Что ускоряет процесс износа оборудования и каковы пути его уменьшения

Износ оборудования. Виды износа?

Работа любого производственного оборудования сопровождается естественными процессами ухудшения его эксплуатационных характеристик, изменением свойств деталей и узлов. Однако, накапливаясь, они могут привести к серьезным поломкам или полной остановке машин.

Чтобы избежать негативных экономических последствий, связанных с простоем оборудования на время его ремонта, предприятия организовывают процесс управления износом и своевременно обновляют свои технические фонды.

Что же такое износ и какие виды этого процесса известны? Какими способами замедлить разрушение деталей, продлить ресурс и энергоэффективность машин? На эти и другие вопросы ответим далее.

Определение и виды износа

Износом (старением) называют постепенное снижение эксплуатационных характеристик изделий, узлов или оборудования в целом в результате изменения форм, размеров или физико-химических свойств деталей.

Негативные изменения носят накопительный характер. С увеличением продолжительности работы деталей их износ возрастает непрерывно, но с различной интенсивностью. Так, например, в процессе приработки поверхностей их износ, как правило, растет быстро. После приработки он замедляется, но затем вновь растет, достигая предельных значений. Дальнейшая эксплуатация деталей недопустима во избежание их полного разрушения.

Ускоряют старение трение, статические, импульсные или периодические механические нагрузки, экстремальные температурные режимы.

В зависимости от характера внешних воздействий на материалы изделия различают следующие виды износа:

Абразивный
Фреттинговый
Коррозионный
Окислительный
Тепловой
Кавитационный
Усталостный

Рассмотрим разные виды старения подробнее.

Абразивный износ

Заключается в разрушении поверхностного слоя детали в ходе контакта с твердыми частицами различной природы.

Такой вид износа характерен для механизмов, работающих в условиях повышенной запыленности: горного оборудования, транспорта, дорожно-строительных и сельскохозяйственных машин, оборудования, используемого при строительстве и производстве стройматериалов.

Одной из разновидностей абразивного старения является газоабразивный износ. Он отличается способом перемещения твердых абразивных частиц – в газовом потоке. В результате материал поверхности крошится, срезается или иным образом деформируется.

Газоабразивный износ характерен для пневмопроводов, лопастей вентиляторов и насосов для перекачки загрязненных газов, узлов доменных установок, компонентов твердотопливных турбореактивных двигателей.

Зачастую газоабразивное воздействие усугубляется высокими температурами и плазменными потоками.

В том случае, если роль носителя абразива выполняет не газовая среда, а поток жидкости, следут говорить о гидроабразивном износе. Его разрушительному воздействию подвержены гидротранспортные системы, узлы турбин ГЭС, компоненты намывочного оборудования, различная горная техника.

Иногда гидроабразивные процессы усугубляются воздействием агрессивной жидкой среды.

Фреттинговый износ

Фреттинг – это явление микроразрушения деталей, которые тесно контактируют друг с другом в условиях вибраций малой амплитуды (от сотых долей микрона). Такой тип износа характерен для заклепок, резьбовых и шлицевых соединений, шпонок и штифтов, соединяющих детали механизмов.

По мере нарастания фреттингового старения и отслоения частичек металла последние выступают в роли абразива, усугубляющего процесс износа.

Адгезионный износ

При продолжительном трении, сопровождающемся пластическими деформациями контактирующих поверхностей, периодическое сближение участков позволяет силам межатомного взаимодействия проявить себя. Иными словами, начинается взаимопроникновение атомов вещества одной детали в кристаллические структуры другой.

Неоднократное возникновение и прерывание адгезионных связей приводит к отделению поверхностных зон от деталей. Адгезионному старению подвержены высоконагруженные пары трения: подшипники, валы, оси, вкладыши скольжения.

Противостоять фреттинговому и адгезионному износу можно, применяя для пар трения специальные «сухие смазки», которые образуют на поверхностях нелипкий защитный слой. Он разделяет сопряженные основы, предупреждая их контакт, образование задиров и схватываний.

Технологию сухой смазки давно взяли на вооружение зарубежные производители смазочных материалов. В России она обрела популярность сравнительно недавно – c появлением конкурентоспособных отечественных покрытий MODENGY

Данные покрытия состоят из связующей смолы, растворителя, высокодисперсных частиц твердых смазок и функциональных добавок.

На поверхностях деталей они формируют тонкий композиционный слой с высокими защитными и смазочными свойствами. Он уменьшает и стабилизирует трение, предупреждает коррозию металла, препятствует налипанию абразивов.

Твердые смазочные частицы заполняют впадины микронеровностей поверхности, увеличивая ее опорную площадь и несущую способность.

Благодаря высокому сопротивлению сжатию и малому сопротивлению сдвигу коэффициент сухого трения достигает значений в несколько сотых при контактных давлениях, соизмеримых с пределом текучести материала основы.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY обладают высокими противозадирными свойствами и несущей способность до 2500 МПа, работают при температурах до +600 °С, устойчивы к химически агрессивным средам – кислотам, щелочам, органическим растворителям и др.

АТСП обладают не только антифрикционными, но и антикоррозионными свойствами, толщина слоя покрытия на детали регулируется в пределах от 5 до 30 мкм, что мало влияет на исходную точность размеров детали.

Коррозионный износ

Коррозией называется процесс (или результат процесса) разрушения металлов при их химическом, электрохимическом или биологическом взаимодействии с окружающей средой.

Данный вид износа сопровождает эксплуатацию деталей из черных металлов (в основном, из стали), ускоряется с увеличением влажности и агрессивности внешних условий.

Коррозия может возникать и на таких металлах как медь и алюминий, однако в этом случае она не вызывает износа, а приводит к снижению электрической проводимости (что активизирует окислительный процесс и способствует развитию электроэрозии).

Окислительный износ

В результате взаимодействия материала с кислородом или окисляющей окружающей средой на поверхностях трения образуются защитные пленки. Процесс появления и разрушения этих пленок постоянно повторяется, сопровождается нормальными или повышенными температурами, проходит в отсутствие смазочного материала или при его недостаточном количестве.

Окислительное изнашивание возникает при трении скольжения и трении качения. В первом случае оно становится ведущим, во втором – сопутствующим другим видам износа.

Тепловой износ

Тепловой вид старения заключается в разрушении поверхностного слоя материала или изменении свойств его глубинных слоев под воздействием нагрева элементов конструкции до температуры пластичности.

Данный вид износа характерен для высоконагруженных узлов тяжелого оборудования, валков прокатных станов, машин горячей штамповки и др. агрегатов.

Кавитационный износ

Перепады давления в жидкостном потоке, обтекающем конструкции, приводят к тому, что в зоне относительного разрежения возникают пузырьки газа, которые в дальнейшем подвергаются взрывному схлопыванию с образование ударной волны.

Эта волна является основным действующим фактором кавитационного разрушения поверхностей. Такое разрушение встречается на гребных винтах больших и малых судов, в гидротурбинном и технологическом оборудовании. Усложнять ситуацию могут агрессивные рабочие среды с абразивными взвесями.

Усталостный износ

Связан с усталостью металла, испытывающего переменные или статические механические нагрузки. Напряжения сдвигового типа приводят к возникновению на деталях трещин и общему снижению прочности материала.

Трещины приповерхностного слоя растут, объединяются и пересекаются друг с другом. Это приводит к эрозии мелких чешуеобразным фрагментов, а со временем может вызвать разрушение детали.

Усталостный износ наиболее характерен для узлов транспортных систем, рельсов, колесных пар, горных машин, строительных конструкций и т.п.

Виды износа

Износ деталей машин зависит

условий трения
свойств материалов
конструкции

Износ можно рассматривать как механический процесс, осложнённый действием физических и химических факторов, вызывающих снижение прочности микрообъёмов поверхностного слоя.

По условиям внешнего воздействия

на поверхностный слой различают износ:

абразивный (закреплённым или незакреплённым абразивом, газоабразивный, гидроабразивный)
кавитационный
адгезионный
окислительный
тепловой
усталостный

Абразивный

Абразивный износ вала
Сущность абразивного износа заключается в разрушении металла твердыми зернами абразива при пластическом деформировании и микрорезании трущихся поверхностей. Абразивный износ является ведущим для машин и оборудования горно-рудного производства, строительной, дорожной, почвообрабатывающей техники, инструмента производства кирпича, бетона и других строительных материалов.

Газоабразивный

Вызывается механическим действием твердых частиц, перемещаемых потоком газа. В этом случае разрушение металла происходит в результате срезания, выкрашивания, выбивания и многократного пластического деформирования его поверхностных микрообъёмов. Этому виду износа подвержены детали трасс пневмотранспорта, лопатки пылевых вентиляторов и насосов, клапаны, корпусы и чаши загрузочных устройств доменных печей, сопла реактивных двигателей, работающих на твердом топливе и т. д.

Гидроабразивный

Гидроабразивный износ во многом сходен с газоабразивным, но носителем абразивных частиц является не газ, а жидкость. Гидроабразивному износу подвергаются рабочие колеса и улитки земснарядов и песковых насосов, лопасти и камеры гидротурбин, работающие на реках, несущих большое количество абразивных частиц, а также пульпопроводы гидротранспорта.

Кавитационный

Кавитационый износ гребного винта
Этот вид износа заключается в разрушении поверхности металла под действием ударов газовых пузырьков, образующихся в обтекающем изделие высокоскоростном потоке жидкости при перепадах давления. Кавитации подвержены гребные винты, лопасти и камеры проточного тракта гидротурбин, рабочие колеса и камеры различных гидромашин. Наличие коррозионной среды и абразивных частиц ускоряет процесс кавитационного изнашивания.

Адгезионный

Адгезионный износ при трении двух металлических поверхностей под нагрузкой происходит в условиях пластической деформации металла в точках контакта. Развитие деформации сопровождается сближением поверхностей вплоть до активизации сил сцепления между атомами контактирующих металлов и возникновением адгезии на ограниченных участках. Многократное повторение адгезионных связей с последующим их разрушением и отделением частиц металла составляет сущность адгезионного изнашивания. Этот вид износа происходит в подшипниках скольжения (коленчатые валы, оси, пальцы ковшевых цепей, ходовые части различных машин).

Тепловой

Тепловым износом называется процесс разрушения поверхностей деталей машин вследствие нагрева зоны трения до температуры размягчения металла. Разрушение при этом виде износа является следствием образования металлических связей: между контактирующими поверхностями, смятия, налипания и оплавления металла. Этот вид износа распространён в деталях тяжело нагруженных быстроходных машин, валки горячей прокатки, ножи для горячей резки проката, штампы для горячей штамповки, пресс-формы для литья под давлением, прошивной инструмент горячей прокатки труб, а также стволов огнестрельного оружия, ракетных сопел и других деталей, работающих в среде горячих газов.

Фреттинговый

Фреттинговый износ — механический износ тел, пребывающих в контакте, в условиях малых колебательных перемещений. Достаточны относительные перемещения поверхностей с амплитудой от 0,025 мкм. Микросмещения соединённых поверхностей происходят вследствие деформаций деталей в условиях нагружения и вибраций, сопровождающих работу машин и оборудования. Фреттинговый износ возникает, например, в заклёпочных, резьбовых, шлицевых, шпоночных и штифтовых соединениях.

Окислительный

Окислительный износ — процесс коррозионного износа, при котором доминирует химическая реакция с кислородом или окислительной окружающей средой. Тип износа в результате скольжения между двумя металлическими компонентами, при котором образуется оксидная плёнка на металлических поверхностях. Эта оксидная плёнка предотвращает металлическое сцепление между поверхностями скольжения, что приводит к формированию продуктов износа и снижению уровня сцепления.

Усталостный

Усталостный износ — износ вследствие усталостного разрушения поверхностного слоя материала при многократном действии нагрузки, приводящем к зарождению и распространению внутри сильно деформированного слоя трещин, преимущественно параллельных поверхности, которые вызывают отделение в форме тонких чешуек материала. Усталостный износ характерен для роликов (шариков) в подшипниках качения, железнодорожных колёс и рельсов и т. п. Усталостный износ часто называют контактно-усталостным износом.

Способы минимизации износа

Замедлению износа деталей способствуют грамотные конструктивные решения, соблюдение нормальных условий эксплуатации оборудования и его своевременное техническое обслуживание. Важнейшее значение играет применение современных и качественных смазочных материалов.

Для узлов, работающих в экстремальных условиях – при очень высоких температурах, контактных давлениях, в запыленных и химически агрессивных рабочих средах – особенно актуальны покрытия на основе твердых смазок.

В отличие от традиционных жидких и пластичных материалов, покрытия выдерживают до +600 °С, не выдавливаются при высоких нагрузках, не разрушаются под воздействием кислот, щелочей и органических растворителей.

Отечественные покрытия, описанные в статье выше, наносятся однократно на весь срок службы изделий. Это позволяет создавать уникальные необслуживаемые узлы трения. Детали, прошедшие обработку, имеют минимальный износ при регулярной эксплуатации, чем значительно повышают ресурс оборудования.

Источник

Износ. Виды износа

Содержание

Определение износа
Виды износа
Абразивный
Газоабразивный
Гидроабразивный
Кавитационный
Адгезионный
Тепловой
Усталостный
Фреттинговый
Типы износа
Физический износ
Функциональный износ
Экономический износ
Основные причины и способы как определить износ
Способы учета

При работе любого производственного оборудования происходят процессы, связанные с постепенным снижением его рабочих характеристик и изменением свойств деталей и узлов. Накапливаясь, они могут привести к полной остановке и серьезной поломке. Чтобы избежать негативных экономических последствий, предприятия организуют у себя процесс управления износом и своевременного обновления основных фондов.

Определение износа

Износом, или старением, называют постепенное снижение эксплуатационных характеристик изделий, узлов или оборудования в результате изменения их формы, размеров или физико-химических свойств. Эти изменения возникают постепенно и накапливаются в ходе эксплуатации. Существует много факторов, определяющих скорость старения. Негативно сказываются:

трение;
статические, импульсные или периодические механические нагрузки;
температурный режим, особенно экстремальный.

Замедляют старение следующие факторы:

конструктивные решения;
применение современных и качественных смазочных материалов;
соблюдение условий эксплуатации;
своевременное техническое обслуживание, планово–предупредительные ремонты.

Вследствие снижения эксплуатационных характеристик снижается также и потребительская стоимость изделий.

Виды износа

Скорость и степень изнашивания определяется условиями трения, нагрузками, свойствами материалов и конструктивными особенностями изделий.

В зависимости от характера внешних воздействий на материалы изделия различают следующие основные виды износа:

абразивный вид — повреждение поверхности мелкими частицами других материалов;
кавитационный, вызываемый взрывным схлопыванием газовых пузырьков в жидкой среде;
адгезионный вид;
окислительный вид, вызываемый химическими реакциями;
тепловой вид;
усталостный вид, вызванный изменениями структуры материала.

Некоторые виды старения разбиваются на подвиды, как, например, абразивный.

Абразивный

Заключается в разрушении поверхностного слоя материала в ходе контакта с более твердыми частицами других материалов. Характерен для механизмов, работающих в условиях запыленности:

горное оборудование;
транспорт, дорожно-строительные механизмы;
сельскохозяйственные машины;
строительство и производство стройматериалов.

Противодействовать ему можно, применяя специальные упрочненные покрытия для трущихся пар, а также своевременно меняя смазку.

Газоабразивный

Данный подвид абразивного изнашивания отличается от него тем, что твердые абразивные частицы перемещаются в газовом потоке. Материал поверхности крошится, срезается, деформируется. Встречается в таком оборудовании, как:

пневмопроводы;
лопасти вентиляторов и насосов для перекачки загрязненных газов;
узлы доменных установок;
компоненты твердотопливных турбореактивных двигателей.

Зачастую газоабразивное воздействие сочетается с присутствием высоких температур и плазменных потоков.

Гидроабразивный

Воздействие аналогично предыдущему, но роль носителя абразива выполняет не газовая среда, а поток жидкости.

Такому воздействию подвержены:

гидротранспортные системы;
узлы турбин ГЭС;
компоненты намывочного оборудования;
горная техника, применяемая для промывки руды.

Иногда гидроабразивные процессы усугубляются воздействием агрессивной жидкой среды.

Кавитационный

Перепады давления в жидкостном потоке, обтекающем конструкции, приводят к возникновению газовых пузырьков в зоне относительного разрежения и их последующему взрывному схлопыванию с образование ударной волны. Эта ударная волна и является основным действующим фактором кавитационного разрушения поверхностей. Такое разрушение встречается на гребных винтах больших и малых судов, в гидротурбинном и технологическом оборудовании. Усложнять ситуацию могут воздействие агрессивной жидкой среды и наличие в ней абразивной взвеси.

Адгезионный

При продолжительном трении, сопровождающимся пластическими деформациями участников трущейся пары, происходит периодическое сближение участков поверхности на расстояние, позволяющее силам межатомного взаимодействия проявить себя. Начинает взаимопроникновение атомов вещества одной детали в кристаллические структуры другой. Неоднократное возникновение адгезионных связей и их прерывание приводят к отделению поверхностных зон от детали. Адгезионному старению подвержены нагруженные трущиеся пары: подшипники, валы, оси, вкладыши скольжения.

Тепловой

Тепловой вид старения заключается в разрушении поверхностного слоя материала или в изменении свойств глубинных его слоев под воздействием постоянного или периодического нагрева элементов конструкции до температуры пластичности. Повреждения выражаются в смятии, оплавлении и изменении формы детали. Характерен для высоконагруженных узлов тяжелого оборудования, валков прокатных станов, машин горячей штамповки. Может встречаться и в других механизмах при нарушении проектных условий смазки или охлаждения.

Усталостный

Связан с явлением усталости металла под переменными или статическими механическими нагрузками. Напряжения сдвигового типа приводят к развитию в материалах деталей трещин, вызывающих снижение прочности. Трещины приповерхностного слоя растут, объединяются и пресекаются друг с другом. Это приводит к эрозии мелких чешуеобразным фрагментов. Со временем такой износ может привести к разрушению детали. Встречается в узлах транспортных систем, рельсах, колесных парах, горных машинах, строительных конструкциях и т.п.

Фреттинговый

Фреттинг — явление микроразрушения деталей, находящихся в тесном контакте в условиях вибрации малой амплитуды — от сотых долей микрона. Такие нагрузки характерны для заклепок, резьбовых соединений, шпонок, шлицев и штифтов, соединяющих детали механизмов. По мере нарастания фреттингового старения и отслоения частичек металла последние выступают в роли абразива, усугубляя процесс.

Существуют и другие, менее распространенные специфические виды старения.

Типы износа

Классификация видов износа с точки зрения вызывающих его физических явлений в микромире, дополняется систематизацией по макроскопическим последствиям для экономики и ее субъектов.

В бухгалтерском учете и финансовой аналитике понятие износа, отражающее физическую сторону явлений, тесно связано с экономическим понятием амортизации оборудования. Амортизация означает как снижение стоимости оборудования по мере его старения, так и отнесение части этого снижения на стоимость производимой продукции. Это делается с целью аккумулирования на специальных амортизационных счетах средств для закупки нового оборудования или частичного усовершенствования его.

В зависимости от причин и последствий различают физический, функциональный и экономический.

Физический износ

Здесь подразумевается непосредственная утрата проектных свойств и характеристик единицы оборудования в ходе ее использования. Такая утрата может быть либо полной, либо частичной. В случае частичного износа оборудование подвергается восстановительный ремонт, возвращающий свойства и характеристики единицы на первоначальный (или другой, заранее оговоренный) уровень. При полном износе оборудование подлежит списанию и демонтажу.

Кроме степени, физический износ также разделяется на рода:

Первый. Оборудование изнашивается в ходе планового использования с соблюдением всех норм и правил, установленных изготовителем.
Второй. Изменение свойств обусловлено неправильной эксплуатацией либо факторами непреодолимой силы.
Аварийный. Скрытое изменение свойств приводит к внезапному аварийному выходу из строя.

Перечисленные разновидности применимы не только к оборудованию в целом, но и к отдельным его деталям и узлам

Функциональный износ

Данный тип является отражением процесса морального устаревания основных фондов. Этот процесс заключается в появлении на рынке однотипного, но более производительного, экономичного и безопасного оборудования. Станок или установка физически еще вполне исправна и может выпускать продукцию, но применение новых технологий или более совершенных моделей, появляющихся на рынке, делает использование устаревших экономически невыгодным. Функциональный износ может быть:

Частичным. Станок невыгоден для законченного производственного цикла, но вполне пригоден для выполнения некоторого ограниченного набора операций.
Полным. Любое использование приводит к причинению убытков. Единица подлежит списанию и демонтажу

Функциональный износ также подразделяют по вызвавшим его факторам:

Моральный. Доступность технологически идентичных, но более совершенных моделей.
Технологический. Разработка принципиально новых технологий для выпуска такого же вида продукции. Приводит к необходимости перестройки всей технологической цепочки с полным или частичным обновлением состава основных средств.

В случае появления новой технологии, как правило, состав оборудования сокращается, а трудоемкость падает.

Экономический износ

Кроме физических, временных и природных факторов на сохранность характеристик оборудования оказывают опосредованное влияние и экономические факторы:

Падение спроса на выпускаемые товары.
Инфляционные процессы. Цены на сырье, комплектующие и трудовые ресурсы растут, в то же время пропорционального роста цен на продукцию предприятия не происходит.
Ценовое давление конкурентов.
Рост стоимости кредитных услуг, используемых для операционной деятельности или для обновления основных фондов.
Внеинфляционные колебания цен на рынках сырья.
Законодательные ограничения на применение оборудования, не отвечающего стандартам по охране окружающей среды.

Экономическому старению и утрате потребительских качеств подвержена как недвижимость, так и производственные группы основных фондов. На каждом предприятии ведутся реестры основных фондов, в которых учитывается их износ и ход амортизационных накоплений.

Основные причины и способы как определить износ

Чтобы определить степень и причины износа, на каждом предприятии создается и действует комиссия по основным фондам. Износ оборудования определяется одним из следующих способов:

Наблюдение. Включает в себя визуальный осмотр и комплексы измерений и испытаний.
По сроку эксплуатации. Определяется как отношение фактического срока использования к нормативному. Значение этого отношения принимается за величину износа в процентном выражении.
укрупненная оценка состояния объекта производится с помощью специальных метрик и шкал.
Прямое измерение в деньгах. Сопоставляется стоимость приобретения новой аналогичной единицы основных средств и расходы на восстановительный ремонт.
доходность дальнейшего использования. Оценивается снижение дохода с учетом всех издержек по восстановлению свойств по сравнению с теоретическим доходом.

Какую из методик применять в каждом конкретном случае — решает комиссия по основным средствам, руководствуясь нормативными документами и доступностью исходной информации.

Способы учета

Амортизационные отчисления, призванные компенсировать процессы старения оборудования, также допустимо определять по нескольким методикам:

линейный, или пропорциональный расчет;
способ уменьшаемого остатка;
по суммарному сроку производственного применения;
в соответствии с объемом выпущенной продукции.

Выбор методики осуществляется при создании или глубокой реорганизации предприятия и закрепляется в его учетной политике.

Эксплуатация оборудования в соответствии с правилами и нормативами, своевременные и достаточные отчисления в амортизационные фонды позволяют предприятиям сохранять технологическую и экономическую эффективность на конкурентоспособном уровне и радовать своих потребителей качественными товарами по разумным ценам.

Источник

Методы уменьшения износа.

2020-05-12
1112

В вопросах надежности машин основную роль играет износостойкость их элементов. Основными методами уменьшения износа являются:

− выбор материала необходимого качества;

− получение требуемой чистоты поверхности деталей при изготовлении;

− улучшение механических свойств материала деталей;

− соблюдение режимов смазки;

− защита деталей от коррозии.

Выбор материала. При выборе материала учитывают в первую очередь необходимую прочность и характер работы детали. Так, из двух совместно работающих деталей деталь, находящуюся в более тяжелых условиях работы, изготовляют из материала более высокого качества. Например, для шестерни зубчатой передачи выбирают материал более износостойкий, чем для зубчатого колеса. Если основным видом износа двух находящихся в зацеплении деталей является износ трением, то материал для их изготовления подбирают таким образом, чтобы коэффициент трения был минимальным. Только поэтому винт червячного редуктора изготовляют из стали, а червячное колесо или его венец — из бронзы.

Определенное влияние на выбор материала оказывает также вид нагрузок, действующих на деталь. При статическом характере нагрузок деталь может быть изготовлена из хрупкого материала. Наличие динамических нагрузок приводит к необходимости изготовления детали из более вязких материалов. В связи с этим корпус зубчатого редуктора изготовляют из чугуна или стального литья, а валы и шестерни — из качественных сталей.

Чистота механической обработки тоже оказывает большое влияние на износостойкость детали. Незначительные царапины, следы механической обработки приводят к концентрации напряжений, появлению усталостных трещин и быстрому износу трением. Но создавать поверхности трения с чистотой высокого класса довольно трудоемко и не всегда есть необходимость в связи с тем, что на гладких поверхностях плохо удерживается смазка. Поэтому их необходимо обрабатывать до экономически обоснованной чистоты, регламентированной ГОСТ 2789—73.

Улучшение механических свойств материала. Для повышения сопротивляемости деталей нагрузкам улучшают механические свойства материалов и повышают твердость трущихся поверхностей. Достигается это химико-термическими методами, термической обработкой и механическими способами. Получили распространение и другие виды упрочнения деталей: поверхностная закалка, наплавка твердыми сплавами, электролитическое покрытие и другие.

Термическая и химико-термическая обработка придает поверхности материала высокое сопротивление износу, высокую коррозионную стойкость, жаростойкость и другие качества.

В настоящее время нашли широкое применение термические (закалка, отпуск), а также химико-термические процессы (цементация, азотирование, цианирование) и процессы диффузного насыщения сплавов — алитирование, диффузионное хромирование, барирование, силицирование, сульфацианирование, насыщение несколькими элементами и другие.

Термические процессы — процессы придания изделиям, изготовленным из высокоуглеродистых или легированных сталей, твердости путем нагрева их до высокой температуры и быстрого охлаждения в различных жидкостях (закалка) или понижении этого качества путем нагрева и медленного остывания (отпуск, нормализация, отжиг).

Режимы нагрева и охлаждения зависят от марки стали и требуемой твердости детали.

Цементация — процесс насыщения углеродом поверхностного слоя деталей, изготовленных из малоуглеродистой стали. Глубина диффузии углерода для разных деталей находится в пределах от 0,5 до 2 мм. Цементированные детали подвергают закалке. Поверхностный насыщенный углеродом слой при этом приобретает твердость, а сердцевина остается вязкой, чем достигается прочность детали.

Цианирование — процесс насыщения поверхности деталей машин азотом и углеродом.

Цианированием обычно упрочняют детали из среднеуглеродистой стали и режущий инструмент из быстрорежущей стали и ее заменителей.

В процессе насыщения поверхности деталей азотом и углеродом происходят структурные превращения, увеличивается твердость поверхностных слоев с образованием в них остаточных напряжений сжатия, что приводит к повышению изношенности, коррозионной стойкости и усталостной прочности талей машин.

Азотирование — процесс насыщения азотом поверхностного слоя деталей, который приводит к изменению структуры и создает в поверхностном слое остаточные напряжения сжатия. Азот диффундирует в глубь металла очень медленно. Поэтому для получения азотированного слоя глубиной 0,6—0,7 мм обычно требуется 60—70 ч.

Азотирование применяют к деталям, изготовленным не только из стали, но также из чугунов, легированных алюминием: коленчатым валам, поршневым кольцам, зубчатым колесам и рейкам, седлам клапанов, эксцентрикам, кулачкам, зубчатым муфтам, звездочкам и т. п.

Сульфидирование — процесс насыщения поверхностного слоя деталей серой для придания материалу антифрикционных свойств. Сульфидированию подвергают рабочие поверхности деталей после окончательной механической обработки и обезжиривания. Его производят в жидкой, твердой и газообразной среде, содержащей серу. В результате сульфидирования на поверхности детали появляется менее прочная пленка, чем основной металл, которая разрушается при трении и отделяется от основания без пластического деформирования, предотвращая схватывание трущихся поверхностей.

В процессе износа сера диффундирует в глубь металла с большей интенсивностью, чем удельное давление. Поэтому антифрикционные свойства сульфидированного слоя сохраняются при величине износа, превышающей первоначальную толщину слоя. Положительный результат дает сульфидирование одной, более дешевой из двух трущихся между собой деталей.

Повышение износостойкости механической обработкой. Из механических способов упрочнения деталей наиболее широко используются обработка давлением и наклеп.

Обработка давлением заключается в протягивании деталей через специальные фильеры. Это повышает точность изготовления детали, чистоту и износостойкость.

Поверхностный наклеп является эффективным средством повышения износостойкости изделий при воздействии как механических, так и молекулярных сил трения. Но особенно благоприятен он в тех случаях, когда работоспособность детали определяется ее усталостной прочностью и она имеет концентраторы напряжений. Наклеп иногда в 5—6 раз повышает долговечность деталей. Кроме того, положительное влияние на износостойкость трущихся поверхностей, полученных наклепом, оказывает отсутствие на них абразивных зерен, которые имеются при шлифовке, притирке и т. п. Однако поверхностный наклеп недопустим для деталей, работающих в условиях высоких температур, для магнитных сплавов и малоэффективен в тех случаях, когда от детали требуется высокая коррозионная стойкость.

Поверхностный наклеп деталей получают путем дробеструйной обработки, ударами шариков и обкаткой жесткими роликами. Наклепывание шариками и роликами по сравнению с дробеструйным имеет тот недостаток, что его нельзя применять для обработки деталей сложной формы.

Соблюдение режимов смазки. Качественное смазывание машин является важнейшим фактором уменьшения износа. При выборе вида и сорта смазки, замене или добавлении смазочных материалов в узлы смазывания необходимо руководствоваться картами смазки или инструкциями по эксплуатации.

Кроме того, необходимо содержать в исправности уплотнительные устройства, служащие для предотвращения попадания из окружающей среды в узлы смазывания пыли, грязи, воды и других вредных примесей, а также вытекания смазки. Неисправные уплотнения вызывают быстрый абразивный или окислительный износ. Они, как правило, подлежат замене.

Защита деталей от коррозии. Коррозия ежегодно разрушает огромное количество металла. Так, в результате действия агрессивной среды срок службы металлоконструкций на углеобогатительных фабриках, как правило, снижается на 20—30%, а усталостная прочность — на 75—80%, от воздействия шахтной воды ежегодные потери металла составляют 10—12% от массы машин. Поэтому борьба с коррозией имеет громадное значение. Для защиты от коррозии существуют самые различные методы.

1. Окраска стальных конструкций и машин, подвергающихся атмосферному воздействию. Преимуществом окраски являются низкая стоимость и невысокая трудоемкость, а недостатком — способность растрескиваться и пропускать влагу. Перед покраской детали очищают, обезжиривают и грунтуют винновым или железным суриком на олифе. После полного высыхания грунта наносят наружный слой краски.

2. Изготовление изделий из материалов, состоящих из сплавов повышенной сопротивляемости коррозии, например, легированных сталей, содержащих хром, никель, медь и др.

3. Полировка деталей. При этом уменьшается поверхность соприкосновения детали с воздухом, снижается возможность задержки влаги на поверхности, чем замедляется действие коррозии.

4. Покрытие металла защитной окисной пленкой, получаемой травлением изделия в сильных окислительных средах (оксидирование), или анодная обработка (анодирование). Эти способы защиты широко применяются для изделий из стали, алюминиевых и магниевых сплавов. При оксидировании деталь приобретает синий или черный цвет, отсюда его другое название — воронение. Для деталей, изготовленных из углеродистых и легированных сталей и чугунов и подвергающихся в условиях эксплуатации разрушениям от коррозионной усталости, применяют антикоррозионное азотирование. К таким деталям относятся валы насосов, спиральные и полосовые пружины, некоторые детали буровых станков и др.

5. Покрытие слоем металла, более стойкого в отношении коррозии. В настоящее время существует несколько способов нанесения металлических покрытий:

− покрытие погружением в расплавленный металл — цинк (оцинковка), олово (лужение), свинец, алюминий. Этот способ применяется как для готовых изделий, так и для материалов (листы, трубы, проволока);

− электролитические покрытия цинком, кадмием, никелем, хромом, железом;

− диффузионное покрытие изделий цинком, алюминием, хромом, осуществляемое нагреванием изделий в порошке металла (или в газообразных его соединениях), из которого желательно получить покрытие. Диффузионное покрытие цинком (шерардизация) применяется главным образом для мелких стальных изделий, покрытие алюминием (алитирование) используется для стальных изделий, требующих повышенной жаростойкости, диффузионное хромирование значительно повышает коррозионную стойкость обычной стали;

− покрытие методом распыления металлов (металлизация), применяемое для больших конструкций или аппаратов в собранном виде, когда другие методы неприменимы.

Для повышения теплостойкости деталей применяют биматериалы, полученные плазменным напылением одного материала на другой при температурах в несколько тысяч градусов, когда соединение их происходит в результате молекулярной диффузии. В качестве напылителей применяют вольфрам, керамические и некоторые другие материалы. При этом иногда повышается и усталостная прочность деталей.

Источник

Физический износ оборудования и методы его определения

Добавлено в закладки: 0

Износ – это процесс обесценивания материальных средств производства, который сопровождает потеря их экономического и технического качества. Есть три группы износов. Физический износ – это ухудшение состояния помещений, оборудования, транспортировочного парка, технологий. Моральный износ – потери качества средств производства, которые вызваны большим эксплуатационным сроком, при котором оборудование функционирует ещё, но обновлённым технологиям не соответствует. И экономический износ – когда имеющиеся средства производства уменьшаются в цене под воздействием экономических факторов.

Износ (экономика) — это обесценивание материальных производственных долгосрочных активов (основных средств), таких как транспорт, оборудование, здания, которые сопровождаются потерей их экономических технических свойств.

Есть три вида износа:

Физический износ — это износ имущества, который связан с уменьшением его стоимости в итоге утраты собственных физических свойств (внешний вид, прочность и т. д.) при помощи естественного физического старения при использовании этого объекта имущества;
Функциональный (моральный) износ — это частичная утрата основными фондами потребительной стоимости ввиду удешевленя их воспроизводства или ввиду более низкой производительностью в сравнении с новыми;
Экономический износ — это уменьшение стоимости имущества ввиду изменения внешних факторов (экологических, экономических, политических и так далее).

Физический износ находят по формуле:

Износ = Время эксплуатации актива / Нормативный срок службы актива

Что такое износ? Описание и определение понятия.

Рассмотрим, более детально, что значит износ.

Каждому человеку известно давно о том, что вокруг все, к сожалению, изнашивается. Это относится к зданиям и к оборудованию. При этом заменять предметы недвижимости и оборудование необходимо не лишь при их выходе из строя, но и когда появляется более современное оборудование. Это даст возможность сэкономить большие суммы на ремонте техники и старых машин и получить более безопасное и быстрое производство. Хорошо с данными процессами знакомы специалисты в сфере экономики и бухгалтерского учета.

Определение износа

трение;
статические, импульсные или периодические механические нагрузки;
температурный режим, особенно экстремальный.

Замедляют старение следующие факторы:

конструктивные решения;
применение современных и качественных смазочных материалов;
соблюдение условий эксплуатации;
своевременное техническое обслуживание, планово–предупредительные ремонты.

Вследствие снижения эксплуатационных характеристик снижается также и потребительская стоимость изделий.

Виды износа

Классификация видов износа

абразивный вид — повреждение поверхности мелкими частицами других материалов;
кавитационный, вызываемый взрывным схлопыванием газовых пузырьков в жидкой среде;
адгезионный вид;
окислительный вид, вызываемый химическими реакциями;
тепловой вид;
усталостный вид, вызванный изменениями структуры материала.

Некоторые виды старения разбиваются на подвиды, как, например, абразивный.

Абразивный

горное оборудование;
транспорт, дорожно-строительные механизмы;
сельскохозяйственные машины;
строительство и производство стройматериалов.

Абразивный вид износа

Газоабразивный

пневмопроводы;
лопасти вентиляторов и насосов для перекачки загрязненных газов;
узлы доменных установок;
компоненты твердотопливных турбореактивных двигателей.

Зачастую газоабразивное воздействие сочетается с присутствием высоких температур и плазменных потоков.

Гидроабразивный

Воздействие аналогично предыдущему, но роль носителя абразива выполняет не газовая среда, а поток жидкости.

Гидроабразивный вид износа

Такому воздействию подвержены:

гидротранспортные системы;
узлы турбин ГЭС;
компоненты намывочного оборудования;
горная техника, применяемая для промывки руды.

Иногда гидроабразивные процессы усугубляются воздействием агрессивной жидкой среды.

Кавитационный

Кавитационный вид износа

Адгезионный

Адгезионный вид износа

Тепловой

Усталостный

Фреттинговый

Существуют и другие, менее распространенные специфические виды старения.

Какой бывает агрессивная среда

Характер разрушения строительных материалов может быть весьма разнообразным — химическим, физическим, электрохимическим, физико-химическим. Существует специальный СНиП 2.03.11-85, в котором приводится классификация агрессивных сред со степенью их воздействия. Они могут быть газовыми, жидкими и твердыми.

К первым относятся соединения серы, углерода, углекислого и сернистого газов и т. д. Агрессивность их характеризуется показателями вида, концентрации, температуры, влажности и растворимости в водной среде.

Жидкая агрессивная среда существует в виде раствора щелочей, кислот и солей. А кроме того — нефти, масел и растворителей. Основные показатели здесь — концентрация агента, температура, сила напора и скорость движения. В жидкой агрессивной среде процесс коррозии протекает особенно интенсивно.

К твердым агрессивным средам относятся пыль, различные грунты и т. д. Показатели их агрессивности состоят в дисперсности, растворимости в воде, гигроскопичности и влажности. Роль активной влаги в твердой среде особенно опасно недооценивать.

Условия климатического и геологического характера, в которых ведется процесс строительства в нашей стране, порой затрудняют поиск оптимальных решений, способных учесть все виды воздействия на физический износ объектов, их долговечность, экономичность и прочие показатели. Именно потому важен учет персоналом эксплуатационных служб возможных специфических воздействий на вверенные им сооружения.

Типы износа

В зависимости от причин и последствий различают физический, функциональный и экономический.

Физический износ

Кроме степени, физический износ также разделяется на рода:

Первый. Оборудование изнашивается в ходе планового использования с соблюдением всех норм и правил, установленных изготовителем.
Второй. Изменение свойств обусловлено неправильной эксплуатацией либо факторами непреодолимой силы.
Аварийный. Скрытое изменение свойств приводит к внезапному аварийному выходу из строя.

Перечисленные разновидности применимы не только к оборудованию в целом, но и к отдельным его деталям и узлам

Функциональный износ

Частичным. Станок невыгоден для законченного производственного цикла, но вполне пригоден для выполнения некоторого ограниченного набора операций.
Полным. Любое использование приводит к причинению убытков. Единица подлежит списанию и демонтажу

Функциональный износ также подразделяют по вызвавшим его факторам:

Моральный. Доступность технологически идентичных, но более совершенных моделей.
Технологический. Разработка принципиально новых технологий для выпуска такого же вида продукции. Приводит к необходимости перестройки всей технологической цепочки с полным или частичным обновлением состава основных средств.

В случае появления новой технологии, как правило, состав оборудования сокращается, а трудоемкость падает.

Экономический износ

Падение спроса на выпускаемые товары.
Инфляционные процессы. Цены на сырье, комплектующие и трудовые ресурсы растут, в то же время пропорционального роста цен на продукцию предприятия не происходит.
Ценовое давление конкурентов.
Рост стоимости кредитных услуг, используемых для операционной деятельности или для обновления основных фондов.
Внеинфляционные колебания цен на рынках сырья.
Законодательные ограничения на применение оборудования, не отвечающего стандартам по охране окружающей среды.

Основные причины и способы как определить износ

Наблюдение. Включает в себя визуальный осмотр и комплексы измерений и испытаний.
По сроку эксплуатации. Определяется как отношение фактического срока использования к нормативному. Значение этого отношения принимается за величину износа в процентном выражении.
укрупненная оценка состояния объекта производится с помощью специальных метрик и шкал.
Прямое измерение в деньгах. Сопоставляется стоимость приобретения новой аналогичной единицы основных средств и расходы на восстановительный ремонт.
доходность дальнейшего использования. Оценивается снижение дохода с учетом всех издержек по восстановлению свойств по сравнению с теоретическим доходом.

Что понимается под его величиной?

Определение физического износа подразумевает количественную оценку технического состояния тех элементов, из которых здание состоит. Она показывает долю понесенного ущерба, степень потери первоначальных характеристик физического характера, соответствующих требованиям эксплуатации. В настоящее время действует методика оценки физического износа, согласно которой последний определяют сложением размера износа отдельных элементов конструкции, определяемого согласно долям восстановительной стоимости их в суммарном показателе ее для всего здания.

Проводят определение физического износа, прибегая к осмотру. В отдельных случаях методика предусматривает процедуру вскрытия ряда конструкций. Процент физического износа, согласно относящимся к данной методике таблицам, варьируется в пределах 5 %.

Способы учета

линейный, или пропорциональный расчет;
способ уменьшаемого остатка;
по суммарному сроку производственного применения;
в соответствии с объемом выпущенной продукции.

На заметку ЖЭКу

При условии своевременного проведения текущих ремонтов здания, исчерпавшие нормативный срок службы, как правило, подвержены физическому износу, соответствующему уровню 75-80 %. Очевидно, что проведение капитального и текущего ремонта существенно влияет на его динамику, то есть притормаживает данный процесс.

Когда речь идет об эффективности деятельности организации, эксплуатирующей данное издание, учитывается полученная при обследовании оценка физического износа здания, которая не может превышать содержащуюся в нормативном документе. В качестве нормальной эксплуатации принимается такая, при которой производится весь комплекс работ со своевременным ремонтом и поддержанием объекта в надлежащем состоянии.

Источник