POLEZEN.RU http://www.mainlink.ru/?partnerid=36093

 

 






Партнерские ссылки












На главную

Определение численных значений показателей надежности аппаратов в условиях газоабразивного изнашивания по результатам лабораторных испытаний

ж. Химическое и нефтяное машиностроение, № 11, 1978, с.42-44.

Авторы И.Б.Жилинский, Р.Г.Маннапов

(Изложение с сокращениями)

  

Показатели надежности аппаратов определяют на стадии проектирования на основе результатов расчета основных конструкционных элементов. Несмотря на большое число исследований процесса газоабразивного изнашивания методика расчета показателей надежности изнашиваемых деталей до сих пор не разработана. Определение показателей надежности в промышленных условиях связано с большой продолжительностью испытаний, вследствие чего полученная информация устаревает и не может быть эффективно использована. Наиболее целесообразно определять показатели надежности по результатам лабораторных испытаний, однако отсутствие обоснованных способов приведения результатов испытаний в лабораторных условиях к условиям эксплуатации затрудняет применение данного метода.

В данной работе при определении показателей надежности конструкционных материалов при газоабразивном изнашивании применен метод экстраполяции по нагрузке результатов лабораторных испытаний цилиндрических образцов, справедливость которого проверена при проведении испытаний в промышленных условиях.

Ускоренные испытания проводили на лабораторной установке, описанной в работе [1]. Цилиндрические образцы устанавливали перпендикулярно к направлению потока абразивных частиц, движущихся со скоростью 22-48 м/с. Испытания образцов цилиндрической формы позволяют определять максимальную скорость изнашивания, так как цилиндрическая поверхность в газоабразивном потоке изнашивается одновременно при всех углах атаки от 0 до 90°. Кроме того, условия испытания цилиндрических образцов в большей степени (чем условия испытания плоских образцов) соответствуют реальным условиям обтекания газоабразивным потоком трубчатых элементов в аппаратах. Величину износа измеряли индикаторным микрометром с точностью ±0.005 мм. Предварительными испытаниями было установлено, что при малых диаметрах (<1,8 мм) скорость изнашивания образцов зависит от их диаметра, поэтому в дальнейших испытаниях использовали образцы диаметром более 1,8 мм. Скорость изнашивания определяли в результате деления величины износа на время испытания, так как анализ статистических данных показал, что процесс газоабразивиого изнашивания является стационарным. Многими исследователями отмечена степенная зависимость скорости изнашивания от скорости абразивных частиц.

Результаты проведенных нами испытаний образцов из сталей 10 и 20, меди М1 и алюминия А-8 подтвердили справедливость этой зависимости. Испытания, проведенные на большом количестве образцов (при каждом режиме испытывали по 40 образцов), позволили установить, что при уменьшении скорости частиц увеличивается коэффициент вариации скорости изнашивания. Известно [2] явление увеличения коэффициента вариации скорости изнашивания при трении с уменьшением нагрузки. В условиях газоабразивного изнашивания это явление может быть объяснено тем, что неравномерность сопротивления микроучастков изнашиваемой поверхности, имеющих неодинаковую прочность, возрастает с уменьшением кинетической энергии частиц, изменяющейся пропорционально квадрату их скорости, в результате чего коэффициент вариации скорости изнашивания увеличивается. В результате обработки данных наших лабораторных и промышленных испытаний, а также данных других исследователей, получена аналитическая зависимость коэффициента вариации скорости изнашивания.

Для проверки справедливости результатов расчета по полученной формуле проведены промышленные испытания образцов из сталей 10, 20 и 10Г2 в регенераторе установки по адсорбционной очистке нефтепродуктов, работающем с псевдоожижснным слоем алюмосиликатного адсорбента.

Схема устройства для установки образцов в аппарате приведена на рисунке.

Схема устройства для установки образцов в аппарате

Испытуемый образец 1, выполненный из проволоки диаметром 2 мм, устанавливали в аппарате 2 диаметром 2000 мм с трубчатым змеевиком 3, применяя сальниковые уплотнения 4. Один конец испытуемого образца жестко прикреплен к наружной стенке аппарата, другой - намотан на катушку 5 с грузом 6, создающим натяжение испытуемого образца. Катушка с грузом защищена от внешних воздействий кожухом.

В процессе работы регенератора испытуемый образец подвергался эрозионному изнашиванию вместе с трубчатым змеевиком. Через определенное время, заведомо недостаточное для полного разрушения испытуемого образца, его вытягивали из аппарата, при этом в аппарате устанавливался новый отрезок проволоки, находившийся на катушке. Извлеченный образец измеряли микрометром по всей длине и по полученным результатам строили эпюру износа по диаметру аппарата. В течение года в аппарате было испытано 18 образцов из стали 20 и по 6 образцов из сталей 10 и 10Г2. Максимальная разница значений средней скорости изнашивания, определенных по формуле и полученных в результате испытаний в аппарате, составляет 23%, что свидетельствует об удовлетворительной точности метода экстраполяции по нагрузке.

При лабораторных испытаниях образцов установлено, что значения скорости газоабразивного изнашивания распределены по нормальному закону. При этом время безотказной работы, являющееся обратно пропорциональной величиной скорости изнашивания, подчинено α-распределению [3], плотность которого рассчитывается по известной формуле.

Использование описанного метода испытаний и установленных закономерностей позволяет производить расчет долговечности аппаратов, подвергающихся эрозионному изнашиванию.

Список литературы
1. Определение безотказности некоторых конструкционных материалов при газоабразивном изнашивании. - В сб. "Химическое машиностроение", М., 1976, вып. 5, с. 142-146. авт.: И.Б. Жилинский, Ф.Я. Камсков, Р.Г. Маннапов, В.И. Краснов.
2. Карасик И. И. Методы ускоренных испытаний на долговечность при изнашивании. М., "Стандарты", 1970. 39 с.
3. Дружинин Г. В, Надёжность систем автоматики. М., "Энергия". 1967. 528 с.

Полный текст этой статьи (сканированный).

Другие публикации по данной теме.


 




    Календари   

  Умные мысли

   Поздравления 

Прогр.-полезняшки

Мужч.и женщины

  Безопасность 

  Будь здоров! 

О жизни и смерти

  Забавные истории

     На Главную    


© Polezen.ru 2003-2018.