Некоторые проявления износа торцовых уплотнений

Повреждение – распространенный неэффективный способ возникновения механических уплотнений. Ключевой вопрос – понять закономерность повреждения торцовых уплотнений, оценить скорость их износа, найти пути повышения износостойкости и срока службы.
Основные формы износа, которые могут возникать на трущихся поверхностях, включают адгезионный износ, абразивный износ, усталостный износ, микродвижущийся износ и коррозионный износ.
1. Адгезивный износ торцовых уплотнений.
Благодаря наличию на поверхности шероховатых микровыступов поверхностный контакт происходит при разбросанных микровыступах. Это происходит в месте контакта при трении. Когда смазочная пленка и поверхностная маска для лица разрушаются, между металлами возникает прямой контакт. Точка подключения постоянно отсекается, и одновременно с этим будут генерироваться новые точки подключения.
Если сдвиг происходит на границе узла, износ обеих поверхностей отсутствует; Если сдвиг происходит внутри металла, произойдет перенос поверхностного металла, и поверхность будет повреждена и изношена. Явление переноса металлов является основной характеристикой адгезионного изнашивания.

2. Абразивный износ торцового уплотнения.
Абразивный износ является распространенным видом износа, на его долю приходится около половины общего износа. Абразивный износ – это процесс истирания поверхности и отслоения материала, вызванный твердыми частицами или микровыступами на более твердой поверхности при относительном движении контактной поверхности.
Абразивный износ представляет собой «процесс микрорезания». Абразивы вызывают знакопеременную деформацию материала поверхностного слоя, в результате чего возникают знакопеременные контактные напряжения, вызывающие усталостное повреждение поверхности. Однако всегда доминирует механическое воздействие абразивных частиц на поверхность.

3. Усталостный износ торцовых уплотнений.
Поверхность трения подвергается переменному напряжению, а материал поверхности повреждается из-за усталости, которая часто возникает в таких деталях, как шестерни и подшипники качения.
Касательное напряжение контактной поверхности, которое может возникнуть из-за усталостных трещин, обусловлено сильной пластической деформацией в этом месте. Первая появившаяся трещина будет распространяться в направлении напряжения сдвига к поверхности, что приведет к усталостному износу. Перенос материала, вызванный усталостью поверхностных материалов из-за знакопеременного напряжения, называется усталостным износом, иногда также известным как контактная усталость.

4. Микродвижущийся износ торцовых уплотнений.
Явление износа между поверхностями, вызванное относительными вибрациями малой амплитуды, называется микродвижущим износом. Если химическая реакция между двумя поверхностями играет важную роль в процессе микроизноса, это называется микрокоррозионным износом.
Если между контактирующими поверхностями существует давление, вызывающее прилипание микровыступов на поверхности, точки склеивания будут постоянно сдвигаться из-за вибраций, вызванных небольшими внешними амплитудами. В процессе резки точки склеивания постепенно окисляются, образуя красновато-коричневые остатки оксида железа. Этот процесс продолжается по мере отрыва окисленных абразивных частиц от корпуса и разрушения мест склеивания. В то же время эти абразивные частицы действуют и как абразивы, вызывая абразивный износ контактной поверхности. Поскольку зона износа продолжает расширяться, это в конечном итоге приводит к полному повреждению контактной поверхности. Таков механизм микродвижения изнашивания.

5. Коррозия и износ торцовых уплотнений.
Процесс изнашивания поверхностей преимущественно под действием химических или электрохимических реакций называется коррозионным изнашиванием. Обычно в процессе коррозии износ умеренный. Однако из-за своего коррозионного воздействия он может привести к серьезным последствиям, особенно в условиях высокой температуры или влажности, где этот износ будет усиливаться.