- •Лекции по курсу «основы надежности»
- •Тема 1. Значение, методы и основные понятия теории надёжности
- •Тема 2. Модели отказов.
- •Тема 3. Физика отказов.
- •3.2. Классификация типовых процессов старения
- •3.3 Некоторые виды процессов старения, протекающих в поверхностных слоях деталей.
- •3.4. Коррозионное разрушение
- •3.5. Оценка степени повреждения.
- •3.7. Процессы старения, протекающие в поверхностных слоях сопряжений
- •3.7.1.Трение в машинах.
- •3.7.2 Выбор смазки.
- •3.11. Виды и механизмы разрушения.
- •3.11.2 Структура и усталостное разрушение изделий.
- •Тема 4. Прогнозирование долговечности и эксплуатационной надёжности нефтезаводского оборудования.
- •4.2.Надёжность сложных систем.
- •4.3. Резервирование.
- •4.4. Резервирование надёжных элементов.
- •4.7. Прогнозирование долговечности оборудования, работающего в активных и эрозийных средах.
- •4.8. Прогнозирование показателей надёжности при длительном статическом нагружении
- •4.10 Прогнозирование показателей надёжности по критерию износа.
3.2. Классификация типовых процессов старения
В технической и научной литературе потерю работоспособности с течением времени оценивают на основании законов старения, т.е. закономерностей, описывающих изменения необратимых процессов.
Поскольку процессы старения характеризуются сложными и разнообразными явлениями, происходящими в материалах деталей машины, их классификацию целесообразно провести в зависимости от того внешнего проявления, к которому привёл данный процесс.
Классифицируя необратимые процессы старения, следует так же определить ту область, в которой проявляется данный процесс, т.е. затрачивает ли он весь объём материала детали, проявляется ли в поверхностных слоях, или протекает при контакте двух сопряжённых поверхностей.
В таблице 3.1. приведена классификация процессов старения по их внешнему проявлению и указаны основные разновидности каждого процесса.
Тело детали может подвергаться разрушению, которое является наиболее опасным проявлением процессов старения, деформироваться или изменять свойства материалов - его пластичность, электропроводность, магнитные свойства и т.п.
Таблица 3.1. - Классификация основных процессов старения.
Объект |
Внешнее проявление |
Разновидность процесса |
|
Поверхность (поверхностные явления) |
Пары |
Износ |
Износ (истирание), усталость поверхностных слоев, смятие, перенос материала |
|
Детали |
Разъедание Нарост Изменение поверхностного слоя |
Коррозия, эрозия, прогар, трещино-образование Налипание (адгзия, когезия, адсорбция, диффузия), нагар, облитерация (заращи-вание) Изменение шероховатости, твёрдости, отражательной способности, напряжённого состояния |
Тело детали |
|
Разрушение Деформация Изменение свойств материала |
Хрупкое, вязкое, усталостное Пластическая деформация, ползучесть, коробление Изменение структуры материала, механических свойств (пластичность 0, химического состава, магнитных свойств, газопроницаемости, загрязнение жидкостей (смазки, топлива) |
Наиболее часто процессы старения протекают в поверхностных слоях. При этом поверхность детали может подвергаться температурным, химическим, механическим и иным воздействиям внешней среды. В результате могут происходить явления, связанные с потерей материала поверхности, в результате коррозии, эрозии, кавитации и др. процессов, которые объединены одним термином - разъедание поверхности.
На поверхности могут происходить и такие процессы как адгезия, когезия, абсорбция, нагар и др., которые связаны с присоединением к поверхности других материалов. В результате внешних воздействий возможно изменение свойств поверхностного слоя - шероховатости, твёрдости и др. специфические процессы протекают при контакте двух сопряжённых поверхностей, что характерно для механизмов и элементов машин - прежде всего протекают разнообразные процессы износа.
В связи с многообразием факторов, действующих на оборудование нефтепереработки и нефтехимии, процессы старения могут проявляться в их сочетании, например, коррозия + эрозия + усталость для коксовых камер установок замедленного коксования.