Железо широко используется в различных сферах деятельности человека. Даже с появлением других конструкционных материалов, оно не утратило актуальности и востребованности в промышленности, строительстве и других отраслях. Но негативные факторы внешней среды, агрессивные среды могут влиять на состояние металлоконструкций. Это обуславливает необходимость поиска решений, обеспечивающих надежную защиту металла от разрушений, абразивного износа и появления коррозии.
Абразивный износ
Такое изнашивание материала связано с воздействием на поверхность твердых частиц, которые режут и царапают поверхность. Это приводит к тому, что металлические конструкции утрачивают свои эксплуатационные свойства. Первоначальным видом абразивного износа является образование на поверхности металла насечек и царапин. Постепенно расширяется пространство между зоной контакта элементов, появляются шумы в работе оборудования, вибрации.
Абразивный износ возникает из-за:
- Качения.
- Скольжения.
- Соударения.
Деформации подвергаются конструкции с более мягкой структурой. На них остаются вмятины, царапины и риски. Мелкофракционные частицы, находящиеся в воздухе, смазочных материалах, также способствуют абразивному изнашиванию.
Разновидности абразивного износа
Абразивный износ делится на такие виды, в зависимости от причины возникновения:
- От ударов;
- От трения;
- От воздействия газа или жидкости.
Твердые частицы оставляют на поверхности небольшие вмятины, минеральные вещества с острыми краями – следы резания. При воздействии других факторов на поверхности остаются канавки или лунки. В некоторых случаях под действием других абразивных веществ шероховатость может сглаживаться.
От уровня однородности зависит сопротивляемость материала коррозии. Чем он однороднее, тем более устойчив к ржавчине. В качестве электролита, собирающего влагу на поверхности металлоконструкция, выступают различные загрязнения, неровности, шероховатости и потертости. Они приводят к развитию коррозии, которая усиливается при высокой температуре среды, запыленности, влажности, наличии агрессивных веществ в воздухе.
Для определения способов защиты металла, учитывают влажность среды и режим использования конструкций.
Скорость деформации металлической поверхности зависит и от направления атаки. Чем меньше угол атаки, тем менее интенсивны ударные импульсы, передаваемые поверхности от частицы. При повышении температуры окружающей среды и наличии в воздухе агрессивных веществ скорость разрушения увеличивается. Повреждения в поверхностных слоях материала способствуют появлению напряжения, которые вызывают деформации в виде трещин и коррозии.
Износ под воздействием жидких веществ
В топливном, насосном, водопроводном оборудование износ металла обусловлен качеством и составами используемых жидкостей. В воде, нефти, смазочных составах, топливе, тормозных и других жидкостях содержаться мелкофракционные частицы кварца, обломков минеральных пород, окислы металлов, соли калия и кальция, песок и т.д. При перемещении жидкостей они способствуют абразивному износу транспортных коммуникаций.
Защита от абразивного износа
Абразивное изнашивание – самый быстрый процесс, способствующий разрушению металла. Для защиты узлов и механизмов оборудования, уменьшения скорости разрушения используют:
- Гальванические покрытия для металла из хрома и никеля.
- Анодирование, обеспечивающее образование слоя твердой окиси.
- Насыщение поверхностных слоев металла азотом.
- Обработку материалов составами на основе полиуретана.
Для металлических элементов, на которые воздействуют высокие механические нагрузки, используют полиуретановую футеровку. Преимущества технологии:
- Широкий спектр применения для материалов с различной твердостью.
- Температурный режим эксплуатации от +70 до +120°C.
- Стойкость к действию абразивов выше, чем у стали.
- Эластичность.
- Устойчивость к химическим воздействиям.
Для защиты поверхностей от коррозии используют органические лакокрасочные составы, покрытие металлов цинком, алюминием, кадмием, электрохимическую, протекторную, анодную, катодную и другие виды защиты.
