Розробка прогресивних заходів захисту сільськогосподарської техніки від корозії та зносу

магистерская работа

1.5 Висновки і завдання дослідження

У результаті інформаційного огляду робіт з питань збереження СГТ встановлено, що при зберіганні машини піддаються впливу комплексу різноманітних зовнішніх факторів, основними з яких є кліматичні. Розглянуто закономірності зміни цих факторів.

Проведений аналіз витрат на ремонт СГТ показав, що значні кошти щороку витрачаються на підтримку машинно -тракторного парку в робочому стані. У тейже час рівень технічної готовності парку машин складає всього 0,80...0,82.

Ростуть простої машин внаслідок технічних несправностей. Аналіз умов експлуатації СГТ дозволив виявити залежність зносу деталей і сполучень від ступеня корозійного руйнування, а також визначити перелік деталей і складальних одиниць, найбільш схильних до корозійно-механічному зношуванню.

Аналіз засобів захисту від атмосферної корозії, які застосовуваються для консервації СГТ, показав їх низьку ефективність. Дефіцит вітчизняних консерваційних матеріалів викликаний припиненням випуску ряду компонентів, що є основою для виробництва інгібіторів - корозії. Це призвело до появи складних багатокомпонентних композицій, що містять від 5 до 15 багатофункціональних складових.

Висновки дозволили сформулювати наступні завдання досліджень:

Обгрунтувати концепцію створення нових хімічних сполук для отримання поліфункціональних засобів захисту СГТ від корозійно-механічного руйнування з використанням нанотехнологій.

Провести аналіз фізико-хімічних процесів на межах розділу фаз: електрохімічної та хімічної корозії, зносу, тертя, адгезії і т.д.

Встановити закономірність впливу поверхневої молекулярної плівки на фізико-хімічні процеси на межі розділу фаз.

Провести аналіз і вибрати органічні сполуки з ланцюговою молекулярною структурою для синтезу нових хімічних сполук.

Розробити технологію органічного синтезу нових хімічних сполук і отримати їх структурні формули. Дослідити властивості отриманих хімічних сполук та визначити перспективи їх застосування як основи при розробці поліфункціональних засобів захисту від корозії та зносу.

Розробити захисні засоби від корозії та зносу на основі отриманих хімічних сполук, а також технології їх застосування з використанням нанотехнологій.

Дати техніко-економічну оцінку запропонованих рекомендацій.

РОЗДІЛ 2. ТЕОРІЯ І ПРАКТИКА СТВОРЕННЯ ЗАСОБІВ ЗАХИСТУ ВІД КОРОЗІЇ І ЗНОСУ

2.1 Процеси на межі розділу фаз

На практиці ми завжди маємо справу з поверхнею розділу між двома контактуючими фазами, на властивості якої впливають зміни в будь-який з фаз.

Відповідно з трьома станами речовини (твердий, рідкий, газоподібний) можна виділити наступні типи поверхні розділу:

- тверде тіло - тверде тіло (ТТ-ТТ);

- тверде тіло - рідина (ТТ-Р);

- рідина - рідина (Р-Р );

- газ - рідина (Г-Р );

- газ - тверде тіло (Г-ТТ).

Таким чином, будь-яка гетерогенна система володіє поверхнею розділу фаз і характеризується поверхневою енергією. Впливаючи на поверхню розділу адсорбованими поверхнево-активними молекулами, змінюючи її енергію; можна управляти фізико-хімічними процесами, що відбуваються на межі розділу фаз ( рис. 2.1 ).

Межа розділу фаз тверде тіло-тверде тіло. На такій границі відбувається процес взаємодії (адгезія) між конденсованими тілами при їх контакті. На практиці - це адгезія частинок, плівок, лакофарбових покриттів і структурованих пружно-пластичних мас, наприклад бітумів, смолястих відкладень, отверділого клейового шару і т. д. до твердої поверхні.

При приведенні в контакт поверхонь двох твердих тіл (спряжень, трибоспряжень) на межі розділу виникає зчеплення.

Це зчеплення може бути відносно слабким, якщо воно виникає як наслідок фізичного тяжіння; одного тіла до іншого, або дуже сильним за рахунок хімічних звязків. При прикладання стискаючого навантаження ймовірність виникнення міцного зчеплення підвищується.

Рис. 2.1. Фізико-хімічні процеси на границях розділу фаз

Для двох, атомно-чистих контактуючих поверхонь сили тяжіння між твердими тілами достатні, щоб забезпечити, міцне зчеплення завдяки електронній природі їх поверхонь. При цьому адгезійний звязок діє на площі фактичного контакту.

При тангенціальному відносному русі поверхонь відбувається розрив адгезійних звязків. В реальних умовах ці звязки рідко рвуться на поверхні контакту, частіше це відбувається в тілі з більш слабким когезій ним звязком. Матеріал останнього переноситься на сполучену поверхню контртіла, відбувається зношування, обумовлене адгезією. В деяких системах адгезійне зношування проявляється і без відносного тангенціального переміщення поверхонь. Класичним прикладом таких систем є розємні та розривні електричні контакти.

В узагальненому законі тертя; запропонованому Б.В. Дерягіним, враховуються як зовнішнє навантаження ; так і ; адгезій на взаємодія:

Fтр=м(Fад+F0), (2.1)

F0=PSS

де Fтр - сила статичного тертя;

Fад - сила адгезії ;

F0 - сила взаємодії контактуючих поверхонь;

м - коефіцієнт тертя;

S - площа істинного контакту;

PS - тиск, викликаний силою F0, яке діє на площу S.

Дослідження А.С. Ахматова підтвердили, що перший член в рівнянні (2.1) обумовлений силою адгезії. Коефіцієнт тертя можна представити у вигляді:

м= мад+ мР (2.2)

де мад і мР - коефіцієнти тертя за рахунок адгезії і тиску.

Границя розділу фаз тверде тіло - рідина. Тверді поверхні обмежують рідку фазу, визначають її форму і обумовлюють появу кордону розділу. При контакті рідини з твердою поверхнею виникає адгезій на взаємодія. Одночасно рідина змочує цю поверхню.

Адгезійна взаємодія між рідкою і твердою фазами поширюється на невелику відстань вглиб рідини. Це відстань вимірюється розмірами молекул. У міру відходу шару рідини від поверхні твердого тіла адгезійна взаємодія зменшується, поступаючись когезій ній взаємодії. При видаленні рідини з твердої поверхні можливий або адгезійний відрив на межі рідина-тверде тіло, або когезійний відрив, коли порушується межа рідина-рідина. У деяких випадках має місце адгезійно-когезійний відрив.

На практиці зустрічаються два типи взаємодії рідини з твердим тілом: адгезія обмеженого обєму рідини, тобто адгезія краплі, і адгезія великої кількості рідини (рідина в ємності, плівка рідини на поверхні твердого тіла і т.д.).

Адгезія і змочування - дві сторони одного і того ж явища, що виникає при контакті рідини з твердою поверхнею. Адгезія обумовлює взаємодію між твердим тілом і рідиною що знаходиться в контакті з ним, змочування виникає в результаті цієї взаємодії.

Адгезія визначається взаємодією на межі розділу фаз, залежних від величин їх питомих вільних поверхневих енергій. Поверхня рідини може мимоволі скорочуватися, що вказує на наявність цієї енергії, яка визначається роботою , яку необхідно затратити на утворення одиниці нової поверхні рідини.

Адгезія і змочування твердої поверхні лежить в основі багатьох процесів. Змочування поверхні металу викликає негативний процес електрохімічної корозії. При боротьбі з зносом велике значення має адгезійна взаємодія мастила з поверхнями спряжень. Залежно від призначення мастильних матеріалів змочування або твердих поверхонь повинно бути різним. Для змащування приладів необхідно збереження мастила протягом декількох років. Такі мастила повинні розтікатися по твердій поверхні, повинні міцно фіксуватися в трибоспряженні і витримувати значні навантаження. При застосуванні мастильних матеріалів для зменшення тертя між рухомими плоскими поверхнями необхідно найбільш повне розтікання мастила. Такі поверхні повинні добре змочуватися, адгезійна взаємодія між мастильним матеріалом і твердою поверхнею повинна бути максимальним. Змочування і адгезія рідин в умовах сільськогосподарського виробництва мають велике значення при обприскуванні хімікатами рослин.

Делись добром ;)