Защита сельскохозяйственной техники от коррозии и износа с применением нанотехнологий

В третьей главе изложена программа и приведены методики исследований. При выборе метода ускоренных испытаний учитывались условия эксплуатации, хранения и воздействие основных значимых факторов. Для изучения защитных свойств водорастворимых ингибиторов коррозии БЭА и маслорастворимых БЭКК выбраны следующие методики исследования: - ускоренные лабораторные на металлических пластинках в эксикаторах, коррозионной камере и в объеме электролита; - лабораторно-стендовые (циклические с перепадом температур до 100°С, в агрессивных средах SO2, H2S и т. д.) на пластинках и деталях малых геометрических размеров; - ускоренные климатические на пластинках и деталях в климатической камере; - натурные климатические на деталях, сборочных единицах, агрегатах и единицах сельскохозяйственной техники на климатических испытательных станциях; - натурные климатические на этапе производства, хранения, транспортирования и применения по назначению машин и оборудования. Для испытания образцов на стойкость к воздействию плесневых грибов выбран метод 1 ГОСТ 9.048–89. Зараженные образцы ингибиторов помещали в открытой чашке Петри и пробирках в эксикатор и выдерживали в течение 28 сут в условиях, оптимальных для роста грибов и бактерий: при температуре 27…28°С и влажности 98 %. Промежуточные осмотры образцов (визуально и с микрокопированием) проводили через 14 сут. Для выяснения характера тормозящего действия коррозионного процесса ингибиторами выбрана методика электрохимических исследований с использованием измерительного комплекса фирмы Solartron (Великобритания). Исследования противоизносных и антифрикционных свойств смазочных материалов проводили на стандартной машине трения типа Амслер – «МИ». Машина снабжена системами создания, поддержания и измерения температур, нормальных сил, линейных скоростей скольжения, моментов сил трения и скоростей изнашивания. Схема трения – колодка–ролик с постоянными величинами коэффициентов взаимного перекрытия независимо от износа, что обеспечивает достоверность получаемых экспериментальных результатов. В четвертой главе представлены результаты исследований и проведен их анализ. Результаты испытаний показали высокую защитную эффективность боратов этаноламинов как водорастворимых ингибиторов коррозии с оптимальной концентрацией в растворе 15%, так как при ней достигается максимальный защитный эффект. В интервале концентраций до 15% идет молекулярное насыщение поверхности, при концентрации свыше 15% защитное действие снижается, так как расстояние между молекулами уменьшается, и силы когезии возрастают (рис. 2). Рисунок 2 – Зависимость площади коррозионного поражения (Sп) стальных пластин от концентрации (С) БЭА в водном растворе (время испытаний – 40 ч) Результаты электрохимических испытаний показали, что БЭА являются ингибиторами анодного действия (табл. 1, рис. 3). Таблица 1 – Результаты электрохимических измерений на стали Ст.3, полученные в водных растворах БЭА (водопроводная вода) Концентрация БЭА, г/л Электродный потенциал (-Екор), В Плотность коррозионного тока (iкор), А/м2 Катодная постоянная Тафеля bk, мВ Анодная постоянная Тафеля ba, мВ Скорость коррозии Кэ/х·10-4, кг/м2ч Защитный эффект Z,% нет 0,46 0,251 180 60 2,61 - 0,1 0,50 0,281 200 80 2,93 - 0,2 0,47 0,501 200 60 5,21 - 0,5 0,45 0,398 200 60 4,14 - 1,0 0,37 0,177 120 60 1,84 30 5,0 0,09 0,141 180 200 1,46 44 1 2 3 4 5 6 Рисунок 3 – Поляризационные кривые стали Ст.3 при концентрации БЭА в водопроводной воде, г/л: 1– водопроводная вода без БЭА; 2 – 0,5; 3 – 1,0; 4 – 5,0; 5 – 0,2; 6 – 0,1 Механизм защитного действия БЭА заключается в следующем: - адсорбция молекул на поверхности металла осуществляется за счет водородных связей гидроксильной группы – ОН, обеспечивая экранирующее действие; - неподеленные электроны азота в аминах H за счет донорно-акцепторной связи с катионами металлов подавляют анодный процесс. Исследование на биостойкость БЭА показали, что их 10%-ные растворы обладают фунгицидными и антисептическими свойствами. Антикоррозионные свойства БЭКК оценивали по результатам сравнительных испытаний с консервационными маслами РЖ (ТУ 38.1011315–90), КРМ (ОСТ 3801391–85) и индустриальными маслами И-20А, И-5А, И-8А (ГОСТ 20799–88). В качестве образцов использовали пластины из металлов: сталь, хром, кадмий, алюминий, латунь, медь, цинк. Проведенные исследования показали, что защитная эффективность композиции, содержащей 20% БЭКК и 80% масла И-20А, значительно выше эффективности всех испытуемых масел. В таблице 2 представлены результаты сравнительных испытаний опытного образца консервационного масла, содержащего 20% БЭКК, и известного консервационного масла К-17 в объеме Комплекса методов квалификационной оценки (КМКО). Таблица 2 – Результаты сравнительных испытаний опытного образца консервационного масла, содержащего 20% БЭКК, и консервационного масла К-17 в объеме КМКО № п/п Показатель Метод испытания Требования ТУ Фактическое значение Образец сравнения К-17 Опытный образец 1. Защитная способность: при повышенных значениях относительной влажности и температуры воздуха с периодической конденсацией влаги на образцах: время до появления первых признаков коррозии (ППК), циклы площадь коррозионного поражения за время испытания (60 циклов), % ГОСТ 9.054. метод 1 – – 56 5 За 60 циклов ППК не наступили 0 2. Защитная способность при воздействии сернистого ангидрида, за 1 цикл площадь коррозионного поражения, % потеря массы стальной пластины, г/м2 ГОСТ 9.054, метод 2 – – 30 2,9 30 2,3 3. Защитная способность при воздействии соляного тумана, время до появления первых признаков коррозии, циклы площадь коррозионного поражения. %, за 3 цикла потеря массы стальной пластины, г/м2, за 3 цикла ГОСТ 9.054, метод 3 – – – 4 0,5 1,40 6 0,4 1,35 Продолжение таблицы 2 4. Защитная способность при постоянном погружении в электролит: время до появления первых признаков коррозии, циклы площадь коррозионного поражения. %, за 45 суток потеря массы стальной пластины, г/м2, за 45 суток ГОСТ 9.054, метод 4 – – – 13 0 0,7 16 0,1 4,1 5. Защитная способность при воздействии бромисто-водородной кислоты, площадь коррозионного поражения за 4 часа, % ГОСТ 9.054, метод 5 – 15 10 6. Защитная способность в условиях контакта разнородных металлов, время до появления первых признаков коррозии, циклы ГОСТ 9.054, метод 6 – 12 29 7. Стабильность защитных свойств в тонком слое (окисление при 600С в течение 114 ч): кратность изменения защитных свойств при воздействии сернистого ангидрида (за 1 цикл): кратность изменения защитных свойств при постоянном погружении в электролит Решение ГМК от 22.10.81 г. № 23/1-226 – – – 4,0 – 1,3 – 5,1 стабильно 8. Прогнозируемая защитная эффективность в заданных условиях хранения по ГОСТ 15150, годы: 1. ОХ 2. НХ в макроклиматичес-ких районах с умеренным и холодным климатом 3. НХ, расположенные в любых макроклиматичес-ких районах, в том числе в районах с тропическим климатом Решение ГМК от 22.10.81 г. № 23/1-226 – – – 7 3 1 7 (6,9) 3 (2,8) 1 (0,9) По данным электрохимических исследований БЭКК является ингибитором анодного действия (табл. 3, рис.4). Таблица 3 – Результаты электрохимических измерений на стали Ст.3, покрытой пленками И-20А с БЭКК, в 0,5 М растворе NaCl Исследуемая композиция Электродный потенциал (-Екор), В Плотность коррозионного тока (iкор), А/м2 Катодная постоянная Тафеля bk, мВ Анодная постоянная Тафеля ba, мВ Скорость коррозии Кэ/х·10-4, кг/м2ч Защитный эффект Z,% масло И-20 А 0,47 0,063 100 60 0,670 – масло И-20 А + 20% БЭКК 0,06 0,020 100 100 0,207 69 1 20% р-р БЭКК в И20А 2 Рисунок 4 – Поляризационные кривые стали Ст.3 под слоем: 1 – масло И-20 А; 2 – масло И-20 А+20% БЭКК При проведении сравнительных трибологических испытаний в качестве объектов исследований использовали: масло трансмиссионное ТМ5-18 (ГОСТ 23652–79) – I, композиции ТМ5-18 + АКОР-1 (10%) – II и ТМ5-18 + БЭКК (10%) – III. Результаты испытаний приведены на рисунках 5 и 6. Анализ полученных данных показал, что скорость изнашивания сопряженных поверхностей с маслом ТМ5-15 почти на порядок, а ТМ5-18+10% АКОР-1 – в 6 раз превышают скорость изнашивания сопряжений с композицией ТМ-15+10% БЭКК. Трибохарактеристики смазочной композиции ТМ5-15+10% БЭКК после непродолжительного внешнего нагрева (до 105С) и последующего охлаждения улучшаются: скорость изнашивания снижается в 3 раза, момент сил трения и температуры также существенно уменьшаются. Этот факт подтверждает наличие процесса хемосорбции. Рисунок 5 – Зависимость скорости изнашивания колодки от нормальной силы Рисунок 6 – Зависимость момента сил трения от нормальной силы в сопряжении «колодка-диск» Результаты исследования поверхностей колодок, полученных с помощью бесконтактного оптического профилометра, представлены на рисунках 7…9. а б Рисунок 7 – Внешний вид (а) и шероховатость поверхности колодки (б) до испытаний а б Рисунок 8 – Внешний вид (а) и шероховатость поверхности колодки (б) после испытаний а б Рисунок 9 – Значения шероховатости поверхности колодки (Rа ) при использовании смазок (время испытаний – 30 часов): а – масло ТМ5-18; б – масло ТМ5-18+10% БЭКК Результаты исследования топографии поверхностей трения по скорости уменьшения их шероховатости позволяют сделать заключение о наличии эффекта приработки. За 30 ч испытаний шероховатость поверхности колодки при использовании масла ТМ5-18 уменьшилась на 0,05 мкм, при применении БЭКК в качестве присадки – на 0,15 мкм.

Похожие:

	Темы рефератов для направления «машиностроение» (г. Туймазы. Заочники)... История возникновения нанотехнологий и наук о наносистемах. Междисциплинарность и мультидисциплинарность. Объекты и методы нанотехнологий....		Программа «Конструирование малогабаритной техники» является модификацией... Муниципальное образовательное учреждение дополнительного образования детей центр детского (юношеского) технического творчества
	Разработка и исследование ингибирующих композиций для соляно- и сернокислых... Ведущая организация – фгоу впо кемеровский государственный сельскохозяйственный институт		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ...
	"Коррозия металлов" Цель: Дать понятия о коррозии металлов, познакомить учащихся со способами защиты металлов от коррозии		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: Дать понятия о коррозии металлов, классификации коррозионных процессов и способах защиты металлов от коррозии
	Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности... Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электроли­ты. Термодинамическая активность электролита. Прохождение тока че­рез электролит:...		Реферат Тема нир Тема нир: Разработка способов снижения износа и повышения химической стойкости резинотехнических изделий для полиграфии и других...
	Тема. Коррозия металлов Сформировать у учащихся представление о коррозии металлов, используя знания о гальваническом элементе, выяснить причины вызывающие...		Рабочая программа дисциплины «защита оборудования от коррозии» Цель дисциплины – дать студентам теоретическую и практическую подготовку, необходимую для самостоятельной оценки коррозионной активности...
	Проект Профессиональный стандарт Специалист по проектному управлению... ...		Программа вступительных испытаний (экзамена) в аспирантуру по специальности... В реферате должно быть отражено состояние вопроса на момент анализа известных источников, выделены нерешенные проблемы и намечены...
	Программа вступительных испытаний по направлению подготовки научно-педагогических... Химическая технология», по профилю «Технология электрохимических процессов и защита от коррозии» разработана профессорско-преподавательским...		Исследование трения и износа при ремонте машин и оборудования сборник... Сборник лабораторных работ : Исследование трения и износа при ремонте машин и оборудования. Издание переработанное и дополненное....
	Методические указания по выполнению выпускной квалификационной работы... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		История завода «СибСельМаш» Советском Союзе по выпуску прицепной сельскохозяйственной техники. В 60-х годах здесь производилось более половины всех сеялок, изготавливаемых...