Ескіру процесі және ескіру кезіндегі ағып кету процесінің типтік заңдылығы

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ МЕМЛЕТТІК

УНИВЕРСИТЕТІ

Пән: «Машиналарың сенімділігі»

СӨЖ

Ескіру кезіндегі ағып кету процесінің типтік заңдылығы

Тексерген: Абдилова Г. Б

Орындаған: Мажбек С . С

Топ: ТО-311

Семей - 2015 ж

Жоспары

Ескіру процесі заңдылығы

уақытының жіктелуі.

2. Зақымдану процесін көрсететін тәуелділік.

3. Көпсатылы процесс.

4. Ескіру процесінің жылдамдығына

бұйым жұмысы режимінің ықпалы.

Процестегі ағу жылдамдығының бағасы бөлшектің зақымдалу кезінде шешім қабылдауда сенімді тапсырмалардың қажетті кезені анықталады. γ(t) уақыт мінездемесін еске алып, зақымдалу дәрежесін анықтауға болады. U(t)

Яғни, ол өз кезінде бұйымның шығу параметрі мен қай уақытта өзгеріске ұшырайтынын анықтай алатын уақыт функциясы сияқты болады. Ескіру арқылы зақымдалуға қаншалықты назар аударылмайтын процесс ретінде қарасақ, онда байланыстылық біркелкі кемімейтін функцияның ережесі болып табылады. Зақымдалу дәрежесі қандай да бір физика-химиялық фактордың, материалдың қаттылығы, беріктігі, химиялық құрамы, құрылымы сияқты бағалық қасиеттерінің өзгерістерін сипаттаса, онда ақырында бұл оқиғаға кезігуіміз мүмкін.

Мұндай жағдайда зақымдалу көлемі U өсуі мүмкін, ал осы процестің жылдамдығы белгісін өзгертеді.

Тағы бір қарап шығуға тура келеді, ескіріп ағып кету процесі кездейсоқ функциясы ма немесе оның реализациясы ма?

Кестеде ескіруден ағып кету процесінің типтік заңдылығы көрсетілген. Олар қаралған кезең аралығында процестін физика-химиялық көрсетілімінің өзгерісі кездеспесе, бір сатылы процеспен қатысты болып табылады. Кейде орташа белгіге қатысты тербелу мен процесс жылдамдығы үзіліссіз болса, стационарлы процесс жай ғана ағады. Бұндай жағдай мына факторлар: (процесс жылдамдығына әсер етуін) тұрақталғанда және процесс интенсивтілігінің өзгеруіне ешқандай себеп болмағанда туады. U(t) тәуелділігі сызықты немесе оның сипаттамасына жақын болып келеді. Мұндай заңдылық коррозия және т. б. процестердің бірқатарында тозу процесін туғызушы болып табылады. Егер ескіруге қарай интенсификация немесе керісінше ағу жылдамдығының бәсеңдеуі факторы туса, яғни процесс жылдамдығы біркелкі өзгере бастаса, U(t) функциясы сызықтық түрде бола алмайды және бұйым материалының зақымдану процесі интенсификация немесе иісі шығу сияқты өзгерістерге қатысты жағдай туады. Мысалы, иіс ұлғайғанда саңылау бойымен жүре отырып, динамикалық пәрменмен сыртқа шығады. Мұндай жағдайда процестің жүруі яғни жылдамдық ішкі факторларға ғана қатысты емес, U зақымдану дәрежесіне де байланысты болмақ.

Кіріспе

Мысалы, бірнеше зерттеушілер қарауында жарықтың бәсеңдеуінің жылдамдық бойы оның ұзындығына қатысты. Оның аналогиялық жақын пен жүрудің басталу жылдамдығына баға беретін мысалдар бар.

Сызықтық қатыстылыққа - да U-ға дейін, яғни

(14. 1)

Бұл теңдеуді интеграциялағанда уақыт функциясы сияқты зақымдану ұзақтығын экспоненциалды тәуелділікті ала аламыз.

Оң k

U=A(-1) (14. 2)

Теріс k

U=A(1-) (14. 3)

Бұл тәуелділік масштабты эффект (процестің жүруі кезінде зақымдалудың ұлғаюы) анықтала бастағанда орын алады.

Бұл экспоненциалды тәуелділік ағыудың түрлі процестерінің заңдылығын сипаттауға көп қолданылады.

Кейбір жағдайларда, яғни процесс жылдамдығы бір уақытта тең ықпалды фактордың ретіне әсер етсе, онда тәуелділік (t) экстремумды (максимум немес минимум) жасайды, ол экстремум коррозияның кейбір түрлері мен U(t) функциясы асқынған нүктеде болады. Максимумға жеткенде және төмендеу 0-ге жеткенде зақымдану процесі тоқтайды. Мұндай тәуелділік ішкі күштің қайта бөлінуі үшін және процесс кезінде пайдалану деформациясы үшін сипат алады. Кейде бірнеше жылға дейін созылатын мұндай анықтау кезеңінен соң тербелмелі құйылу тоқтайды.

Алғашқыда қандай да бір ішкі зақымданудан қор пайда болып, кейін біраз кешігулерден соң басталатын процесте кездеседі. Мұндай жағдай зақымдану дәрежесінің арасындағы тәуелділікті пайдалану мен себеп тудырғанда және ішкі байланысты жартылай орнатқанда пайда болады. Зақымдану процесі бірден басталғанымен оның параметрінің ұлғаюы кеш айқындалады. Мысалы, материалдың бәсеңдеп барып бұзылуында салмақ түсу циклінің саны анықталған соң жыртық пайда болады.

Егер процесс жылдамдық белгісін өзгертсе, ағатын материалда физика-химиялық күрделі процесс суреттелсе, онда U(t) функциясы экстремумды тауып зақымдану дәрежесін сипаттайды.

2. Зақымдану процесін көрсететін тәуелділік реттерін мысалы түрінде қарастырып процестің жылдамдығында көрінетін себептерді талдаймыз.

Көбінесе тозудың тууының көп түрі үшін сызықтық тәуелділік U=Rt тараған. Егер процесс интенсивті түрде өтсе, оған фактор қатарлары әсер етеді, сызықтық тәуелділік жақындау жылдамдығын сақтайды. 40Х болатты өңдегенде Т15К6 қатты қорытпадан металлкескіш ойма тозығын алуға болады. Мұнда зақымдану дәрежесі U тозықтың h артқы шегінен фаска ұзындығы бағаланады.

Зақымданудың әртүрлі процестері оған құрғақ газ немесе сұйық электролиттер еместер ықпал етпегенде бақыланады.

Металдың химиялық коррозия жылдамдығы пленка түріндегі кристаллохимиялық процесс жылдамдығында, не болмаса металл мен реагентке пленка арқылы ықпал ететін екі құрылымды диффузияның кездесу жылдамдықтарында анықталады. Пленка қалыңдығы тәуелділігінің барлық түрінің

уақытымен келесі теңдеуде анықталады, Эванс ұсынуымен: мұндағы, - зақымдану дәрежесі жоғары бағаланатын пленка қалыңдығы; - диффузия

коэффициенті; R0 - пленка

түріне химиялық реакцияның

үзіліссіз жылдамдығы; c0 -

пленкаға іштей жақын реагентқа

ықпал етуші концентрция; t - уақыт.

Эванс теңдеуді шығарарда, реагант

(кислород) диффузиясынан өтті, егер

металл ионының басты түрі оксисті

пленка арқылы диффузиядан өтсе

де теңдеу шығарылымы өзгеріске

ұшырамайды.

Сурет 14. 1. Зақымдану процесін сипаттайтын мерзімді

тәуелділіктердің үлгілері.

Өте жіңішке және ең аз қорғаныш қабілеттілігі бар пленка үшін мүшесіне алғашқы мүше кішкентай және оның кеміте түсуге болады.

Мұндай жағдайда сызықтық тәуелділікті аламыз:

Y=R0c0t (14. 5)

Ондай болса, жіңішке пленкада пленка бойымен жылдамдығы кристалл химиялық айналуға себепші болады.

Егер пленка қалың болса, онда мүшесі 2у=R0 мүшесіне үлкен және оның аяғында кемітуге болады. Мұндай жағдайдан парабола теңдеуі түрлі қабылданады.

c0t (14. 6)

Ондай болса, жуан пленкада пленка бойының жылдамдығы дифференциалы анықталады.

Орташа жылдамдықтағы пленка үшін теңдеу түрі 14. 6 теңдеуде көрсетілген.

Пленканың осы озық бойы химиялық коррозия ретін құру үшін ретті параболла теңдеуін иеленеді.

c0t (14. 7)

көрсеткіші 2 немесе одан да көп, не болмаса логарифмдік теңдеу түрінде болады, мысалы,

(14. 8)

Ондай болса, металдағы пленка бойы жылдамдығы қарапайым ғана сызықтық параболалық логарифмдік заң түрінде болады. Олар біркелкі және стационарлық процесс үшін қисық типтіге қатысты болады.

Металдың химиялық коррозиясы процесінде (ішкі салмақтан пленка бойының тұтас зақымдануы) тәуелділіктің күрделіленуін анықтау бақыланады.

Біркелкі тәуелділік болуы майлаудың ескіруінен де болуы мүмкін. Осындай миниатюрлы прибордың басты керісінен (м, сағ) майлау тотығуы тұрғысынан жағымсыз көзқарас туады, ол бөлшектің толық емес дозада майлануы сияқты. Майдың тотығу жылдамдығынан оның құрамы көп білінеді (14. 1, в сурет) . Майдың зақымдану дәрежесін сипаттайтын Q (MПа/г) оттегі шағылысы отыра бастағанда аз интенсивтілікпен ағады.

Процесс жылдамдығының кемуі уақытынан алюминий коррозиясының жылдамдығы үшін келесі тәуелділік туады.

y=a/в+t (14. 9)

мұндағы а мен в - үзіліссіздік.

Параметр у азаюы уақыт өте келе алюминийдің ауа әсерінен тығыз және қалың тотығуынан оттегінің жақын бойлау қиындығы туады және коррозия жылдамдығы аздап азая бастайды.

3. Ескірудің түрлі процестеріндегі ағып кетуде процесс кезіндегі физикалық мазмұнның өзгеруі және негізгі анықтаманы суреттейтін заңдылықтардың қатысты өзгеруі жағдайлары кездесуі мүмкін. Мұндай процесті көпсатылы деп атаймыз. Оны суреттеу үшін процестің әрбір кезеңінің ережесі ретінде Y(t) мен U(t) қажет.

Көпсатылы процестің типтік мысалы тозуды әкелуі мүмкін, ол үш аумақтан тұрады - жұмыстық кезең, тозудың құрыла бастауы және катастрофалық түрге жетуі. Әрбір кезең басында өздеріне тән өзара байланыс таяздығының спецификациясы, фазалық процесі болады.

Мұндай жағдайда ескеру процесі оның ағып кету жылдамдығының өзгеруімен тығыз байланысты, ол материалда ағып кететін күрделі физика-химиялық процесс салдарынан.

Мысал келтіру арқылы ақпайтын полимерге (мысалы каучук) талдау жасауға болады. Бұл процесс аудағы кислородтың жайылуы мен полимердің нәзіктігіне түсуіне қатысты болады. Сондықтан зақымдану дәрежесін U=M түрінде бағалауға болады. Процесс төрт кезеңде болады: (14. 2, а сурет)

Сурет 14. 2. Көпсатылы процестер.

Алғашқыда (І зона) каучуктың реакцияға қабілетті тобының қатысуымен химиялық реакцияның ағуына себепші оттегінің интенсивті жайылуы туады. Осыдан соң, ингибатордың баяулау реакциясы сияқты бірқатар үзіліссіз белгілерге дейінгі жайылу процесінің жылдамдығының төмендеуі болады. Кейін, шығындалған ингибатор сияқты (ІІІ зона) процесс пәрменділігі басталады, реакциясы автокотализаторлы болады. Ақырында тотығу процесінің жылдамдығы (І зона) тағы да төмендейді. Осындағы үшінші кезеңнің басталуында - ақ каучуктың бағалық қасиеті жоғалады (созылуға беріктік төмендейді, нәзіктік жоғарылайды), бастапқы екі секіру кезеңіні қарастыру ғана маңызды.

Көп сатылы зақымдану процесінің көп жағдайларында өзара әрекеттесетін бірнеше ескіру процесінің біруақытта ағуы немесе әрбір процестен зақымдалудың ұлғаюының бағалануы кездеседі. 14. 2, б суретте мысал ретінде процесс қалпы U(t) бірсатылы екі кезеңді процесс көрсетілген.

Зақымданудың әлсіреуі туғанда бөлшек кесегі жарық ескіруінен бөлінгендігіне байланысты U1, коррозия процесі нәтижесінде U2 белгіленеді. Тәуелділік уақытының бағалануы екі аумақтан тұрады, екінші кезеңге қарағанда алғашқыда бәсеңдеу орын алады, ол кесіктің әлсіреуінің көбірек интенсивтілігін және құрылымның істен шығуын сипаттайды.

Көпсатылы процесс жағдайында зонаға бөліну болмайды, ол бірмезгілді әрекет факторы ретінде процесс кезінде өз ықпалын баяу интенсивті өзгертеді.

Мысалы су - сұйық денені алып қарайық (14. 2, в сурет) . Тәжірибе мынаны көрсетті: целофан, полимстрал ПЭТФ және басқа да пленкалар алғашқы кезеңде өзара әрекеттесу беріктігі ұлғаяды, кейін азаяды.

Беріктіктің жоғарғы эффектісі алғашқы кезеңде полимердің понтонды ориентациясымен өзара әрекеттеседі. Кейін дезориентация арқылы беріктіктің төмендеуі мен тәжірибеде микропористикалық ұлғаю құрылым элементінің өзара күштерінің әлсіреуі байқалады. Понтонды ориентацияны туғызушы өзара әрекет ортасының тоқтауынан соң сақталады.

4. Ескіру процесінің жылдамдығына бұйым жұмысы режимінің ықпалы. Бұйым жұмысы режимі салмақ температурамен, жылдамдықпен, химиялық және қоршаған ортаның өзара әрекет деңгейімен және ескіру процесіндегі ағу жылдамдығының негізгі ықпалының ережесімен сәйкестенеді. Ескіру процесінің реттерін анықтаушы көптеген химиялық реакция жылдамдығы температурасының дәреже күштілігіне қатысты болады. Жалпы температура көптеген материалдардың беріктік қасиетіне қатты ықпал етеді, мысалы қыздыруға берік қоытп. Әртүрлі салмақтық қалыптарда материалдың нқты емес қабілетке салмағының ықпалы баршаға белгілі.

Жоғары температурада жұмыс істейтін материал беріктігінің ұзақтығы берілген уақыт () аралығында үзіліссіз температурада бөлінбейтін түрдегі салмақпен бағаланады. Жағуға беріктік құрыштың үзіліссіз салмақ σ түсіру мен бөлінуге дейінгі уақыт ішіндегі дәрежелік тәуелділігі бақыланады:

(14. 13)

Мұндағы, a мен n- үзіліссіздік.

Салмақ түсіру ықпалы мен коррозия процестегі жұмыс жасайтын бұйымның ауадағы құрамының тайғақтыққа қатысты жылдамдығына тағы да осындай мысал келтіруге болады. - тәуелділік ескіру процесінің пайда болу себебі кездейсоқ сияқты режимде көрінеді.

Салмақ түсіруде материал жағдайын суреттеу үшін D(t, σ) материал функциясы аталымы шығады. Мұнда күш салудың жалғасу негізгі параметр болып көрінеді, ол параметр материалдың жұмыс режимін сипаттайды.

Мысалы, Σ=const - та целлулойдты шектеп пайдалану мына функция дәрежесінде жақсы көрсетіледі:

D (t σ) = +α σmtn (14. 14)

Аналитикалық аппароксимацияның D(t, σ) нақты тәуелділігіне логарифмдік, гиперболлалық және т. б. функциялары қатысады.

Ұқсас жұмыстар

Ескіру процесі

Ескіру кезіндегі ағып кету процесінің типтік заңдылығы

Мәйітте табылған жарақаттардың тірі кезде алынғанын анықтау

Тәрбие процесінің ерекшеліктері

ҚЫЛМЫСТАРДЫҢ КӨПТІГІ

Тәрбие процесінің заңдылықтары мен принциптері

Жазадан босату

Кәсіпорындағы өндірісті ұйымдастыру