Во многих современных машинах осуществить жидкостное трение не удается, и в этих условиях происходят процессы сухого и граничного трения. Поскольку эти два вида трения обусловлены взаимодействием неровностей поверхностей пар трения, характер шероховатости оказывает существенное влияние на интенсивность износа материала. Очень гладкие поверхности склонны к возникновению узлов схватывания, вызванных молекулярными силами. Следовательно, для обеспечения максимальной износостойкости необходимо выбирать оптимальную шероховатость поверхности, при которой коэффициент трения будет наименьшим.

Абразивный износ проявляется в подвижных сопряжениях вследствие царапающего и режущего действия твердых абразивных частиц. В результате абразивного износа деталей машин интенсивно разрушаются.

Эрозионно-кавитационные повреждения деталей машин и оборудования возникают при действии на металл потоков жидкости или газа, загрязненных механическими примесями и движущихся с большой скоростью. На участках, где давление жидкости падает ниже давления насыщенных паров, возникают пузырьки пара и воздуха. Исчезая с большой скоростью в зоне повышенного давления, они вызывают гидравлические удары о поверхность металла и его разрушение. С увеличением твердости поверхности интенсивность разрушения резко снижается.

Коррозия металлов и сплавов представляет собой процесс их разрушения вследствие химического и электрохимического воздействия внешней среды. По характеру внешней среды коррозия разделяется на три основных вида: атмосферную, газовую, и коррозию в электролитах.

Коррозионно-механические повреждения возникают под влиянием коррозии и механических факторов (напряжений, деформаций, трения и др.). Например, коррозионная усталость представляет собой процесс разрушения металлов и сплавов при одновременном воздействии коррозионной среды и циклических напряжений. Для повышений долговечности деталей машин. Работающих в условиях коррозионной усталости, необходимо тщательно изолировать рабочую поверхность детали от коррозионной среды, снижая величину и цикличность напряжений, действующих в поверхностных волокнах металла.

Из изложенного выше следует, что износ – это сложный и многообразный процесс. Его можно уменьшить, но устранить полностью нельзя.

Все встречающиеся в машинах износы можно разделить на две группы: естественные и аварийные. Износы, медленно нарастающие и являющиеся следствием длительной работы сил трения, воздействия высоких температур, кислот и щелочей при нормальных условиях эксплуатации, называются естественными. Аварийные износы возникают из-за грубых нарушений правил технического обслуживания и эксплуатации. Наиболее распространен механический износ. В работе каждой трущейся пары более или менее четко выделяются три периода: приработка, период естественного износа, аварийный износ.

Период приработки характеризуется увеличением износа, который объясняется сглаживанием неровностей сопрягаемых поверхностей до достижения стабильной шероховатости и постоянной площади контакта. Важно соблюдать нормальные условия переработки, так как это позволяет предотвратить преждевременный выход оборудования из строя. Период естественного износа характеризуется приблизительно постоянной скоростью изнашивания. Третий период характеризуется быстрым нарастанием износа, так как увеличение зазора в спряжении приводит к работе с ударом между деталями, что вызывает пластические деформации материала. Эта зона износа называется аварийной, а износ носит название предельного.

Если деталь достигла предельного износа, ее необходимо немедленно заменить новой или восстановить. В отличии от предельного износа в ремонтной практике различают допустимый износ, при котором деталь в процессе ремонта может быть оставлена в машине, если ее предельный износ наступит не раньше следующего ремонта.

Существует и выбраковочный износ, который определяет полную непригодность детали к работе и восстановлению. Это относится к деталям, которые работали в зоне аварийного износа.

Нельзя доводить оборудование до аварийного износа. Его следует остановить до того, как износ станет предельным. Этого можно добиться только путем строгого соблюдения графиков технического обслуживания и ремонтов.

2.7 Выбор способов восстановления основных изношенных деталей

Под восстановлением изношенной детали понимают ее ремонт с доведением размеров, геометрической формы, чистоты поверхности и поверхностной твердости до первоначальных.

Существуют различные способы восстановления изношенных деталей, каждый из которых имеет свою рациональную область применения. Наиболее широко используются следующие:

Восстановление деталей механической обработкой путем получения новых ремонтных размеров, заменой части детали или добавлением целой детали;

Восстановление давлением, когда деталь подвергается осадке, раздаче, обжатию, вытяжке, накатке или правке.

Наращивание изношенных деталей слоем металла наплавкой, газотермическим напылением (металлизацией) или гальваническими покрытиями.

В последнее время получает распространение способ восстановления деталей полимерными материалами. Очевидно, что восстановление деталей механической обработкой и давлением – самые экономичные методы, не требующие долгой подготовки и специального оборудования.

Восстановление деталей способом ремонтных размеров

Сущность способа ремонтных размеров заключается в том, что одну из изношенных деталей сопряжения, обычно более трудоемкую, подвергают механической обработке до заранее установленного ремонтного размера для придания ей правильной геометрической формы и получения требуемой шероховатости поверхности, а другую деталь заменяют новой или заранее отремонтированной до этого же ремонтного размера, что обеспечивает первоначальную посадку в сопряжении.

Стандартные ремонтные размеры устанавливают заблаговременно, определяют их количество и числовые значения. Под эти размеры выпускаются комплекты запасных частей.

Преимуществами способа ремонтных размеров является увеличение срока службы и простота технологий ремонта дорогой и трудоемкой детали сопряжения; возможность заранее организовать изготовление заменяемых деталей сопряжения, что позволяет сократить сроки ремонта, снизить его стоимость.

К недостаткам этого способа следует отнести необходимость замены сопряженной детали и наличие нескольких ремонтных размеров деталей, что помимо эксплуатационных неудобств требует создания лишнего резерва запасных частей. Несмотря на эти недостатки, ремонт крупных и дорогих деталей бурового и нефтепромыслового оборудования часто производят способом ремонтных размеров.

Восстановление деталей способом дополнительных ремонтных деталей

Этот способ заключается в использовании дополнительных ремонтных деталей, которые закрепляют непосредственно на изношенной поверхности.

Толщина дополнительных ремонтных деталей обычно значительно превышает величину износа ремонтируемой детали, в связи с чем перед установкой дополнительной детали необходимо удалить с изношенной поверхности слой металла.