ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы оценки устойчивости покрытий к газоабразивному износу из "Эрозионностойкие лакокрасочные покрытия " Принцип метода испытаний устойчивости покрытий к газоабразивному износу заключается в разгоне абразивных частиц, их взаимодействию с поверхностью испытуемого тела и оценке результатов взаимодействия. По способу разгона абразивных частиц установки могут подразделяться на следующие классы пневматические аэродинамические гравитационные механические центробекные. [c.27] Пневматические установки [21, с. 215 22, с. 117]. Наибольшее распространение получили пневматические установки, работающие по принципу разгона абразивных частиц сжатым воздухом. Схема подобной установки приведена на рис. 2.4. [c.27] Оценка эрозионной стойкости материалов проводится, по результатам сравнительных испытаний различных образцов в одинаковых условиях, причем для разных материалов отрабатываются свои стандартные условия. [c.28] К достоинствам установок подобного типа следует отнести возможность изменения угла атаки струи абразива, а также регулирование ее параметров (скорости и концен- ации) в широком диапазоне. Недостатками установок являются их громоздкость необходимость проведения специальных мероприятий по защите от пыли сложность проведения испытаний при высоких температурах в связи с большими расходами воздуха, а также невозможность одновременного испытания нескольких образцов. [c.29] Более совершенной является установка, схема которой приведена на рис. 2.5. По периметру камеры 4 расположены резьбовые отверстия для патрубка со сменным соплом, из которого происходит истечение газоабразивной струи на диск на поверхности диска закреплено 60 образцов размером 35x20 2 мм. При испытании скорость газоабразивного потока изменяли от 90 до 350 м/с, а углы атаки - от 20 до 90 . [c.29] Размеры сопла и расположение его выходного сечения выбирают с таким расчетом, чтобы абразивные частицы попадали только на исследуемую поверхность, что дает возможность предотвратить износ ротора и деталей крепления образца. Торцы образцов плотно прилегают друг к другу, в результате чего износу подвергается только лицевая поверхность образца. Внутренняя поверхность камеры оклеена листовой резиной для уменьшения влияния воздействия рикошетирующих абразивных частиц на износ образцов, а также для уменьшения износа стенок камеры. Достоинствами установки являются высокая производительность и возможность регулировки в широких пределах скорости истечения, угла атаки и концентрации абразива. [c.29] Для моделирования сверхзвукового обтекания газовым потоком, содержащим твердые абразивные частицы, предложена установка с камерой Эйфеля (рис. 2.7). Установка представляет собой газодинамический стенд, снабженный лазерной измерительной системой для точного измерения скорости и концентрации частиц. Равномерный профиль концентрации частиц в двухфазном ядре потока достигается с помощью питателя, установленного между форкамерой и цилиндрической трубой. [c.29] Под воздействием перепада давления дисперсный абразив вытесняется из баллончиков через сужающиеся наконечники, подхватывается струйками воздуха, проходящими по каналам между баллончиками, и выносится в основной поток. [c.30] Определение скорости и потока массы частиц производится с помощью лазерно-допплеровской анемометрической системы, в которой использован гелий-неоновый лазер мощностью 5 МВт с X. = 632,8 нм. [c.31] Гравитационные установки. Работа гравитационных установок [3, с. 121 21, с. 215 22, с. 117] основана на принципе свободного падения абразивных частиц с определенной высоты. Установки просты в эксплуатации, однако, поскольку ускоряющей силой является сила гравитации самих абразивных частиц, на них практически невозможно достичь скоростей частиц свыще 10 м/с. [c.31] Одной из модификаций подобных методов является испытание лакокрасочных покрытий при помощи струи падающих шариков. Однако в данном случае происходит не столько абразивный износ (поскольку контактные нагрузки относительно малы), сколько усталостное разрущение покрытий вследствие многократных деформаций сжатия в зоне удара щариков. [c.31] Одной из разновидностей механических установок являются установки, имитирующие эрозионный износ с помощью специального индентора, которому при помощи генератора сообщалось колебательное движение. Принцип рассматриваемого метода состоит в объединении способа испытания на трение скольжения при возвратно-поступа-тельном движении истираемой поверхности и вибрации индентора. Установки такого рода по некоторым характеристикам имеют преимущества перед установками с подвижной истираемой поверхностью и особенно удобны для проведения лабораторных испытаний. Однако следует отметить, что вследствие того, что индентор воздействует на малый участок поверхности под прямым углом и при этом не имитируются реальные условия, наблюдаемые при ударно-абразивном износе, результаты испытаний являются условными. [c.32] Схема подобной установки приведена на рис. 2.10. [c.32] Центробежные установки. При рассмотрении механизма эрозионного износа уже говорилось, что интенсивность в значительной мере определяется скоростью абразивных частиц, однако физический ПОДХ.ОД к данной трактовке позволяет сделать вывод, что важна не скорость абразивной частицы как таковой, а скорость в момент встречи абразивной частицы с истираемым телом. В реальных условиях ударно-абразивный износ и происходит именно при подобных условиях (например, износ лопаток компрессоров, лопастей вертолетов и т.д.). Этот же принцип используется и при создании механических установок. Наибольшее распространение получили установки, работа которых основана на принципе свободного падения абразива на вращающиеся образцы. [c.32] Поскольку частота вращения ротора может достигать больших значений, а масса абразивных частиц - варьироваться в широких пределах, при испытаниях на таких установких могут быть достигнуты высокие значения кинетической энергии частиц. Недостатком таких установок является их громоздкость и определенные неудобства в работе, связанные с креплением образцов. Наиболее целесообразно их применять при проведении стендовых испытаний отдельных элементов конструкции. [c.32] При разработке центробежной установки для исследования эрозионной стойкости покрытий авторами [28] был использован принцип разгона абразивных частиц за счет центробежной силы. Это позволило положительно решить вопросы регулирования кинетической энергии частиц абразива, а компактность прибора дает возможность разрешить проблему термостатирования образцов в процессе испытания. [c.33] Отработанный абразив ссыпается в бункер. Температурный режим создается двумя низковольтными пластинчатыми нагревателями, автоматически поддерживается и контролируется с помощью термопары, зачеканенной в контрольный образец и подключенный к потенциометру ЭПВ-2-10. [c.33] В качестве критерии эрозионной стойкости принималось количество абразива (кг), израсходованного на разрушение покрытия до подложки при заданных условиях. Начало разрушения фиксировалось путем визуального осмотра после проведения каждого цикла испытаний (цикл соответствовал воздействию 800 г абразива, пропускаемого за 4 мин). [c.34] На рис. 2.12 приведена кривая, характеризующая зависимость средней кинетической энергии частиц от частицы вращения трубки. [c.34] Вернуться к основной статье