Müxtəlif ağır yüklü, yüksək sürətli və aşağı sürətli sürüşmə rulmanlarında, babbitt ərintisi materialının yanması və sürtkü yağı filminin qeyri-sabitliyi səbəbindən sıradan çıxması çox yaygındır. Babbitt ərintisinin sıradan çıxmış yatağın səthində səthi neft plyonkasının təhlili, səth çatlarının morfologiyasının müşahidəsi, kimyəvi tərkibinin yoxlanılması, kəsikli metalloqrafik strukturun yoxlanılması, element spektrinin təhlili və s. vasitəsilə müəyyən edilmişdir ki, səthdə karbon çöküntüsü babbitt ərintisi, yatağın səthindəki babbitt ərintisi qeyri-bərabər gərginliyə səbəb oldu. Sürtünmənin təsiri altında babbitt ərintisi səthi plastik axına keçə bilər, makroskopik sürtünmə izləri əmələ gətirir və aşağı sərtlik və qaynaq qüsurları olan babbitt ərintisi təmir qaynaq sahəsində krekinq baş verir və təbəqənin dərinliyi istiqamətində genişlənir; eyni zamanda, babbit ərintisi səthindəki neft plyonkasında yüksək miqdarda Na+ olması su ilə turşulu məhlul əmələ gətirir, babbit ərintisi elektrokimyəvi korroziyaya məruz qalır və korroziya çuxurları əmələ gətirir.

Kalay əsaslı babbitt ərintisi matris kimi qalay əsaslı bərk məhlulu olan α fazasından, sərt faza β və dispers Cu və Sn-dən ibarətdir. Yaxşı aşınma müqavimətinə, korroziyaya qarşı müqavimətə və yerləşdirmə qabiliyyətinə malikdir. Buna görə də, böyük buxar turbinlərində, kompressorlarda, gəmilərdə və digər sənaye sahələrində babbitt ərintisi tez-tez sürüşmə rulmanları kimi istifadə olunur. Bununla belə, müxtəlif ağır yüklü, yüksək sürətli və aşağı sürətli sürüşmə podşipniklərində, babbitt ərintisi materiallarının sürtkü yağı filminin qeyri-sabitliyi səbəbindən yanması və sıradan çıxması çox yaygındır.

Turbin rulmanları üçün istifadə edildikdə, ikisi arasında birbaşa təmasdan və sürtünmədən qaçmaq üçün şaft və rulman arasında bir yağ filmi təbəqəsi var. Bununla belə, faktiki işdə, şaft yüksək sürətlə fırlandıqda, rulman səthi müəyyən dövri alternativ yükə məruz qalır, xüsusən işə salma və söndürmə zamanı sürtkü yağı filmi tez-tez məhv edilir və yarı quru sürtünmə və ya hətta quru sürtünmə bu zaman baş verir. Bu zaman sürüşmə rulmanı ilə jurnal arasında sürtünmə baş verir və sürtünmə istiliyi yaranır. Sürtünmə istiliyi çox böyük olduqda, səthdəki Babbitt ərintisi yanar və əriyərək Babbitt ərintisi materialının yanmasına və sıradan çıxmasına səbəb olur.

Bu iş elektrik stansiyasının istismarı zamanı uğursuz podşipnik səthində Babbitt ərintisi təbəqəsinin çatlamasının və hətta tökülməsinin əsas səbəbini sıradan çıxmış podşipnik səthində Babbitt ərintisinin kimyəvi tərkibini yoxlayaraq tapdı. makroskopik və mikroskopik morfologiya, kəsik metaloqrafik strukturunun yoxlanılması və enerji spektrinin təhlili. Babbitt ərintisinin uğursuzluğunun qarşısını almaq üçün Babbitt ərintisi ilə yatağın daha ətraflı istismarı və texniki xidmətini həyata keçirmək üçün təkmilləşdirmə tədbirləri təklif olunur.

1 Uğursuz podşipniklərə baxış

Əməliyyat zamanı rulman uzunmüddətli eksenel gücə məruz qalır, ümumiyyətlə 32 tondan aşağıdır və keçici təsir qüvvəsi 200 tona çata bilər. İşçi səthin möhkəmliyini təmin etmək üçün, vibrasiya ilə dayaq yatağının səthinə Babbitt ərintisi qatı tökülür və qeyri-Babbitt ərintisi olan uc üzü 0, 1 mm-ə düzülür və sonra səthi emal olunur. babbit ərintisi səthinin qalınlığını və 0.03 mm daxilində qeyri-babbitt ərintisi ilə paralelliyi təmin etmək üçün babbit ərintisi. Daşıyıcı səthdə babbitt ərintisi ilə jurnal arasında bir yağ filmi var və babbitt ərintisi yumşaq matrisi (α fazası) konkav, sərt nöqtə (β fazı) qabarıqdır və bu, təmas səthində kiçik bir boşluq meydana gətirir. ikisini yağ saxlama yeri kimi, ikisi arasındakı sürtünməni və istilik köçürməsini azaldır, yatağın iş temperaturunun 100 ℃-dən aşağı olmasını təmin edir.

Bu işdə təhlil edilən uğursuz rulman, qurğunun əsaslı təmirindən əvvəl rulman temperaturunda yavaş artım tendensiyası göstərdi. Müşahidə üçün dayaq yatağının yerində parçalanması zamanı müəyyən etmək olar ki, yük yatağının səthində karbon çöküntüləri açıq şəkildə göründü, daşıyıcı səthin paralelliyi zəifdir və qüvvə dəyişdi. Səthdəki karbonu çıxardıqdan sonra bəzi rulmanların səthindəki babbitt ərintisi çatladı və ya hətta düşdü.

2 Rulmanların nasazlığının səbəblərinin təhlili

2.1 Daşıyıcı səthdə babbit ərintilərində çatların makroskopik müayinəsi

Yoxlanılan podşipnik blokunun makroskopik müayinəsi nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, babbitt ərintisi daşıyıcı blokun səthində bir yerdə qopmuş, başqa yerdə isə babbit ərintinin səthi açıq-aşkar aşınmışdır. Aşınma sahəsində görünən çatlar tapıla bilər və onun səthində çoxlu elektrolitik çuxurlar var.

2.2 Daşıyıcı səthdə babbit ərintisinin kimyəvi tərkibinin təhlili

Çip nümunəsi səthindən götürüldü ərinti təbəqəsi bir freze kəsici istifadə edərək, babbitt ərintisi çatının yaxınlığında və babbitt ərintisi tərkibi GB/T 10574.13-2017 və s. uyğun olaraq induktiv birləşdirilmiş plazma atom emissiya spektrometri ICP-OES və spektrofotometrdən istifadə etməklə təhlil edilmişdir. Nəticələr Cədvəl 1-də göstərilmişdir. Görünür ki, babbitt ərintisinin Pb tərkibi spesifikasiyanın tələb olunan qiymətindən yüksək, Cu tərkibi isə spesifikasiyanın tələb olunan dəyərindən aşağıdır. Bunun səbəbi, tökmə babbitt ərintinin bərkimə prosesində müəyyən komponent seqreqasiyası olacaq. Bu analiz babbitt ərintisi təbəqəsinin səthində aparılmışdır. Komponentlərin seqreqasiyasına görə analiz nəticələrində Cu və Pb iki elementinin nəticələri standart qiymətlərdən fərqlidir.

2.3 Daşıyıcı səthdə çatların skan edən elektron mikroskopla müşahidəsi

Babbitt ərintisinin daşıyıcı səthdə müxtəlif mövqelərdəki morfologiyası Şəkil 1-də göstərildiyi kimi skan edən elektron mikroskop vasitəsilə müşahidə edilmişdir. Görünür ki, ərinti təbəqəsi aşınma mövqeyində çatlamışdır və onun ətrafında çoxsaylı mikro çatlar aşkar edilmişdir; ərinti təbəqəsinin səthində babbitt ərintisi qismən soyulur və aşkar elektrolitik çuxurlar da müşahidə edilə bilər. Yerli mövqe böyüdükdən sonra səthin bir hissəsinin soyulduğunu da müşahidə etmək olar. Enerji spektrinin təhlilindən sonra məlum olur ki, Şəkil 2-də göstərildiyi kimi səthdəki sərt faza β fazası (SnSb) soyulmalıdır.

2.4 Babbitt ərintisi təbəqəsinin metaloqrafik quruluşunun və sərtlik vahidliyinin yoxlanılması

Babbitt ərintisi təbəqəsinin en kəsiyinin metalloqrafik quruluşu daşıyıcı səthdə çat vəziyyətində nümunə götürülməklə, kəsik strukturu isə 4%-li nitrat turşusu (HNO3)+spirtli korroziya məhlulu ilə korroziyadan sonra müşahidə edilmişdir. Görünür ki, Babbitt ərintisi təbəqəsi səthin β fazasının az olduğu mövqedə çatlamış, çat vəziyyətində isə boşluq və digər qüsurlar müşahidə edilmişdir. Çatların vəziyyətinin sonrakı müşahidəsi Babbitt ərintisinin çat mövqeyində qeyri-bərabər strukturun olduğunu aşkar etdi. Babbitt ərintisi təbəqəsinin çat mövqeyində daha az β fazası var idi və ayrılmış ε faza nöqtəli şəkildə, daha aşağı sərtliklə dağıldı və strukturun morfologiyası bitişik mövqedən əhəmiyyətli dərəcədə fərqli idi. Boz matrisin Sn bərk məhlulu α fazası, ağ kvadrat kristalların β fazası və dispersli olduğu çatlamamış sahədə Babbitt ərintisi quruluşu [α faza + β faza (SnSb) + ε faza (Cu6Sn5) iynə fazası ε fazadır] tamam başqa morfologiyaya malikdir. Dəstək kolunun babbitt ərintisi təbəqəsi tökmə qüsurlarına görə təmir edilmişdir. Quruluşdakı fərq çatlamış ərazidə təmir edilmiş babbit ərintisi və orijinal tökmə babbit ərintisi ilə uyğunsuz soyutma sürətindən qaynaqlanmalıdır. Eyni zamanda, babbitt ərintisi səthində aşkar çuxurlar müşahidə edilə bilər. Babbitt ərintisi təbəqəsi ilə kol gövdəsi arasındakı interfeys yaxşı birləşmişdir və Şəkil 3-də göstərildiyi kimi, ərinti təbəqəsi ilə kol gövdəsi arasında soyulma fenomeni (delaminasiya) yoxdur.

Babbitt ərintinin qalınlığı və sərtliyi kafel səthində müxtəlif mövqelərdə nümunə götürülərək sınaqdan keçirilmişdir. Görünür ki, babbitt ərintisi təbəqəsinin müxtəlif mövqelərdə qalınlığı 1.39 ilə 1.47 mm aralığındadır və qalınlığı nisbətən vahiddir; müxtəlif mövqelərdə babbitt ərintisinin Rockwell sərtlik vahidliyi Rockwell sərtlik test cihazı ilə yoxlanıldı. Fərqli mövqelərdə sərtlik dəyərlərində müəyyən fərqlər var və Rockwell sərtliyi əsasən 28.2 ilə 32.5 HRC arasındadır. Yüngül lehimli təbəqənin qalınlığı yalnız təxminən 1.40 mm olduğundan, test üsulu standartında sınaqdan keçirilməli olan obyektin minimum qalınlığından aşağıdır, sərtlik nəticəsi istinad üçündür.

2.5 Babbitt ərintisi səthinin enerji spektrinin təhlili

Babbit ərintisi səthində elektrolitik çuxurların enerji spektrinin təhlili aparılır və nəticələr Şəkil 4-də göstərilmişdir.Məlum olmuşdur ki, bu yerdə Na və O elementlərinin tərkibi nisbətən yüksəkdir. Daşıyıcı səthdə karbon tərkibinin təhlilinin nəticələri ilə birlikdə (bax Cədvəl 2) görmək olar ki, babbit ərintisi səthindəki karbonda Na, Zn, Cu və Mg kimi metal elementlərin tərkibi yeni neftinkindən xeyli yüksəkdir ki, bu da onu göstərir ki, çirkli elementlər əməliyyat zamanı yatağın səthinə tədricən çökür və nəticədə metal çirk elementlərinin lokal zənginləşməsi baş verir.

Elektrokorroziya çuxurunun dərinliyi aşkar edilib və nəticələr Şəkil 5-də göstərilib. Elektrokorroziya çuxurlarının dərinlikləri müvafiq olaraq 57.8 və 44.8 μm-dir.

2 Təhlil və müzakirə

Həddindən artıq sürətli soyutma sürətinə görə, daşıyıcı səthdə təmir edilmiş babbitt ərintinin kristallaşma prosesi əhəmiyyətli dərəcədə qısalır və sərt faza β-nın çökməyə vaxtı yoxdur, həddindən artıq doymuş qalay əsaslı bərk məhlul əmələ gətirir və dağılmış Cu və Sn. strukturlar dökümdən tamamilə fərqlidir və sərtlik də tökmə zamanı babbitt ərintisindən aşağıdır. Yataq işləyərkən, yağ filmindəki daha yüksək C və O miqdarı, rulman səthində tədricən karbon çöküntülərinin əmələ gəlməsinə səbəb olur, rulman sıxma lövhəsinin paralelliyi pisləşir, jurnalla təmas qeyri-bərabər olur və yağ filmi məhv edildi. Bir tərəfdən, Babbitt ərintisi ilə jurnal arasında ciddi sürtünməyə səbəb olur və sürtünmə istiliyinin yığılması səthin temperaturunun yüksəlməsinə səbəb olur. Temperatur matrisin ərimə nöqtəsinə yaxınlaşdıqda və çatdıqda, matris yumşalmağa və ya hətta əriməyə başlayır və sürtünmənin təsiri altında matrisin səthində plastik axın baş verə bilər, makroskopik olaraq görünən sürtünmə izləri əmələ gətirir və bu Babbitt ərintisi daha yumşaq sərtlik və qaynaq qüsurları ilə təmir qaynaq sahəsində çatlar və ya hətta soyulur. Digər tərəfdən, rulman və jurnal arasındakı qeyri-bərabər təmas, rulman səthindəki yağ filminin tıxanmasına səbəb olur və əməliyyat prosesində çirkli elementlər yatağın səthinə çökür. Tərkibində çox olan Na elementləri və aqreqatın istismarı zamanı su buxarının mayeləşməsi nəticəsində yaranan su neftlə turşu məhlulu əmələ gətirir. Aşağı pH dəyəri qalay oksidlərinin hidrolizinə səbəb olur və Babbitt ərintisi matrisi elektrokimyəvi korroziyaya məruz qalır və elektrolitik çuxurlar əmələ gətirir.

Cl tərkibli məhlulda həll olunmuş oksigen tərkibi və OH- konsentrasiyası qalay korroziyasının katod prosesinə birbaşa təsir edəcək. Yatağın istismarı zamanı yağın tərkibindəki Na miqdarı standart tələblərdən xeyli yüksəkdir və aqreqatın işləməsi zamanı su buxarının mayeləşdirilməsi nəticəsində yaranan su yağla turşu məhlulu əmələ gətirir. Aşağı pH dəyəri qalay oksidlərinin hidrolizinə səbəb olur, bu da Babbitt ərintisi matrisinin elektrokimyəvi korroziyaya məruz qalmasına səbəb olur. Korroziya prosesində əsas anod reaksiyaları (1) və (2) düsturlarda, katod reaksiyası isə (3) düsturunda göstərilmişdir: Şəkildə (1), (2) və (3) düsturlara baxın.

3 Xülasə

(1) Yatağın nasazlığının əsas səbəbi, yağ filmindəki çirk elementlərinin çox yüksək olmasıdır, nəticədə rulman səthində ciddi karbon yığılması, jurnalla qeyri-bərabər təmas və ilk növbədə çatlama və hətta qabıqlanma meydana gəlir. təmir qaynağının daha yumşaq Babbitt ərintisi.

(2) Yatağın səthindəki yağdakı Na miqdarı çox yüksəkdir və iş zamanı Babbitt ərintisi elektrokimyəvi korroziyaya səbəb olur. Babbitt ərintisi və podşipnik arasında elektrokimyəvi korroziyaya yol verməmək üçün gələcəkdə yağdakı korroziyalı elementlərin tərkibinə ciddi nəzarət edilməlidir.