Эрозия представляет собой местное разрушение поверхностей деталей СТС, вследствие механических воздействий. Эрозионное разрушение наблюдается у деталей СТС работающих в условиях непосредственных динамических воздействий (ударов) жидкостей (воды); пара; взвешенных частиц находящихся в газовом потоке, жидкостях, паре и воздухе; кавитации.
Различают три вида эрозии: газовая, абразивная и кавитационная, а также эрозионные разрушения обусловленные совместным действием нескольких причин.
Газовая эрозия, протекает под действием на поверхность металла потока газов. Газовой эрозии подвержены лопатки газовых турбин, детали ЦПГ, поверхности коллекторов и трубопроводов внутри которых движутся газовые потоки, сопловые устройства и др. Под действием газов, имеющих высокую температуру, поверхность размягчается и окисляется, при этом из металла уносятся вместе с потоком газов отделившиеся частицы металла.
Абразивная эрозия, возникает при наличии взвешенных частиц в потоках газов, пара или жидкостей. Сила удара этих частиц значительна, так как она пропорциональна квадрату скорости потока. В результате такого воздействия поверхность становится шероховатой с царапинами, что создает дополнительное сопротивление потоку. Царапины могут быть началом усталостного разрушения.
Явление кавитационной эрозии изучено не до конца, выдвигается несколько объяснений ее природы.
Кавитация наблюдается при больших скоростях обтекания и наличии турбулентных вихреобразований в движущейся жидкости, когда местные давления снижаются до значений, соответствующих давлению насыщенного пара. При этом в воде образуются полости в виде отдельных пузырей, каверн и мешков, наполненных парами жидкости и, выделившихся из жидкости, воздухом и газами. Кавитация возникает также при наличии препятствий, мешающих свободному движению воды. В потоке за препятствием обычно образуется кавитационная зона. В дальнейшем, происходит разрушение пузырьков или, в результате их всплытия, замещение занимаемых ими объёмов массами воды. Если поверхность металла расположена достаточно близко, то этот процесс сопровождается гидравлическими ударами масс воды о нее. Таким образом, в кавитационной зоне происходят разрушение металла. Поверхность лопастей гребных винтов, в начале процесса, изменяет цвет (напоминает цвет побежалости), потом образуются разрушения в виде язв, углублений, борозд, которые могут распространяться на значительную глубину, вплоть до образования сквозных отверстий. Места поражений чаще всего возникают у корня лопастей, но могут наблюдаться в центре и на периферии. Как указывалось выше, процесс разрушения поверхностей, в случае кавитационной эрозии, заключается в ударном воздействии на них масс воды при разрушении или замещении пузырьков в кавитационной зоне. По всей вероятности этот процесс сопровождается и электрохимической коррозией, так как воздух, выделяющийся из воды при кавитации, насыщен большим количеством кислорода усиливающий химические процессы. Степень эрозионного разрушения зависят от качества металла, структуры и степени чистоты (шероховатости) поверхности, скорости воды и ее химического состава, а также характера кавитационной зоны (протяженность, давление). Металлы с большим пределом прочности более стойки к эрозионным воздействиям.
Различают три вида эрозии: газовая, абразивная и кавитационная, а также эрозионные разрушения обусловленные совместным действием нескольких причин.
Газовая эрозия, протекает под действием на поверхность металла потока газов. Газовой эрозии подвержены лопатки газовых турбин, детали ЦПГ, поверхности коллекторов и трубопроводов внутри которых движутся газовые потоки, сопловые устройства и др. Под действием газов, имеющих высокую температуру, поверхность размягчается и окисляется, при этом из металла уносятся вместе с потоком газов отделившиеся частицы металла.
Абразивная эрозия, возникает при наличии взвешенных частиц в потоках газов, пара или жидкостей. Сила удара этих частиц значительна, так как она пропорциональна квадрату скорости потока. В результате такого воздействия поверхность становится шероховатой с царапинами, что создает дополнительное сопротивление потоку. Царапины могут быть началом усталостного разрушения.
Явление кавитационной эрозии изучено не до конца, выдвигается несколько объяснений ее природы.
Кавитация наблюдается при больших скоростях обтекания и наличии турбулентных вихреобразований в движущейся жидкости, когда местные давления снижаются до значений, соответствующих давлению насыщенного пара. При этом в воде образуются полости в виде отдельных пузырей, каверн и мешков, наполненных парами жидкости и, выделившихся из жидкости, воздухом и газами. Кавитация возникает также при наличии препятствий, мешающих свободному движению воды. В потоке за препятствием обычно образуется кавитационная зона. В дальнейшем, происходит разрушение пузырьков или, в результате их всплытия, замещение занимаемых ими объёмов массами воды. Если поверхность металла расположена достаточно близко, то этот процесс сопровождается гидравлическими ударами масс воды о нее. Таким образом, в кавитационной зоне происходят разрушение металла. Поверхность лопастей гребных винтов, в начале процесса, изменяет цвет (напоминает цвет побежалости), потом образуются разрушения в виде язв, углублений, борозд, которые могут распространяться на значительную глубину, вплоть до образования сквозных отверстий. Места поражений чаще всего возникают у корня лопастей, но могут наблюдаться в центре и на периферии. Как указывалось выше, процесс разрушения поверхностей, в случае кавитационной эрозии, заключается в ударном воздействии на них масс воды при разрушении или замещении пузырьков в кавитационной зоне. По всей вероятности этот процесс сопровождается и электрохимической коррозией, так как воздух, выделяющийся из воды при кавитации, насыщен большим количеством кислорода усиливающий химические процессы. Степень эрозионного разрушения зависят от качества металла, структуры и степени чистоты (шероховатости) поверхности, скорости воды и ее химического состава, а также характера кавитационной зоны (протяженность, давление). Металлы с большим пределом прочности более стойки к эрозионным воздействиям.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.