авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

ЗАЩИТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ОТ КОРРОЗИИ И ИЗНОСА С ПРИМЕНЕНИЕМ

-- [ Страница 2 ] --

Для выяснения характера тормозящего действия коррозионного процесса ингибиторами выбрана методика электрохимических исследований с использованием измерительного комплекса фирмы Solartron (Великобритания). Исследования противоизносных и антифрикционных свойств смазочных материалов проводили на стандартной машине трения типа Амслер – «МИ». Машина снабжена системами создания, поддержания и измерения температур, нормальных сил, линейных скоростей скольжения, моментов сил трения и скоростей изнашивания. Схема трения – колодка–ролик с постоянными величинами коэффициентов взаимного перекрытия независимо от износа, что обеспечивает достоверность получаемых экспериментальных результатов.

В четвертой главе представлены результаты исследований и проведен их анализ. Результаты испытаний показали высокую защитную эффективность боратов этаноламинов как водорастворимых ингибиторов коррозии с оптимальной концентрацией в растворе 15%, так как при ней достигается максимальный защитный эффект. В интервале концентраций до 15% идет молекулярное насыщение поверхности, при концентрации свыше 15% защитное действие снижается, так как расстояние между молекулами уменьшается, и силы когезии возрастают (рис. 2).

  Зависимость площади-2

Рисунок 2 – Зависимость площади коррозионного поражения (Sп) стальных пластин от концентрации (С) БЭА в водном растворе (время испытаний – 40 ч)

Результаты электрохимических испытаний показали, что БЭА являются ингибиторами анодного действия (табл. 1, рис. 3).

Таблица 1 – Результаты электрохимических измерений на стали Ст.3, полученные в водных растворах БЭА (водопроводная вода)

Концентрация БЭА, г/л Электродный потенциал (-Екор), В Плотность коррозионного тока (iкор), А/м2 Катодная постоянная Тафеля bk, мВ Анодная постоянная Тафеля ba, мВ Скорость коррозии Кэ/х·10-4, кг/м2ч Защитный эффект Z,%
нет 0,46 0,251 180 60 2,61 -
0,1 0,50 0,281 200 80 2,93 -
0,2 0,47 0,501 200 60 5,21 -
0,5 0,45 0,398 200 60 4,14 -
1,0 0,37 0,177 120 60 1,84 30
5,0 0,09 0,141 180 200 1,46 44


  Поляризационные-3

Рисунок 3 – Поляризационные кривые стали Ст.3 при концентрации БЭА в водопроводной воде, г/л:

1– водопроводная вода без БЭА; 2 – 0,5; 3 – 1,0; 4 – 5,0; 5 – 0,2; 6 – 0,1

Механизм защитного действия БЭА заключается в следующем:

- адсорбция молекул на поверхности металла осуществляется за счет водородных связей гидроксильной группы – ОН, обеспечивая экранирующее действие;

- неподеленные электроны азота в аминах H за счет донорно-акцепторной связи с катионами металлов подавляют анодный процесс.

Исследование на биостойкость БЭА показали, что их 10%-ные растворы обладают фунгицидными и антисептическими свойствами.

Антикоррозионные свойства БЭКК оценивали по результатам сравнительных испытаний с консервационными маслами РЖ (ТУ 38.1011315–90), КРМ (ОСТ 3801391–85) и индустриальными маслами И-20А, И-5А, И-8А (ГОСТ 20799–88).

В качестве образцов использовали пластины из металлов: сталь, хром, кадмий, алюминий, латунь, медь, цинк.

Проведенные исследования показали, что защитная эффективность композиции, содержащей 20% БЭКК и 80% масла И-20А, значительно выше эффективности всех испытуемых масел.

В таблице 2 представлены результаты сравнительных испытаний опытного образца консервационного масла, содержащего 20% БЭКК, и известного консервационного масла К-17 в объеме Комплекса методов квалификационной оценки (КМКО).

Таблица 2 – Результаты сравнительных испытаний опытного образца консервационного масла, содержащего 20% БЭКК, и консервационного масла К-17 в объеме КМКО

№ п/п Показатель Метод испытания Требования ТУ Фактическое значение
Образец сравнения К-17 Опытный образец
1. Защитная способность: при повышенных значениях относительной влажности и температуры воздуха с периодической конденсацией влаги на образцах: время до появления первых признаков коррозии (ППК), циклы площадь коррозионного поражения за время испытания (60 циклов), % ГОСТ 9.054. метод 1 – – 56 5 За 60 циклов ППК не наступили 0
2. Защитная способность при воздействии сернистого ангидрида, за 1 цикл площадь коррозионного поражения, % потеря массы стальной пластины, г/м2 ГОСТ 9.054, метод 2 – – 30 2,9 30 2,3
3. Защитная способность при воздействии соляного тумана, время до появления первых признаков коррозии, циклы площадь коррозионного поражения. %, за 3 цикла потеря массы стальной пластины, г/м2, за 3 цикла ГОСТ 9.054, метод 3 – – – 4 0,5 1,40 6 0,4 1,35

Продолжение таблицы 2

4. Защитная способность при постоянном погружении в электролит: время до появления первых признаков коррозии, циклы площадь коррозионного поражения. %, за 45 суток потеря массы стальной пластины, г/м2, за 45 суток ГОСТ 9.054, метод 4 – – – 13 0 0,7 16 0,1 4,1
5. Защитная способность при воздействии бромисто-водородной кислоты, площадь коррозионного поражения за 4 часа, % ГОСТ 9.054, метод 5 15 10
6. Защитная способность в условиях контакта разнородных металлов, время до появления первых признаков коррозии, циклы ГОСТ 9.054, метод 6 12 29
7. Стабильность защитных свойств в тонком слое (окисление при 600С в течение 114 ч): кратность изменения защитных свойств при воздействии сернистого ангидрида (за 1 цикл): кратность изменения защитных свойств при постоянном погружении в электролит Решение ГМК от 22.10.81 г. № 23/1-226 – – – 4,0 – 1,3 – 5,1 стабильно
8. Прогнозируемая защитная эффективность в заданных условиях хранения по ГОСТ 15150, годы: 1. ОХ 2. НХ в макроклиматичес-ких районах с умеренным и холодным климатом 3. НХ, расположенные в любых макроклиматичес-ких районах, в том числе в районах с тропическим климатом Решение ГМК от 22.10.81 г. № 23/1-226 – – – 7 3 1 7 (6,9) 3 (2,8) 1 (0,9)

По данным электрохимических исследований БЭКК является ингибитором анодного действия (табл. 3, рис.4).

Таблица 3 – Результаты электрохимических измерений на стали Ст.3, покрытой пленками И-20А с БЭКК, в 0,5 М растворе NaCl

Исследуемая композиция Электродный потенциал (-Екор), В Плотность коррозионного тока (iкор), А/м2 Катодная постоянная Тафеля bk, мВ Анодная постоянная Тафеля ba, мВ Скорость коррозии Кэ/х·10-4, кг/м2ч Защитный эффект Z,%
масло И-20 А 0,47 0,063 100 60 0,670
масло И-20 А + 20% БЭКК 0,06 0,020 100 100 0,207 69

  Поляризационные-6

Рисунок 4 – Поляризационные кривые стали Ст.3 под слоем:

1 – масло И-20 А; 2 – масло И-20 А+20% БЭКК

При проведении сравнительных трибологических испытаний в качестве объектов исследований использовали: масло трансмиссионное ТМ5-18 (ГОСТ 23652–79) – I, композиции ТМ5-18 + АКОР-1 (10%) – II и ТМ5-18 + БЭКК (10%) – III.

Результаты испытаний приведены на рисунках 5 и 6.

Анализ полученных данных показал, что скорость изнашивания сопряженных поверхностей с маслом ТМ5-15 почти на порядок, а ТМ5-18+10% АКОР-1 – в 6 раз превышают скорость изнашивания сопряжений с композицией ТМ-15+10% БЭКК.

Трибохарактеристики смазочной композиции ТМ5-15+10% БЭКК после непродолжительного внешнего нагрева (до 105°С) и последующего охлаждения улучшаются: скорость изнашивания снижается в 3 раза, момент сил трения и температуры также существенно уменьшаются. Этот факт подтверждает наличие процесса хемосорбции.

Рисунок 5 – Зависимость скорости изнашивания колодки

от нормальной силы

Рисунок 6 – Зависимость момента сил трения от нормальной силы

в сопряжении «колодка-диск»

Результаты исследования поверхностей колодок, полученных с помощью бесконтактного оптического профилометра, представлены на рисунках 7…9.

Рисунок 7 – Внешний вид (а) и шероховатость поверхности колодки (б)

до испытаний

  Внешний вид (а) и-11

Рисунок 8 – Внешний вид (а) и шероховатость поверхности колодки (б)

после испытаний

 а б  Значения-13

 а б  Значения-14

а б

Рисунок 9 – Значения шероховатости поверхности колодки (Rа ) при использовании смазок (время испытаний – 30 часов):

а – масло ТМ5-18; б – масло ТМ5-18+10% БЭКК

Результаты исследования топографии поверхностей трения по скорости уменьшения их шероховатости позволяют сделать заключение о наличии эффекта приработки. За 30 ч испытаний шероховатость поверхности колодки при использовании масла ТМ5-18 уменьшилась на 0,05 мкм, при применении БЭКК в качестве присадки – на 0,15 мкм.

В пятой главе разработаны предложения по практической реализации результатов исследований и дана оценка их технико-экономической эффективности.

Обработка впускных трубопроводов ДВС композицией БЭКК с перфторированным радикалом дает возможность снизить массу отложений на внутренних стенках (рис. 10).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что основная масса отложений образуется в течение первого цикла, в дальнейшем прирост замедляется, хотя и сохраняется тенденция к увеличению. Нанесение нанопленки на внутреннюю поверхность впускной системы ДВС придает ей антиадгезионные свойства, что снижает массу смолистых отложений в 7 раз.

Для защиты крепежных соединений от термоокислительного и коррозионного «схватывания» рекомендована резьбовая смазка (РС), применение которой исключает эти негативные явления, что позволяет снизить трудоемкость демонтажа сборочных единиц и агрегатов сельскохозяйственной техники на 30…40% (табл. 4).

  Масса отложений на-15

Рисунок 10 – Масса отложений на контрольной (I) и опытной (II) пластинах после 1…3 циклов испытаний

Таблица 4 – Результаты сравнительных испытаний разработанной резьбовой смазки и зарубежных аналогов для предотвращения термоокислительного «схватывания»

Резьбовая смазка Крепежный элемент и материал Режим испытания Момент при разборке, Нм
, час Т, 0С
РС “CRANE” США, 600 “FEL-PRO” США, 1000 Смазка ВНИИНП-232 Без смазки Шпилька М24х65, гайка колпачковая то же « « « 16 16 16 16 16 900 900 900 900 900 25 200, схватывание 35 200, схватывание 400, схватывание




Предложена технология применения смазок с наномодифицированными наполнителями (графитом, дисульфидом молибдена) для использования в высоконагруженных сопряжениях. В результате удалось уменьшить не только скорость изнашивания, но и коэффициент трения в трибосопряжениях (рис. 11, 12).

  Зависимость скорости-16

Рисунок 11 – Зависимость скорости изнашивания колодки

от величины нормальной силы при использовании смазки:

I – Литол, II – Литол + наномодифицированный наполнитель

  Зависимость коэффициента-17

Рисунок 12 – Зависимость коэффициента трения от величины

нормальной силы в сопряжении «колодка-диск» при использовании смазки:

I – Литол, II – Литол + наномодифицированный наполнитель

Применение твердых смазочных покрытий на основе наномодифицированного дисульфида молибдена и полимерного связующего – поливинилбутирального лака позволяет придать рабочим органам почвообрабатывающей техники противоизносные и гидрофобные свойства, что дает возможность повысить качество обработки почвы и уменьшить расход топлива.

Разработаны рекомендации по восстановлению эксплуатационных параметров двигателей и различных систем без разборки. Испытания показали, что введение наномодификатора в масло двигателя позволяет выровнять и увеличить компрессию в цилиндрах; снизить механические потери холодного и прогретого двигателя, повысить его мощность; получить экономию топлива и снизить СО в выхлопных газах (рис. 13…17).

Рисунок 13 – Компрессия в цилиндрах двигателя при использовании базового масла ( I) и базового масла с наномодификатором ( II) (1, 2, 3, 4 – номера цилиндров)

Рисунок 14 – Зависимость момента механических потерь Мm

от числа оборотов n холодного двигателя:

1 – без модификатора; 2 – с наномодификатором

Температура во время эксперимента, С: масла – 25; окружающей среды – 20: охлаждающей жидкости – 20.

Рисунок 15 – Зависимость момента механических потерь Мm

от числа оборотов n прогретого двигателя:

1 – без модификатора; 2 – с наномодификатором

Рисунок 16 – Зависимость часового расхода Gd топлива

от нагрузки Ms двигателя при n=1700 мин-1:

1 – без модификатора; 2 – с наномодификатором

Рисунок 17 – Зависимость удельного расхода ge топлива

от нагрузки Ms двигателя при n=1700 мин-1:

1 – без модификатора; 2 – с наномодификатором

Произведена технико-экономическая оценка эффективности результатов исследований.

Коэффициент эффективности защиты (Ктэ) рассчитывали по формуле:

, (4)

где – эффективность защиты разработанных средств;

– эффективность защиты существующих аналогов.

Для оценки эффективности средств защиты от коррозии и износа ( и ) использовали такие показатели, как площадь коррозионного поражения, время или количество циклов до появления первых признаков коррозии, скорость коррозии, скорость изнашивания и т. д.

Результаты расчета коэффициента эффективности защиты (Ктэ) представлены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5 – Значения коэффициента эффективности защиты Ктэ при применении БЭКК в качестве ингибитора коррозии в сравнении с известными отечественными и зарубежными аналогами

№ п/п Защитное средство Наименование организации, проводившей испытания Ктэ
1 К-17 ФГУП «25 ГосНИИ МО» 2,13
2 RHOBACORR RC-80 Фирма «Roba-chemie GmbH» (Германия) Алтайский завод прецизионных изделий 1,7
3 ЛО ОАО «Московский подшипник» 1,9
4 PREVOX 6764 Фирма «Henkel» (Германия) ОАО «Саратовский подшипниковый завод» 1,0
5 ANTICORIT Фирма «FUCHS» (Германия) ФГУП «Ижевский механический завод» 2,1
6 АКОР– 1 ОАО «Заволжский моторный завод» 2,2
7 ISOTECT 377 Фирма «Petrofer Chemicals
Headquarter» (Германия)
ОАО «Заволжский моторный завод» 1,8
8 ВОЛГОЛ – 130 ОАО «Заволжский моторный завод» 2,2
9 РЖ В/ч 93219 1,5

Таблица 6 – Значения коэффициента эффективности защиты Ктэ при применении БЭКК в качестве противоизностной присадки к маслу ТМ5-18

№ п/п Смазочная композиция Скорость изнашивания Vизн (при Рн=115, 15 кгс), мкм/ч Ктэ
1 ТМ5-18 238,2 8,2
2 ТМ5-18+10% АКОР-1 169,6 5,8
3 ТМ5-18+10% БЭКК 29,2 -


Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.