К вопросу о коррозии машин и механизмов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России

К вопросу о коррозии машин и механизмов

Пучков Павел Владимирович,

кандидат наук, преподаватель

В данной статье пойдет речь о коррозии металлических деталей автомобилей. Рассмотрены химическая и электрохимическая виды коррозии, а также их разновидности и причины их возникновения.

Коррозия машин - разрушение металлических частей машины (механизма и др.) под воздействием агрессивной окружающей среды, вследствие нерационального выбора конструкционного материала для изготовления механизма и небрежной эксплуатации.

В системе МЧС используется большое количество дорогостоящей специализированной техники, которая подвержена неблагоприятному воздействию окружающей среды. По статистике 25% поломок пожарной и аварийно-спасательной техники происходит по вине коррозионных процессов. Некоторые детали автомобиля (механизма) поврежденные коррозионными процессами можно заменить, отремонтировать, а другие, такие как кузов или рама - зачастую становятся непригодными для дальнейшей эксплуатации. Известно, что борьба с коррозией и её последствиями требует финансовых затрат, поэтому продление срока службы металлических частей машин и механизмов является актуальной проблемой на сегодняшний день.

Средний срок службы автомобиля составляет около 15 - 20 лет (зависит от многих факторов). Срок службы автомобиля резко снижается при его эксплуатации в неблагоприятных условиях, при неправильном хранении и обслуживании. Чаще всего автомобиль выходит из строя из-за коррозионных разрушений (коррозии) его деталей: кузова, трубопроводов, элементов тормозных систем, рам и других важных узлов. (см. рис.1).

Рисунок 1 Коррозия металлических деталей автомобиля

В легковых автомобилях и автобусах быстрее всего подвергается коррозии кузов. В грузовых - кабина, рама и другие детали и элементы конструкций. Кузов, кабина, рама подвергаются чаще всего чисто коррозионному износу, а трансмиссия, двигатель - коррозионно- механическому и механическому разрушению (износу).

Коррозию автомобиля, по условиям протекания, можно подразделить на следующие виды коррозии:

· коррозию в неэлектролитах (масляная и топливная системы);

· газовую (разрушение выпускной трубы, глушителя, на фасках тарелок выпускных клапанов в камерах сгорания);

· в электролитах (в местах застоя влаги);

· контактную (места контакта металлов с разным электродным потенциалом);

· атмосферная (при хранении, транспортировки и эксплуатации автомобиля);

· щелевая (в зазорах и узких щелях);

· структурная (в местах с неоднородностью состава металла, например, после сварки);

· в условиях трения (наблюдается в узлах трения, где есть коррозионная среда);

· под напряжением (на поверхностях, которые находятся под напряжением);

Атмосферной коррозии подвержены все транспортные средства, эксплуатируемые на открытом воздухе. Поверхности кузова автомобиля (гусеничной техники и т.д) при эксплуатации неизбежно подвергаются увлажнению и загрязнению, что является первопричиной возникновения и развития коррозионных процессов.

Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Любая металлическая поверхность автомобиля является электрохимически неоднородной (некоторые контактирующие фазы имеют разные электродные потенциалы). Поверхность с меньшим значением электродного потенциала (при контакте с электролитом) становится анодной, а с большим - катодной. Каждая пара неоднородных участков образует короткозамкнутый гальванический элемент. Таких работающих гальванических элементов на поверхности автомобиля очень много. При этом идет разрушение только анодных участков. В настоящее время известно более тридцати пяти факторов, влияющих на скорость атмосферной коррозии, основными из которых являются: степень увлажнения металла, состояние поверхности конструкции (пористость, загрязненность), химический состав атмосферы (наличие гигроскопичных и агрессивных продуктов) и т.д. Очень опасными для автомобиля являются различного рода зазоры, трещины лакокрасочного покрытия, швы контактной сварки кузова и т.п. В них скапливается и застаивается влага. Развивается щелевая коррозия. Кислород, который находится в щели, очень быстро вступает в химическую реакцию с металлом кузова. В итоге, образуются зоны обедненные кислородом (анод) и с нормальным его доступом (катод). Возникает гальванический элемент. Поэтому очень важно, чтобы целостность лакокрасочного слоя, защищающего кузов автомобиля от негативного воздействия окружающей среды не была нарушена. Также установлено, что коррозии стальных деталей автомобиля способствует наличие в составе углеродистой стали такой постоянной и вредной примеси как сера. Поэтому для изготовления деталей машин следует использовать высококачественную углеродистую сталь с низким содержанием серы S ? 0,03%.

Помимо атмосферной коррозии, автомобиль может подвергаться и химической высокотемпературной коррозии. Ярким примером химической высокотемпературной коррозии является разрушение выпускного тракта двигателя под воздействием отработавших газов (см. рис. 2) Также газовая химическая коррозия автомобиля может наблюдаться и в его топливной системе, если в топливных жидкостях присутствуют примеси сероводорода, меркаптанов, элементарной серы и т.д. При этом корродируют металлические вкладыши подшипников.

коррозия конструкционный материал химический

Рисунок 2 Резонатор автомобиля разрушенный в следствии газовой коррозии

Следует отметить, что процесс коррозии невозможно остановить полностью, его можно только замедлить. Коррозионные процессы наносят огромный материальный ущерб экономикам всех стран и приводят к медленному разрушению машин, механизмов и металлоконструкций.

Основной целью решения проблемы коррозии машин и механизмов является продление сроков эксплуатации различных машин до их морального износа. Защита от коррозии в целом представляет комплекс мероприятий, направленных на предотвращение и ингибирование коррозионных процессов, сохранение и поддержание работоспособности узлов и агрегатов машин, оборудования и сооружений в требуемый период эксплуатации.

Список литературы

1. Иванов А.В., Пучков П.В., Тимофеева С.В. Причины коррозионного разрушения деталей пожарной и аварийно-спасательной техники Сборник материалов III Межвузовского научно-практического семинара «Надёжность и долговечность машин и механизмов» (25 апреля 2012 года)/Сост. В.В. Киселёв. Иваново: ООНИ ЭКО ИвИ ГПС МЧС России, 2012. с. 77-80.

2. Пучков П.В., Акулов А.Е., Паранин И.С. Протекторная защита от коррозии сварных швов пенобаков пожарных автоцистерн. Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: сб. ст. по материалам всерос. науч.-практ. конф. с междунар.уч., 19 апр.2013 г. / ФГБОУ ВПО Воронежский институт ГПС МЧС России. Воронеж, 2013. с. 92 - 94.

Размещено на Allbest.ru