Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Интенсивность отказов некоторых типовых узлов и деталей 1 страница




 

Деталь или узел Интенсивность отказов l . 106, ч-1
Шестерня 0,12
Пружина 0,22
Узел подшипника качения 0,80
Корпус аппарата с мешалкой 1,10
Теплообменник 15,0

 

Значения интенсивности отказов, приведенные в табл.1.1, являются средними для предприятий нефтепереработки и нефтехимии и зависят от условий эксплуатации.

Интенсивность отказов всего аппарата является суммой интенсивностей отказов отдельных узлов. Аналогично, интенсивность отказов узла является суммой интенсивностей отказов деталей:

l = l1 + l2 +... = åli (1.9)

Вероятность безотказной работы аппарата или узла определяется по формуле:

P(t) = exp (-åli t) (1.10)

Статистический анализ надежности нефтехимического оборудования показывает, что 90% его работает надежно, а 10% является малонадежным и имеет среднюю наработку на отказ менее 300 ч. К малонадежному оборудованию относятся следующие аппараты: теплообменники всех типов - 35,8%; аппараты с мешалками - 25,9%; емкостные аппараты - 16,4%; фильтры всех типов - 8,7%; колонны - 4,2%; сушилки всех типов - 3,5%; прочее оборудование- 5,5%. В процентах выражена доля данного типа оборудования в общем объеме малонадежного оборудования.

Из приведенных данных следует, что 60% всего малонадежного оборудования составляют теплообменники и аппараты с мешалками. Для этой группы аппаратов характерны следующие причины отказов: коррозионный износ - 64,2%; прогары корпуса - 1,7%; закупорка труб - 3,2%; разрушение плакирующего слоя - 6,0%; поломка деталей аппарата - 11,6%; износ деталей привода - 6,2%; износ сальников - 5,5%; износ подшипниковых узлов - 5,5%.

Таким образом наиболее частая причина отказов нефтезаводского оборудования - коррозионный износ.

 

1.4. Основные виды износа

Уменьшение надежности и снижение долговечности оборудования объясняется ухудшением его состояния и наступает в результате физического или морального износа.

Под физическим износом понимают изменение формы, размеров, целостности и физико-механических свойств деталей и узлов, устанавливаемое визуально или путем измерений и анализов.

Моральный износ определяется отставанием его технического и конструктивного состояния от уровня передовой техники. При установлении величины морального износа обычно исходят из сравнений некоторых характеристик данного оборудования (производительность, качество выпускаемой продукции и коэффициента полезного действия и т. д.) и его образца, соответствующего лучшим мировым достижениям на данной стадии производства. Так как нет единых норм отбраковки морально устаревшего оборудования, то при решении данного вопроса в каждом отдельном случае необходим индивидуальный подход в зависимости от конкретных условий.

Наличие и величина физического износа определится путем осмотров и замеров, путем установления предельно допустимы величин (нормы) износа. Если эти нормы превышены, то это указывает на невозможность дальнейшей эксплуатации оборудования или его элементов без соответствующего восстановления надежности.

Различают следующие виды физического износа: механический, коррозионный и тепловой. В некоторых случаях они проявляются обособленно, но на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии наиболее часто приходится сталкиваться с их совместным проявлением.

Механический износ может выражаться в поломке, поверхностном изнашивании и снижении механических свойств рассматриваемой детали.

Полная поломка детали или появление на ней трещины является результатом превышения допустимых нагрузок (обычно в местах концентрации напряжений или в сечениях, ослабленных другими видами износа); в несоблюдении технологии изготовления оборудования (некачественное литье, сварка, поковка и т. д.).

Поверхностный износ неизбежен при любых условиях эксплуатации деталей, соприкасающихся с другими деталями или средами. Характер и величина износа зависит от физико-механических свойств трущихся деталей, удельной нагрузки, испытываемых деталями друг от друга, от абразивного стачивания поверхности детали твердыми примесями, содержащимися в технологическом потоке, либо потоками, обладающими большой кинетической энергией.

Износ трением представляет собой постепенное разрушение поверхности материала, которое сопровождается отделением частиц от поверхности трущихся тел, переносом частиц одного тела на поверхность сопряженного тела, изменением геометрической формы трущихся поверхностей и свойств поверхностных слоев материала. Трущиеся поверхности при любом качестве их обработки имеют определенную шероховатость в виде выемок и бугорков относительно какой-то средней поверхности. При взаимном движении этих поверхностей бугорки деформируются, заполняют расположенные рядом на поверхности выемки, происходит постепенная приработка трущихся поверхностей и износ прекратится. Именно поэтому очень важно соблюдать установленный режим обкатки нового оборудования, который обычно предусматривает равномерное и постепенное увеличение нагрузки на трущиеся детали.

При трении происходит нагревание трущихся поверхностей. В результате этого аморфные слои приработанных поверхностей размягчаются, переносятся трущимися поверхностями на определенные расстояния и, попав во впадины, затвердевают.

Если истирание сопровождается вырыванием значительного количества металла с поверхности одной из сопряженных деталей или появлением постороннего металла на поверхности другой, то происходит так называемое задирание. В результате задирания на поверхностях образуются довольно глубокие канавки, что приводит к очень быстрому выходу трущихся поверхностей из строя.

Абразивное истирание. Кроме твердых частиц, образующихся при истирании, на трущиеся поверхности могут заноситься из окружающей среды или со смазкой мелкие частицы в виде пыли, песка, окалины, нагара. Абразивная частица под влиянием давления, действующего на контактные поверхности, вминается в более мягкую поверхность и удерживается на ней прочно, а истиранию будет подвергаться поверхность более твердой детали.

Частое изменение направления и величины нагрузки на трущиеся поверхности приводит к усталости металла, в результате с трущихся поверхностей отслаиваются отдельные частицы. Такой износ называют усталостным выкрашиванием.

Выкрашивание усиливается при наличии обильной смазки, которая под давлением внедряется в микроскопические щели на поверхности трения и разрушает их.

 

1.4.1. Эрозионный износ

Многие среды, с которыми соприкасаются детали оборудования, содержат твердые частицы (например, соли, песок, кокс в потоках нефти и нефтепродукты и др.). Твердые вещества, движущиеся относительно детали, в местах соприкосновения с поверхностью подвергают ее абразивному истиранию или стачиванию. Такой износ носит название эрозионного. Эрозионный износ наблюдается также при сильных и продолжительных ударах о поверхность жидких и паровых струй, не содержащих абразивные включения. Следовательно, под эрозионным износом следует понимать разрушение поверхности детали, происходящее под действием трения и удара.

Величина эрозионного износа зависит от физико-механических свойств поверхности детали и среды, удельного давления на поверхность контакта или силы удара, относительной скорости движения среды и поверхности детали, а также размера твердых частиц.

 

1.4.2. Усталостный износ

Часты случаи, когда деталь или несколько деталей, подвергаются длительное временя переменным нагрузкам, ломаются при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности материала детали. Такое разрушение детали называют усталостным износом.

Под действием переменных напряжений на поверхности детали возникает трещина, которая постепенно распространяется вглубь, что приводит к уменьшению фактического поперечного сечения детали. Разрушение наступает тогда, когда площадь поперечного сечения детали окажется недостаточной, чтобы обеспечить прочное сопротивление приложенным нагрузкам.

Усталостные трещины при переменных по величине и направлению нагрузках возникают в тех местах, где концентрируются напряжения. Местные напряжения обычно охватывают очень небольшой объем детали, за пределами которого они быстро уменьшаются до величины общих напряжений.

Концентрациям напряжений благоприятствуют резкие изменения формы детали, наличие на деталях надрезов, выточек, а также поврежденных или плохо обработанных поверхностей, нарушение сплошности материала (пустоты, трещины, газовые и шлаковые раковины, инородные включения).

 

1.4.3. Тепловой износ

Значительная частьоборудования нефтехимзаводов работают при высоких температурах и, находясь в напряженном состоянии, стальная конструкция с течением времени подвергается ползучести и релаксации, возможно нарушению структуры металла.

Явление ползучести заключается в медленной пластической деформации конструктивного элемента под действием неизменной нагрузки. При больших напряжениях деформации могут возрастать до тех пор, пока изделие не разрушится. Углеродистые стали подвержены ползучести при температурах выше 375оС, легированные - при температурах выше 420оС.

Под релаксацией понимается самопроизвольное снижение напряжения в детали при неизменной величине ее деформации. Сущность релаксации заключается в том, что под действием высокой температуры упругие деформации, возникающие в детали в начальной стадии, постепенно переходят в пластические. Особенно чувствительны к релаксации детали, находящиеся в сильно нагруженном состоянии (например, болты, шпильки, пружины предохранительных клапанов и др.). Релаксация может привести к разгерметизации оборудования и аварии.

Нарушение стабильности структуры при высоких температурах обуславливается графитизацией, межкристаллитной коррозией.

Графитизация представляет собой разрушение карбида железа с образованием свободного графита, в результате чего снижается ударная вязкость металла. Графитизации подвержены серый чугун, углеродистые и молибденовые стали при температурах выше 500оС. Особенно интенсивно протекает этот процесс в зонах сварных швов и в паропроводах.

Длительная работа стальных деталей при температурах выше 500оС приводит к снижению ударной вязкости (тепловая хрупкость), обусловленной выделением из твердого раствора некоторых компонентов в мелкодисперсном состоянии.

Межкристаллитная коррозия распространяется по границам кристаллов или зерен. Этот тип коррозии опасен тем, что продукты коррозии остаются внутри металла, внешний вид которого не изменяется, а прочностные свойства металла резко снижаются.

 

1.4.4. Коррозионный износ

Коррозионный износ - наиболее распространенный вид износа оборудования нефтехимзаводов.

Коррозией называют процесс разрушения поверхности металла при химическом или электрохимическом взаимодействии с окружающей средой.

Коррозия бывает сплошной, местной, межкристаллитной и селективной. По степени равномерности коррозионного разрушения поверхностного слоя различают сплошной (по всей поверхности металла) и местной (в виде отдельных язвин, пятен, сквозных отверстий, трещин). При местной коррозии образуются кратеры и углубления, которые могут привести к образованию сквозных отверстий.

Межкристаллитная коррозия - разрушение металлов по границам зерен, наиболее часто встречающийся у деталей, изготовленных из хромоникелевых аустенитных сталей. При температуре 400 - 800оС по границам зерен металла выпадают карбиды хрома, в результате эти участки обедняются хромом и теряют коррозионную стойкость. Ослабление связи между кристаллами способствуют распространению коррозии с поверхностных слоев вглубь, что приводит к снижению механических свойств стали, особенно ударной вязкости (сталь становится хрупкой).

Селективная коррозия заключается в разрушении одной или одновременно нескольких структурных составляющих металла и по механизму действия различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия - разъедание металла химически активными веществами (кислотами, щелочами, солевыми растворами и т. д.).

Электрохимическая коррозия протекает в водных растворах электролитов, в среде влажных газов и щелочей под действием электрического тока. Электролитом является среда, омывающая поверхность детали. При электрохимической коррозии ионы металла переходят в раствор электролита.

При высоких температурах и давлениях водорода в стенках аппаратов наблюдается водородная коррозия. Она проявляется в виде отдулин и расслоений на различной глубине поверхностного слоя корпусов аппаратов, труб и других деталей. Механизм коррозионного действия водорода на металл представляется следующим: атомы водорода диффундируют в металл, концентрируются в имеющихся раковинах и образуют молекулы, что приводит к увеличению объема. Создаваемое при этом давление расслаивает лист и может привести к появлению трещин.

В металл может проникать водород, выделяющийся при растворении металла в кислотах. При температуре 400оС он взаимодействует с углеродом стали по границам зерен, а образующийся метан и растворенный водород вызывает дополнительные внутренние напряжения, которые приводят к появлению на границах зерен металла микро- и макротрещин.

Подземная (почвенная) коррозия является результатом воздействия почвы на металл. Наиболее активна почва на уровне грунтовых вод, особенно если в них содержатся соли, сообщающие среде электропроводность а влажный грунт играет роль неподвижного электролита.

Особенно существенно возрастает интенсивность подземной коррозии при наличии постоянных блуждающих токов (токов, ответвляющихся от различных электрических источников и проникающих в грунт и подземные сооружения).

Разновидностью почвенной коррозии является микробиологическая (биокоррозия), вызываемая микроорганизмами, находящимися в земляном грунте, в канавах, в морском и речном иле.

Наружные поверхности оборудования, трубопроводов, металлоконструкций подвержены атмосферной коррозии, т. е. коррозии, протекающей в атмосферных условиях в присутствии избыточного количества кислорода при попеременном действии на металл влаги и сухого воздуха. Содержащиеся в окружающем воздухе сернистый и серный ангидриды, сероводород в присутствии влаги образуют кислоты, которые разрушают имеющиеся на металлах естественные защитные пленки и облегчают дальнейшее коррозионное разрушение.

 

1.4.5. Особенности износа оборудования

Оборудование химических и нефтехимических заводов подвергается чаще всего одновременно несколькими видами износа, например механическому и коррозионному.

Многообразие аппаратов, различный характер процессов, протекающих в них, большое число газообразных, жидких и твердых сред определяют особенность физического износа технологических установок. Основными факторами, определяющими коррозионное разрушение, являются химические свойства и физическое состояние среды. В технологических потоках часто встречаются вещества (сернистые соединения, хлор и хлористый водород, окислы азота, различные кислоты и др.), обладающих сильными агрессивными свойствами. Многие технологические процессы переработки нефти проводят при высоких давлениях и температурах. В этих условиях коррозионную активность могут приобрести вещества, в обычном состоянии не действующие на металлы и их сплавы.

В нефти содержатся сернистые соединения, соли буровых вод и нафтеновые кислоты, которые вызывают довольно интенсивную коррозию оборудования. Кроме того, при переработке нефтяных дистиллятов в систему вводят различные кислоты, щелочи и катализаторы, которые или сами разрушают металл, или в виде агрессивных комплексов с углеводородами.

Многие нефти включают буровые воды с растворенными в них солями сильных и слабых кислот, из которых наиболее опасны хлориды магния и кальция. Эти соли легко гидролизуются при температуре выше 100оС, выделяющийся при этом хлористый водород во влажной среде образует разбавленную соляную кислоту.

В результате образования соляной кислоты при первичной переработке нефти выходят из строя, например, верхние пояса ректификационных колонн, конденсационно-холодильное оборудование и системы орошения, изготовленные из углеродистой хромистой стали, серого чугуна, меди и др. Наиболее стойки в такой среде хромоникелевые стали, кремнистый чугун, некоторые медноникелевые сплавы.

На предприятиях нефтепереработки и нефтехимии широко применяется серная кислота. Характер коррозии металла в присутствии концентрированной и разбавленной кислот различен. Концентрированная кислота (концентрация более 80%) не вызывает существенного разрушения даже углеродистых сталей. С понижением концентрации серной кислоты ее агрессивность возрастает.

Сильно разрушается оборудование под действием фосфорной кислоты, стойкость к которой проявляют лишь некоторые медноникелевые и хромоникельмолибденовые сплавы.

Оборудование, изготовленное из углеродистых и низколегированных сталей, а также серого чугуна подвергается коррозии в средах, содержащих хлористый алюминий, двухлористую серу, азотную кислоту и др.

Характер механического износа оборудования определяется также работой трущихся деталей при высоких или очень низких температурах, а также возможностью коррозионного разрушения трущихся деталей. Одновременное действие коррозионного и механического износа приводит к ускоренному выходу оборудования из строя.

 

1.5. Способы контроля и измерения величины износа

Для оценки коррозионного разрушения применяют качественный и количественный методы.

Качественный метод заключатся в визуальном осмотре и рассмотрении образца под микроскопом с целью проверки состояния поверхности, обнаружения продуктов коррозии на этих поверхностях, установления изменения окраски и физико-химических свойств среды.

Количественные методы состоят в определении скорости коррозии и фактических механических характеристик металла. Скорость коррозии оценивают весовым или объемным способом.

Величины потерь веса дают представление об общей коррозии, но не позволяют судить о степени межкристаллитной и избирательной коррозии. Анализируя продукты коррозии, можно установить количество металла, подвергшегося коррозии.

Коррозионная стойкость металлов и сплавов в соответствии с ГОСТ оценивается по десятибалльной и пятибалльной шкалам. В соответствии с десятибалльной шкалой по величине скорости коррозии (мм/год) металлы подразделяются на совершенно стойкие (< 0,001 мм/год), весьма стойкие (0,001 - 0,01 мм/год), стойкие (0,01 - 0,1 мм/год), понижено стойкие (0,1 - 1,0 мм/год), малостойкие (1,0 - 10,0 мм/год) и нестойкие (> 10,0 мм/год).

Характер коррозии и ее скорость определяют путем систематических осмотров и замеров, производимых в течение всего срока службы оборудования. Однако такие обследования бывают периодическими и требуют довольно частого отключения аппаратов, их подготовки и вскрытия, что уменьшает производительное время работы. Коррозионные свойства среды в различных участках можно установить путем непрерывного контроля с помощью зондов.

Принцип работы зонда основан на контроле изменения электрического сопротивления образцов, изготовленных из того же материала, что и исследуемое оборудование. Образец, имеющий определенные размеры и форму, помещают внутри аппарата на тех участках, где изучение характера коррозии металла или агрессивных свойств среды представляет наибольший интерес. Зондирование дает довольно точную картину коррозии оборудования.

В работе каждой трущейся пары более или менее четко выделяются три периода: приработка, нормальная работа и нарастающий износ. Повышение величины износа в период приработки объясняется сглаживанием неровностей сопрягаемых поверхностей до достижения стабильной шероховатости и постоянной площади контакта.

Период нормальной работы характеризуется сравнительно небольшой величиной и постоянной скоростью износа. Когда величина общего износа превышает определенное значение, наступает период сильно нарастающего износа, приводящего к полному разрушению трущейся пары.

Наиболее простой и распространенный метод определения величины износа - микрометраж, т. е. измерение фактических размеров деталей (диаметра, длины, толщины стенки, отклонения от прямолинейности и др.) и их сопоставление с первоначальными размерами, или непосредственное определение зазора, образовавшегося между сопряженными деталями.

Для микрометража применяются самые разнообразные инструменты: штангенциркули, микрометры, калибры (скобы), резьбовые калибры, шаблоны, зубомеры, щупы и т. д.

Для более точного определения суммарной величины износа пользуются методом взвешивания, заключающимся в определении потери веса образцом в результате износа. При этом методе необходимы тщательная очистка и промывка деталей и высокочувствительные весы.

В некоторых случаях, когда требуется контролировать износ оборудования в процессе его работы (на ходу), пользуются интегральным методом, предусматривающим определение количества стали или чугуна, перешедшего в смазочное масло в результате износа поверхности трения. Для этого из картера машины периодически берется проба масла на химической анализ. Этому методу аналогичен метод искусственных изотопов, обеспечивающий более высокую точность измерений. Изотопы, введенные в металл в процессе плавки, по мере износа детали переходят в смазочное масло, их количество в масле определяется специальным счетчиком.

Величину линейного износа на определенном участке поверхности детали удобно оценивать методом отпечатков. На исследуемой поверхности при помощи алмазной пирамиды делают отпечаток квадратного сечения. Методика нанесения отпечатка аналогична той, которой придерживаются при испытании металлов на твердость. По изменению размера диагонали отпечатка определяют остаточную глубину, а по ней - величину износа.

Кроме нормального износа, который характеризуется равномерностью и постепенным развитием и неизбежен при соблюдении всех условий эксплуатации, в практике нередки случаи так называемого катастрофического износа, протекающего весьма быстро, а иногда и мгновенно (поломка). Возможность катастрофического износа следует устанавливать как можно скорее, чтобы предотвратить аварии. Для этого пользуются всеми доступными способами внешнего осмотра и проверкой «на ощупь».

При внешнем осмотре проверяется правильность взаимного расположения деталей и узлов машины, состояние конструктивных элементов, плотность и прочность соединений, крепление к фундаменту и т. д. «На ощупь» определяется температура трущихся деталей и вибрация машины или отдельных ее узлов. Повышенная температура и недопустимая вибрация могут быть следствием усиленного износа.

Поломку движущихся деталей, а в некоторых случаях и наличие повышенного износа, легко установить по стуку или шуму на слух или с помощью специального слухового прибора (стетоскопа). О повреждении судят по изменению шума или равномерных стуков, характерного для исправной работы данного оборудования.

Трещины на поверхности обнаруживаются после тщательной ее зачистки путем визуального осмотра. Надежным является способ обмазки меловым раствором. Исследуемую поверхность смачивают керосином, затем вытирают насухо и наносят на нее растворенный в спирте мел. После испарения спирта на сухом меле отчетливо выступает керосин, вырисовывая контуры трещины.

При сквозной трещине керосином желательно смачивать одну поверхность, а обмазывать мелом противоположную поверхность детали. Влажные пятна на сухом меле выступают в течение времени, определяемом толщиной стенки детали и размерами трещины на ней.

Скрытые дефекты деталей (раковины, шлаковые включения, волосовины и др.) выявляются рентгеноскопическими, дефектоскопическими и электромагнитными методами.

 

1.6. Способы борьбы с износом

Каждый вид износа, его характер и величина зависят от свойств материалов и качества обработки поверхностей, конструктивных особенностей деталей и узлов, свойств среды, условий соприкосновения, характера взаимодействия трущихся деталей (относительная скорость движения, удельное давление), способа смазки и качества смазочного материала и др. Борьба с износом может быть успешной, если заведомо известны подлинные причины, вызывающие его. Существуют много способов борьбы с износом, наиболее из которых являются следующие: правильный выбор материала, термическая обработка деталей, поверхностное упрочнение деталей химико-термическими способами, конструктивные методы, электрохимическая защита и др.

Наиболее радикальным способом предупреждения интенсивного износа является правильный выбор материала и обеспечение требуемых физико-химических характеристик поверхности детали. Выбранный материал должен наилучшим образом отвечать условиям эксплуатации, т.е. обладать нужными механическими свойствами, иметь соответствующий химический состав и достаточную стойкость к коррозии в данной среде.

Для предотвращения преждевременного механического износа необходимо, чтобы трущиеся поверхности были твердыми и возможно более чисто обработанными.

Нужные свойства деталям и их поверхностям часто придают путем термической обработки.

Под термической обработкой понимают специальную тепловую обработку по определенному режиму, в результате которой изменяются физико-механические и физико-химические свойства стали.

Отжиг заключается в нагревании детали до высокой температуры, продолжительной выдержке в этих условиях и медленном охлаждении с заданной скоростью. Продолжительность выдержки приблизительно определяют из расчета 1 ч на каждые 25 мм толщины детали. Обычно до 430оС деталь охлаждается вместе с печью, затем - на воздухе. Отжиг стали позволяет изменить величину зерен и степень дисперсности фазы, получить равновесную (устойчивую) структуру. В результате отжига стали снижается ее твердость и повышается вязкость, снимаются остаточные внутренние напряжения в детали и т. д.

Нормализация стали отличается от отжига нагреванием до несколько более высокой температуры (на 20-30оС) и охлаждением детали на воздухе. При нормализации выравнивается структурная неоднородность детали, сталь приобретает мелкозернистую структуру.

Закалка применяется для повышения твердости стали, ее прочности, износоустойчивости и коррозионной стойкости, а также для изменения других свойств. После закалки вязкость стали уменьшается.

Процесс закалки представляет собой нагрев детали до аустенитного состояния стали, выдержку при этой температуре в течение некоторого времени и быстрое охлаждение; режим охлаждения регулируется температурой охлаждающей среды, в качестве которой используется вода, минеральные масла, водные растворы солей и воздух.

Поверхностная закалка, позволяет добиться высокой твердости, прочности и износоустойчивости поверхностного слоя, а также повышенной усталостной прочности стальных деталей. Отличие ее от обычной объемной закалки состоит в том, что деталь нагревается до температуры закалки и затем быстро охлаждается только поверхность детали на глубину закаливаемого слоя.

Чтобы предотвратить нагревание всей детали, поверхностный слой должен быть быстро нагрет и быстро охлажден. В зависимости от способа нагрева различают пламенную поверхностную закалку и поверхностную закалку токами высокой частоты.

При пламенной поверхностной закалке используют пламя газокислородных горелок. В зависимости от номера наконечника горелки и толщины закаливаемого слоя устанавливается соответствующая скорость движения газовой горелки и водяной трубки относительно детали. Горелка и водяная трубка находятся в одной оправе на определенном расстоянии друг от друга, что обеспечивает синхронное их движение.

При поверхностной закалке токами высокой частоты значительно уменьшается продолжительность процесса, повышается его производительность и улучшаются условия регулирования. Закаливаемую деталь помещают в индуктор, имеющий форму этой детали и представляющий собой спираль из медной трубки, по которой пропускают переменный ток большой силы и низкого напряжения. Под действием сильного переменного магнитного поля в детали возникают индуктивные вихревые токи, сосредотачивающиеся только на ее поверхности. Индикатор охлаждают водой, пропускаемой через медную трубку.

Детали, прошедшие поверхностную закалку, подвергают отпуску.

Отпуск. Чтобы придать стали равновесную структуру, снять внутренние напряжения, повысить вязкость, уменьшить хрупкость и улучшить обрабатываемость; детали, прошедшие закалку или нормализацию, подвергаются отпуску. Процесс заключается в нагревании детали до 500оС (высокотемпературный отпуск), до 250-450оС (среднетемпературный отпуск) или до 140-250оС (низкотемпературный отпуск), выдержке при повышенной температуре в течение 1-4 часа и последующем охлаждении. Температуру отпуска устанавливают в зависимости от свойств, которые требуется получить.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-04-24; Просмотров: 849; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.051 сек.