Проблеми і перспективи вирішення питань підвищення довговічності деталей машин, які працюють в умовах гідроабразивного зношування

Тарельник, Наталія В’ячеславівна; Гапонова, Оксана Петрівна; Майфат, Микола Миколайович; Василенко, Максим Юрійович; Гейко, Тарас Олександрович; Tarelnyk, N. V.; Gaponova, O. P.; Maіfat, M. M.; Vasylenko, M. Yu.; Heiko, T. O.

Проблеми і перспективи вирішення питань підвищення довговічності деталей машин, які працюють в умовах гідроабразивного зношування

Тарельник, Наталія В’ячеславівна; Гапонова, Оксана Петрівна; Майфат, Микола Миколайович; Василенко, Максим Юрійович; Гейко, Тарас Олександрович; Tarelnyk, N. V.; Gaponova, O. P.; Maіfat, M. M.; Vasylenko, M. Yu.; Heiko, T. O.

URI: https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/12740

Date: 2023

Abstract:

В статті зосереджено увагу на великій кількості машин що працюють в різних галузях (газо-нафтовій, гірничодобувній, хімічній, сільськогосподарській, транспортній тощо) промисловості України і інших господарств, які підлягають негативному впливу гідроабразивного зношування (ГЗ). Це гідравлічні машини (ГМ), серед яких найбільш розповсюдженими є насоси і гідродвигуни, а також центрифуги, для очищення стічних вод, сепаратори, арматура тощо. Від негативного впливу ГЗ залежить безпека, продуктивність, мобільність та ефективність бурових установок, конструктивних елементів бурильних колон, застосування гравійних фільтрів для запобігання надходженню піску із пласта в свердловину, виникнення аварійних ситуацій пов’язаних з руйнуванням поверхневих шарів деталей і вузлів. Деталі машин, поверхні яких контактують з потоками рідини і працюють в важких умовах оточуючих середовищ, підлягають зношенню, яке залежать від: виду тертя, механічних і фізико-хімічних властивостей матеріалу, швидкості відносного переміщення контактуючих поверхонь, величиною і характером навантаження, видом і якістю мастил, умовами експлуатації тощо. Розрізняють декілька видів зношування: корозія, ерозія, гідроабразивне зношення, кавітація, біологічне пошкодження. Для захисту поверхонь стальних і чавунних деталей від зносу, крім зміцнення поверхневих шарів, серед яких особливе місце займає хіміко-термічна обробка, використовують технології нанесення захисних покриттів: напилювання і наплавлення твердими зносостійкими матеріалами, лазерну обробку шлікерних покриттів, гальваніку, які є шкідливими для здоров’я людини і небезпечними для оточуючого середовища. Серед ефективних, енергоощадних і екологічно безпечних технологій нанесення захисних покриттів, особливе місце займає електроіскрове легування (ЕІЛ), яке в комбінації з поверхневим пластичним деформуванням (ППД) і нанесенням металопластичних матеріалів (МПМ), армованих порошками твердих зносостійких матеріалів (карбід вольфраму і нітрид цирконію) може забезпечити захист деталей від гідроабразивного і інших видів зносу.

Description:

The article focuses on a large number of machines operating in various branches (gas-oil, mining, chemical, agricultural, transport ones, etc.) of industry and other fields in Ukraine that are subject to the negative impact of hydro abrasive wear (HW). These are hydraulic machines (HM), among which the most common are pumps and hydraulic engines, as well as centrifuges for wastewater treatment, separators, fitting, etc. The safety, productivity, mobility and efficiency of drilling rigs, structural elements of drill strings, the use of gravel filters to prevent the inflow of sand from the bed into the well, and the occurrence of emergencies associated with the destruction of the surface layers of the component parts and assemblies depend on the HW negative impact. The machine parts, the surfaces of which are in contact with fluid flows and operate in harsh environmental conditions, are subject to wear. The wear depends on the type of friction, mechanical and physicochemical properties of the material, the speed of relative movement of the contacting surfaces, the magnitude and nature of the load, the type and quality of lubricating oils, operating conditions, etc. There are several types of wear: corrosion, erosion, hydro abrasive wear, cavitation, biological damage. To protect the surfaces of steel and cast iron parts from wear, in addition to strengthening the surface layers, among which the thermochemical treatment (TCT) occupies a special place, there are used protective coating technologies. Those are such ones as depositing and surfacing with hard wear resistant materials, laser processing of slip coatings, and electroplating, which are harmful to human health and hazardous to the environment. Among the effective, energysaving, and environmentally friendly technologies for applying protective coatings, the electric spark alloying (ESA) process occupies a special place. As combined with surface plastic deformation (SPD) and application of metal-plastic materials (MPM) reinforced with powders of hard wear resistant materials (tungsten carbide and zirconium nitride), the ESA process can provide protection of parts from hydro abrasive and other types of wear.

Show full item record