, а місцева хімія стає кислою. Продукти корозії, що утворюються в цій щілині, стримуються навколишнім металом. Розширюючись, вони створюють розклинюючу силу, яка може фізично відштовхнути головку заклепки від поверхні або розділити шари металу, які заклепка повинна скріплювати разом. Це не знос у звичайному розумінні. Це корозія, яка діє як механічний домкрат, послаблюючи з'єднання зсередини. Утворений люфт у заклепковому з'єднанні потім прискорює процеси механічного зношування, описані вище, посилюючи пошкодження.
Гальванічне прискорення
Бюджетфрикційна опора для вікнаУ конструкціях іноді використовуються заклепки з нержавіючої сталі іншої марки, ніж важелі та напрямна. Коли дві нержавіючі сталі з різним електрохімічним потенціалом контактують у присутності вологи, утворюється гальванічний елемент. Менш благородний метал кородує переважно. Продукти корозії внаслідок цієї гальванічної дії накопичуються саме в найбільш напружених точках збірки — заклепкових з'єднаннях, — де вони діють як абразивні забруднювачі та як розширювальні клини. Гальванічний ефект особливо агресивний у прибережних середовищах, де електролітом є концентрований розчин солі. Опора, яка б належним чином працювала у внутрішній установці, може вийти з ладу протягом двох-трьох років, якщо її встановити в межах видимості океану.
Профілактика шляхом вибору матеріалів
Запобігання зносу, прискореному корозією, вфрикційна опора для вікнапочинається з вибору матеріалу. Нержавіюча сталь марки 316 морського класу з вмістом молібдену від 2 до 2,5 відсотка забезпечує значно кращу стійкість до точкової та щілинної корозії, ніж стандартна сталь марки 304. Для прибережних споруд, використання сталі марки 316 для всіх компонентів – напрямних, кронштейнів, заклепок та кріплень – усуває гальванічні пари, які призводять до прискореної корозії. Додаткові витрати на матеріали є незначними порівняно з вартістю заміни несправної опори на прибережній території, де доступ може вимагати використання риштувань, а фурнітура для заміни вікна повинна бути морського класу. Пасивація всіх компонентів з нержавіючої сталі після виготовлення видаляє поверхневе забруднення залізом та покращує формування захисного шару оксиду хрому.
Технічне обслуговування в агресивних середовищах
Дляфрикційна опора для вікнаУ середовищах, де ризик корозії неможливо усунути лише вибором матеріалів, основним захистом стає технічне обслуговування. Регулярне очищення прісною водою видаляє відкладення хлоридів, перш ніж вони можуть концентруватися та ініціювати точкове утворення. Легке нанесення мастила, що інгібує корозію, створює бар'єрну плівку, яка запобігає потраплянню вологи на поверхню колії та заклепальні з'єднання. Перевірка з інтервалом, що відповідає рівню впливу — щокварталу для суворих морських середовищ, щорічно для менш агресивних умов — дозволяє раннє виявлення продуктів корозії, перш ніж вони встигнуть ініціювати цикл абразивного зношування. У разі виявлення продуктів корозії їх слід видалити засобом для чищення нержавіючої сталі та м'якою щіткою, але ніколи не сталевою ватою або абразивними губками, які можуть вбудувати частинки заліза та створити нові осередки корозії. Мета технічного обслуговування в агресивних середовищах проста: перервати цикл, перш ніж він почнеться.
Висновок
Продукти корозії, що утворюються нафрикційна опора для вікнане є пасивним свідченням косметичної проблеми. Вони є активними агентами механічного руйнування. Вони роблять поверхню прецизійної колії шорсткою. Вони генерують абразивні частинки, які прискорюють знос. Вони розширюються в щілинах заклепок і послаблюють структурні з'єднання. Вони створюють гальванічні елементи, які концентрують корозію в найбільш вразливих точках. Опора з видимою корозією не потребує очищення. Це опора, яка вступила в цикл самоприскорюючої деградації, який одне лише очищення може не зупинити. Розуміння продуктів корозії як активних агентів зносу, а не пасивних симптомів, змінює те, як розробники проектів вибирають матеріали, як монтажники готуються до навколишнього середовища та як команди з технічного обслуговування реагують на перші ознаки іржі на фурнітурі з нержавіючої сталі.
