Механизм эрозионных разрушений

В основу изучения механизма эрозионных разрушений могут быть положены представления о рассеянии механических характеристик материалов и о статистической природе их разрушения — свойствах, которые должны наиболее полно проявляться при эрозионном разрушении. Действительно, природа этих явлений связана со структурой материала, различными размерами, формой и ориентацией [c.292]

Глава третья МЕХАНИЗМ ЭРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ [c.46]

Общеизвестно, что кавитационные пузыри вызывают кавитационную эрозию. Поскольку они обнаружены в каплях, растекающихся после удара о твердую поверхность,—для понимания механизма эрозионного разрушения при ударах капель необходимо понять механизм разрушения при кавитационной эрозии. Этот вопрос будет рассмотрен в 10 и 11. [c.51]

Выдвинутое М. Корнфельдом и Л. Я. Суворовым объяснение механизма эрозионного разрушения при кавитации получает все более широкую известность, признание и дополнительные подтверждения в трудах как советских, так и иностранных ученых (см. [Л. 4, 47, 49, 76, 81, 98, 105, 106 и др.]). В статье [Л. 105], например, указывается, что струйку, входящую внутрь пузырька и разрушающую поверхность образца прямым контактом, удалось обнаружить и наблюдать на опытах, и что действие этой струйки согласуется с теоретическими расчетами. По теоретическим данным Л. 105] скорость струйки, ударяющей по поверхности тела, может достигать 1 ООО м сек. Прямые измерения деформации пузырьков срывной кавитации за круглым профилем, обтекаемым со скоростью 17 м сек, показали [Л. 76], что скорости перемещения поверхности пузырь-62 [c.62]

МЕХАНИЗМ ЭРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ ОТ УДАРОВ КАПЕЛЬ ПО ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА [c.64]

Приведенный в предыдущих разделах этой главы анализ исследований кавитационной эрозии и соударений капель воды с твердыми телами позволяет составить представление о механизме эрозионного разрушения при капельном ударе. [c.64]

Таким образом, нет принципиальной разницы меч<-ду механизмом эрозионного разрушения при больших и при малых или умеренных скоростях соударения капель с твердой поверхностью. В том и другом случае разрушения происходят от гидравлических ударов по поверхности детали. Только при больших скоростях соударения сила удара капли настолько велика, что повреждение происходит с одного удара, и размер повреждения соизмерим с диаметром ударяющей капли. А при малых или умеренных скоростях соударения каждый гидравлический удар, возникающий при несимметричном смыкании кавитационного пузырька у поверхности детали, воздействует на микроскопически малый участок поверхности, поэтому заметное эрозионное разрушение возникает не сразу, а только после многочисленных ударов. [c.65]

О МЕХАНИЗМЕ ЭРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ [c.358]

МЕХАНИЗМ ЭРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН [c.143]

Следует отметить, что интенсивность и механизм эрозионного разрушения не эксплуатировавшихся ранее эпоксидных (и особенно эпоксидно-полиамидных) покрытий в значительной степени определяются температурой при эрозионном воздействии. Как уже указывалось ранее, максимальная эрозионная стойкость эпоксидно-полиамидных покрытий наблюдается при интервале 80-120 °С, что обусловлено переходом относительно жесткого эпоксидно-полиамидного пленкообразующего в данном температурном диапазоне в высокоэластическое состояние. При этом деформационные характеристики покрытия резко возрастают при сохранении высокой прочности пленки. [c.66]

Процессы эрозионного разрушения поверхностей характерны, например, для деталей глубинных насосов, перекачивающих глинистые растворы или нефть, механизмов угольных комбайнов, распределителей гидравлических й топливных агрегатов и др. Часто процессы эрозии и коррозии протекают одновременно. [c.87]

Механизм абразивно-эрозионного разрушения схематически может быть представлен, как царапанье (резанье) множеством твердых зерен (резцов), из которых одна часть, в силу благоприятно расположенных граней, снимает с поверхности металла стружку, а большинство других оставляет вдавленный след, пластически деформируя металл. [c.88]

Близкий характер разрушений поверхности при капельной эрозии и кавитации послужил основанием гипотезы о ведущей роли кавитационных явлений в ходе эрозионного разрушения лопаток паровых турбин каплями конденсата. Предполагается, что при малых скоростях и больших диаметрах капель преобладает кавитационный механизм разрушения, так как иначе трудно объяснить причины разрушения материалов повторяющимися ударами капель при скоростях 10—20 м/с. При больших скоростях соударения (несколько сот метров в секунду) сила удара капли настолько велика, что повреждение происходит при одном ударе и размер повреждения соизмерим с диаметром ударяющей капли . [c.281]

ОСОБЕННОСТИ ЭРОЗИОННЫХ РАЗРУШЕНИЙ ПРИ КАВИТАЦИИ И ВЗГЛЯДЫ РАЗНЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ НА МЕХАНИЗМ КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ [c.53]

В этой связи следует указать, что эрозии подвергаются такие химически пассивные материалы, как агат, бетон, золото и др. [Л. 85]. Известны примеры очень интенсивной эрозии, когда сквозное эрозионное разрушение металлической пластинки высокоскоростной струей воды происходит за несколько секунд Л- 47] или сильная эрозия возникает с нескольких ударов крупных капель Л. 48, 79 и др.]. При столь малом времени эрозионного разрушения бессмысленно говорить о преобладающей роли коррозии. Исследовав более тридцати различных материалов в морской воде, авторы [Л. 43 и 98] пришли к выводу, что скорость эрозионного разрушения при кавитации превосходит скорость коррозионного разрушения в среднем более чем на четыре порядка. При кавитации в неагрессивных жидкостях химические процессы только сопровождают основной механизм эрозионного воздействия, подготовляя деталь к последующему более легкому повреждению, и тем самым ускоряют процесс 158 [c.58]

Взаимодействие жидкого металла с конструкционным материалом отлично от процессов коррозии в воде и других неметаллических жидкостях и газах своим механизмом — сложным комплексом таких явлений, как растворимость материала и его компонентов в жидком металле, перенос массы, межкристаллитная коррозия, охрупчивание, адсорбционное понижение прочности, эрозионное разрушение и др. Рассмотрению воздействия жидких металлов на конструкционные материалы посвящен ряд работ [69 и др.]. Здесь дается лишь краткая характеристика этих специфических явлений. [c.47]

Особенности коррозионно-эрозионного разрушения металлов и сплавов в скоростных газовых потоках. При небольших скоростях газовых потоков влияние динамических эффектов на механизм и кинетику газовой коррозии незначительно. Однако при скоростях потоков, сравнимых со скоростью звука, кинетическая энергия газовых молекул растет пропорционально квадрату М-числа М — число Маха, представляющее собой отношение скорости течения газа к местной скорости звука в газообразной среде) и становится сравнимой с тепловой энергией. Известно, что вблизи поверхности, обтекаемой скоростным газовым потоком, образуется пограничный слой изменения скорости, давления и температуры, в котором и определяют энергетическое воздействие среды на металл. Разрушение металлической поверхности в скоростных газовых потоках происходит вследствие механического, теплового и химического воздействия, интенсивность которых определяется составом газовой среды, [c.252]

В пятидесятых годах К. К. Снитко и др. предложили так называемую окислительную теорию — одну из разновидностей химических теорий газовой эрозии. Согласно этой теории главная причина эрозионного разрушения металлов состоит в. окислении железа (и выгорании углерода) и других элементов, окисляющихся легче железа, под воздействием прямого окисления свободным кислородом, а также при непрямом окислении посредством находящихся в газах двуокиси углерода и паров воды. Эти выводы были основаны на результатах исследования механизма и кинетики процесса разложения пороха при высоких давлениях. [c.442]

Механизм абразивно-эрозионного разрушения схематически может быть представлен, как царапанье (резанье) множеством твердых зерен (резцов), из которых одна часть, в силу благоприятно расположенных граней, снимает с поверхности 21 [c.24]

По-видимому, этот вид эрозии включает в себя как элементы гидроабразивной, так и кавитационной эрозии, и существенно нового в механизм протекания процесса эрозионного разрушения не вносит. [c.44]

Окислительная теория разработана на основании работ по порохам и механизму их сгорания, проведенных нашим великим соотечественником Д. И. Менделеевым. И хотя прямых указаний на процесс эрозионного разрушения под окислительным действием пороховых газов Менделеев не дает, тем не менее можно установить, что им допускалось появление свободного кислорода в процессе разложения пороха. Работами 40-х годов (Иерусалимский и др.), а также послевоенного времени (проф. К. К- Снитко и др.) установлены механизм и кинетика процесса разложения пороха при высоких давлениях и высказаны соображения, основанные на экспериментальных данных, о влиянии окислительного действия газов и свободного кислорода на эрозионное разрушение поверхности металлов. [c.48]

В книге рассмотрены причины и особенности эрозионного разрушения лопаток паровых турбин, факторы, влияющие на эрозию, и методы предотвращения эрозии. Приведены результаты исследований эрозионной стойкости различных металлов разными спосабами. Проанализирована аналогия между эр03И 0ннЫ1МИ разрушениями деталей при кавитации и при ударах капель по поверхности детали, рассмотрен механизм эрозионного разрушения. [c.2]

Еще в 1937 г. (Л. 61] Фатер констатировал аналогию характера эрозионных разрушений от ударов капель конденсата по лопаткам паровых турбин и кавитационных разрушёний деталей, омываемых скоростным потоком воды. Однако прямых доказательств того, что механизм и первопричины этих разрушений одинаковы, до последнего времени не было опубликовано. В последние годы в разных странах появилось несколько экспериментальных работ, анализ которых позволяет достаточно конкретно обрисовать эти связи и составить определенное нредставление о механизме эрозионного разрушения нр и многократно повторяющихся ударах капель. [c.47]

Проведены также исследования разрушительной способности одиночных капель при высоких скоростях соударения капель с образцами из разных материалов (Л. 48 и 79]. Эти исследования даюг ключ к пониманию механизма эрозионного разрушения лопаток паровых турбин. [c.48]

Первая попытка объяснить механизм эрозионного разрушения при кавитации была сделана Куком и Парсонсом [Л. 86]. Причиной эрозионного разрушения они считали непосредственные удары жидкости при быстром захлопывании кавитационных пузырьков. Предполагалось, что удар происходит по твердому телу, помещенному внутри кавитационного пузыря. Однако такая модель не имеет реального смысла, так как фактически пузырек располагается на разрушаемой поверхности или вблизи ее, т. е. гидравлический удар должен бы происходить при полном смыкании пузырька. Но фор1-мула Кука неприменима для этого случая, так как при [c.55]

И. Н. Богачев и Р. И. Минц (1958 и сл.) на основании имеюш,ей место неоднородности распределения акустических давлений при обтекании воздушным потоком поверхности самолетных крыльев сделали вывод о неравномерном распределении напряжений в металле. При этом поток быстротекуш его газа оказывает на металлическую поверхность механическое воздействие, которое в силу неоднородности потока приводит к суш е-ственной неоднородности поля напряжений в металле. Последнее проливает свет на один из наиболее важных механизмов эрозионного разрушения. При локальном нагружении в каком-либо участке могут встретиться микрообъемы, в которых наряду с упругой деформацией будут иметь место пластическая деформация и даже микротреш ины. При этом обш ий уровень регистрируемой деформации может быть невелик, однако наличие микроразрушения является уже в известной мере опасным в отношении достаточной надежности работы конструкции. Те же авторы отмечали большое значение нагрузок, связанных с аэродинамическим воздействием газов, вытекаюш их из реактивного сопла, а также возникаюш их при этом импульсов давления с высокочастотными колебаниями и т. д. При этом оказывается, что нагрузки от указанных факторов, которые могут привести к разрушению за срок службы самолетов, встречаются довольно часто. [c.443]

Л. А. Урванцев (1966) на основе анализа известных теорий эрозионного разрушения материалов, вызванного различными причинами, предложил обобш ить существуюш ие представления, введя для этого так называемую главную обобщаюш уя функцию , которая должна характеризовать свойства среды, пограничного слоя и материала. Предлагаемое им описание механизма эрозионного разрушения охватывает повторноциклическое нагружение поверхностного слоя материала и возникаюш ие в нем усталостные треш,ины (как в теле зерен, так и по их границам), химическое, тепловое и электрическое воздействие среды и происходяш ие в материале в результате этого превраш ения и изменения. [c.443]

На основе анализа усталостной теории эрозионного разрушения материалов при граничном трении, развитой И. В. Крагельским, и сопоставления ее с механизмом эрозионного разрушения материалов в потоках газа и жидкости М. В. Ханин пришел в последнее время к выводу, что эрозия как при трении, так и при воздействии потока жидкости представляет собой процесс усталостного разрушения поверхностного слоя, происходящего в результате вынужденных колебаний частиц материала, на выступающие части которого действуют переменные силы. При этом были получены формулы для определения скорости эрозионного разрушения материалов и величины шероховатости их поверхности. [c.448]

Многие авторы считают, что доминирующим механизмом эрозионного разрушения является резание, подобное резанию инструментом металлорежущего станка. Экспериментально установлено [99], что при нормальном ударе абразивной частицы происходит пластическая деформация изнашиваемой поверхности с образованием кратеров и околократерных валиков, расположенных несимметрично. После многократного деформирования происходит отслоение наклепанных частиц металла. Размеры кратера и валика зависят от кинетической энергии частицы и свойств металла трубы. [c.284]

Автор предлагаемой вниманию читателей книги поставил перед собой задачу, базируясь на многих опубликованных работах по отдельным аспектам проблемы эрозии, дать общую картину современного состояния этого вопроса, В книге рассматриваются особенности эрозионного износа в паровых турбинах, способы защиты лопаток от эроЗии, методы и результаты испытаний эрозионной стойкости разнообразных материалов. Много внимания уделено анализу работ, имеющих отношение к выявлению природы эрозионных разрушений при капельном ударе. Обобщение результатов, полученных Корнфельдом и Суворовым Л. 8], и результатов последующих менее известных работ, в которых рассматривался удар капли по поверхности твердого тела [Л. 9] и др., позволило указать непосредственные связи между эрозией при капельном ударе и кавитационной эрозией, е 0гранич1иваясь общими соображениями об аналогии характера разрушения при кавитации и капельном ударе жидкостей, как поступили авторы многих ранее опубликованных работ. Описан вероятный механизм разрушения твердого тела при капельном ударе. [c.4]

В этой связи необходимо отметить доклад Уиллера [Л. 92] о его опытах на магнитострикционном приборе, проведенных с целью выяснить долю участия в эрозионном разрушении механического и химического факторов. Опыты проводились в воде, в растворе КС1 и в толуоле, в котором обычная коррозия металлов не наблюдается. При рассмотрении механизма кавитационной эрозии Уиллер предлагает различать два случая 1) в некоррозионной жидкости ударные давления при разрушении кавитационных пузырей (если сила удара выше предела текучести) вызывают деформации сдвига на микроучастках, особенно у границ зерен, что в конечном счете приведет к выкрашиванию зерен. Он допускает возможность местного повышения температуры под воздействием кавитационных ударов 2) в химически активных коррозионных жидкостях при определенных условиях доля потерь веса от коррозии якобы может достигать до 50% полной потери веса образца при эрозии. Однако Уиллер признает, что при интенсивной [c.57]

Исследования структуры пленки, формирующейся при добавлении в воду Ре504, позволили определить возможный механизм защитного действия соединений железа [80]. Собственная оксидная пленка на внутренней поверхности медного сплава состоит из двух слоев оксидов внутреннего прилегающего к металлу слоя СпгО и внешнего контактирующего со средой СпгО — СиО. Соотношение толщины оксидных слоев лимитируется многими факторами. Оксидные пленки такого типа имеют микропоры, по которым диффундируют ионы. Это приводит к образованию связанных друг с другом коррозионных микрогальванических элементов и способствует протеканию общей равномерной коррозии сплава. Однако вследствие возможной гетерогенности поверхности сплава (что связано с методом изготовления, с образованием инкрустаций при эксплуатации, повышением концентрации солей в воде при аварийных или технологических простоях системы и в результате местных повреждений защитного оксидного слоя) возникают условия для протекания язвенной коррозии и как результат такого процесса наблюдается быстрое образование сквозных свищей. Нестабильность защитного слоя из оксида меди влияет и на другие виды коррозионного и коррозионно-эрозионного разрушения. [c.150]

Из приведенного рисунка можно легко определить, с каким видом эрозионного разрушения мы имеем дело, зная среду и воздействующие силы. Отложенные по оси у обобщающие функции свойств, характеризующих среду, пограничный слой и материал, с точки зрения раскрытия механизма разрушения ничего нового не приносят, однако с их помощью можно более наглядно представить, что каждому виду эрозии при принятой системе координат отвечает определенная поверхность. При данной среде и виде воздействующих сил, в зав11спмости от обобщающих функц11н , оверхность, отвечающая определенному [c.77]

Благодаря экспериментам, проведенным на них, были установлены отдельные закономерности, присущие разным видам эрозии. Исследования последних лет расширили представления о кинетике механизма эрозии, позволили наметить элементы общей физической теории эрозионного разрушения и позволили более обоснованно подходить к выбору материалов для различных современных конструкций. Некоторые испытания, в частности по абляционным материалам, осуществленные в самое последнее время во миогпх странах позво и(ли успешно решить задачу по прнменен ио высококалорийных активных топлив 6" 8 5 [c.83]

Лопатки компрессора являются ответственными деталями двигателя, они работают с большими напряжениями. Алюминиевые и стальные лопатки в случае коррозии могут разрушиться. При глубине коррозионного очага 0,1—0,2 мм предел выносливости стальных лопаток снижается на 30—60%. Лобовые кромки поверхности самолета, кроме носовых антенных обтекателей, не окрашиваются, так как обычные лакокрасочные покрытия, применяемые для окраски самолетов, разрушаются через несколько сотен летных часов. Антенные обтекатели защищаются эрозионностойкими, радиопрозрачныдш шпатлевками и эмалями. Механизм разрушения полимерного покрытия при ударно-абразивном воздействии воздушного потока, содержащим твердые частицы, изучал В. Н. Владимирский, который подтвердил, что эрозионное разрушение наступает в результате многократного удара твердых частиц о поверхность полимерного покрытия, при этом происходят микрорезатше и многократная деформация пленки, ко-238 [c.238]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...