Старение материалов Состояние и

Старение материалов Состояние и надежность материалов элементов систем полностью определяются их свойствами, комплексным характером внешних воздействий и факторов нагрузки. Старение материалов обусловлено в основном рекристаллизацией материалов, диффузией, химическими реакциями, коррозионными процессами и увлажнением, вызывающих изменение начальных свойств материалов. Старение материалов вызывает снижение значений их характеристик во времени. Характер этого снижения определяется начальными свойствами, напряженным состоянием материала, интенсивностью воздействия внешних факторов. Во всех случаях старение материалов представляет собой необратимый процесс.

Классификация процессов старения Объект Внешнее проявление Разновидность процесса Разрушение Хрупкое разрушение Деформация Пластическая деформация Изменение структуры, механических свойств Тело детали (пластичность), химического Изменение свойств материалов со става, магнитных свойств, газопроницае мости, загрязнение жидкостей (смазоч ного материала, топлива) Налипание, адгезия (слипание поверхностей двух разнородных твердых или жидких тел), когезия (сцепление молекул, атомов, ионов физического тела под действием Изменение свойств поверхностного сил притяжения), адсорбция слоя (поглощение какого – либо вещества из газообразной среды Поверхность или раствора поверхностным слоем жидкости или твердого тела), нагар, облитерация (заращивание) Износ (истирание), усталость Износ поверхно стных слоев, смятие, перенос материала Изменение площади контакта, Изменение условий контакта глубины внедрения микровыступов, трения

Факторы нагрузки Эти факторы связаны с режимом работы элементов системы, свойственным им независимо от того, наблюдается воздействие того или иного фактора (климатического, биологического и др. ) на элементы или воздействие отсутствует, и энергией, накопленной материалом элементов системы. Механическая энергия приводит к изнашиванию сопряжений, искажению первоначальной формы элементов, и при достижении определенных отклонений от первоначальных значений возникает отказ. Таким образом, нарушается основное условие, предопределяющее безопасную работу оборудования, которое заключается в том, что его составные части должны выдерживать заданные рабочие нагрузки и, как следствие, обеспечивать безопасность окружающей среды

Причины механических повреждений элементов и систем: 1) конструкции, не обеспечивающие их целостность при перепадах внутреннего давления, действии внешних сил, коррозии, изменении температуры, знакопеременных нагрузках; 2) механические поломки вследствие коррозии и ударов; 3) поломки таких узлов, как насосы, компрессоры, вентиляторы; 4)неисправности в системе контроля (датчики давления и температуры, индикаторы уровня, приборы управления и т. д. ); 5) неисправности в системе безопасности (предохранительные клапаны, системы сброса давления, системы нейтрализации и т. д. ); 6) нарушение сварных швов и соединительных фланцев.

Химическая энергия вызывает процессы коррозии в резервуарах и трубопроводах агрегатов химической промышленности. Повреждение стенок резервуаров может привести вначале к ухудшению выходных параметров агрегата (загрязнение химических веществ, изменение пропускных сечений трубопроводов), а затем, при разрушении стенок, к полному выходу из строя системы. В радиоэлектронной и электрической аппаратуре в различных режимах ее работы может изменяться электрическая нагрузка на составные элементы, в связи с чем (при прочих равных условиях эксплуатации) меняется значение интенсивности их отказов. Параметром, определяющим степень нагрузки на составляющие систему элементы, зависящей от режима работы, является коэффициент нагрузки ( Кн ) , представляющий собой отношение рабочей нагрузки ( Ар ), действующей на элемент, к номинальному значению нагрузки ( Ан ), обусловленному нормативами (техническими условиями): Кн = Ар/Ан