Файл: Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. Технологические основы повышения надежности машин.pdf

ры детали получают пропорциональные приращения от повыше­ ния температуры, и форма детали не искажается. Деформация происходит тогда, когда материал детали неоднороден, когда температура отдельных мест неодинакова или когда к детали приложена механическая нагрузка.

При сопряжении разнородных материалов, например пласт­ масс и металлов, компенсировать температурную деформацию можно путем подбора материалов и размеров деталей механиз­ ма. Предельно допустимые температуры пластмасс при таких условиях могут достигать величин, указанных в табл. 9.

Коэффициент линейного расширения пластмасс отличается от коэффициентов линейного расширения металлов и сплавов. Коэффициент линейного расширения металлов, применяемых совместно с пластмассами, примерно на один порядок меньше. Таким образом, различие в свойствах металлов и пластмасс при изменении температуры приводит к образованию зазоров меж­ ду этими материалами. Зазоры способствуют проникновению влаги в опрессованные или герметизированные в пластмассу из­ делия.

Пластмассы выдерживают низкую температуру не разруша­ ясь, хотя их прочность на удар и разрыв с понижением темпера­ туры понижается. Морозостойкость пластиков на основе поли­ хлорвинила и сополимеров хлорвинила с винилацетатом нахо­ дится в пределах от —15 до —50° С и зависит от типа и количе­ ства введенного пластификатора. Морозостойкость полиэтилена

дневная жара сменяется ночными заморозками). При резких ко­ лебаниях температуры на поверхности аппаратуры механизмов и ее внутренних частях конденсируется влага, которая адсорби­ руется через микрокапилляры и проникает в зазоры между де­ талями. При низкой температуре вода, заполняющая трещины, поры и зазоры, замерзает и, расширяясь, вызывает дальнейшее увеличение пор, трещин, зазоров. Низкая температура, как пра­ вило, увеличивает пусковые моменты машин вследствие загустевания смазки. Механизмы могут заклиниваться от изменения зазоров между деталями, материалы которых имеют различные коэффициенты линейного расширения.

Способность пластмасс длительно выдерживать статические нагрузки зависит от температуры материала. Разрушение мате­ риала происходит постепенно, в течение всего времени действия приложенной силы, причем определяющим фактором является тепловое движение частиц материала.

Влажность резко ухудшает теплоизоляционные свойства ма­ териала. Вода, проникая в материал, вытесняет воздух из пор и ячеек. Коэффициент теплопроводности воды в 2,5 раза больше коэффициента теплопроводности воздуха, поэтому даже неболь­ шое увлажнение материала вызывает резкое увеличение коэф­ фициента его теплопроводности.

Вред, причиняемый коррозией металла, определяется не только потерями металла и снижением механической прочности конструкций, но и уменьшением точности и сокращением сроков работы механизмов. Продукты коррозии загрязняют детали, сни­ жают механические характеристики и портят внешний вид ма­ шин.

На механизм разрушения деталей оборудования, установ­ ленного на открытом воздухе, влияет ряд факторов, зависящих от атмосферных осадков (дождь, снег, вихревые влажные пото­ ки воздуха), ударного их действия, загрязнения атмосферы, раз­ ности электрохимических потенциалов примененных металлов.

Существует некоторая критическая относительная влажность воздуха, выше которой при прочих равных условиях наступает резкое возрастание коррозии металла. Критическая относитель­ ная влажность, по некоторым данным, для стали находится в пределах 65—70%.

При влажности выше 70% конденсирующаяся на поверхности металла влага начинает создавать адсорбционную пленку, ко­ торая играет роль растворителя агрессивных агентов среды; в то же время при влажности выше критической начинается разру­ шение оксидной пленки, покрывающей металл.

Коррозия в атмосферных условиях интенсивно начинается при влажности, близкой к 100%, когда происходит конденсация водяных паров. Коррозия металлических деталей развивается более интенсивно, когда внутри изделия накапливаются газооб­ разные вещества, получающиеся в результате окислительного

процесса высокомолекулярных смол или высыхания лакокрасоч­

втабл. 10.

Скоррозией в водных средах приходится встречаться реже, чем с атмосферной коррозией. Только некоторые специализиро­ ванные машины эксплуатируются в водной среде или охлажда­ ются водой. Чаще в процессе эксплуатации машины подвергают-, ся кратковременным погружениям в воду. Наиболее тяжелые условия при такого рода погружениях возникают тогда, когда температура изделия значительно выше температуры воды. Ско­ рость коррозии в водных средах зависит от материала, состава

ифизических свойств воды, растительных и животных организ­

мов, всегда имеющихся в воде, ее подвижности, периодического или постоянного смачивания изделия и других факторов второ­ степенного значения. При температуре воды, близкой к нормаль­ ной, коррозия железа в пресной воде определяется концентраци­ ей растворенного в ней кислорода. Чтобы понизить агрессивность применяемой для охлаждения воды, ее предварительно пропус­ кают через железо, реагирующее с растворенным в ней кислоро­ дом. Если в воде имеются бактерии, восстанавливающие серно­ кислые соли, то железо может корродировать и при отсутствии кислорода. Такие бактерии часто встречаются в глубоких колод­ цах, в почве и в морской воде. В хлорированной воде бактерии не размножаются. Многие бактерии, грибки, образующие слизь, и водоросли способствуют коррозии металлов путем образова­ ния пленки, состоящей из самих организмов и продуктов их жиз­ недеятельности:

Среднюю скорость коррозии стального листа, погруженного

ввертикальном положении в морскую воду, можно считать рав­ ной примерно 25 мг/дм2-сутки.

Взоне прилива и отлива, т. е. при переменном погружении

вморскую воду, скорость коррозии стали зависит от температу­ ры: в условиях умеренного климата скорость коррозии в 2 раза больше, а в условиях тропического климата в 4 раза больше, чем при полном погружении.

Среди сортов латуни лучшие характеристики в условиях пол­

ного погружения в морскую воду имеют сплавы, содержащие от 65 до 85% меди. Сплавы меди с оловом хорошо сопротивля­ ются коррозии в морской воде. В сплавах меди с никелем стой­ кость против коррозии возрастает. Титан является наиболее стой­ ким из всех материалов к действию соленой воды и морской ат­ мосферы.

Морская вода обладает хорошей электропроводностью. По­ этому при сочетании разных металлов и сплавов, подвергающих­ ся действию морской воды, приходится учитывать повреждения от гальванической коррозии. Кальций, магний и стронций, при-