ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Истирание резин в агрессивных пульпах из "Разрушение полимеров под действием агрессивных сред Издание 2" Закономерности износа резин в агрессивных пульпах при изменении интенсивности механического воздействия, температуры и концентрации агрессивной среды при а , близком к нулю, исследовались на резинах из бутилкаучука (Б), СКФ-32 (Ф), наирита с углеродной сажей (Ну) и с белой сажей (Нб), а также на резинах из НК (Н), СКС с печной сажей (Су) и с белой сажей (Сб). Образцы в виде коротких трубок надевались на шпиндель, вращающийся сболь-шой скоростью, помещенный в емкость с агрессивной пульпой, причем абразив равномерно распределялся по объему пульпы. Определялась скорость износа резин v ) на стационарном участке с учетом набухания резин в агрессивных средах. [c.179] Влияние механических факторов на износ резин в агрессивных пульпах. Среди различных механических факторов, влияющих на износ резин в потоке абразива, наибольший интерес представляют концентрация твердой фазы пульпы, скорость воздействия твердых частиц пульпы на резины, гранулометрический состав абразива, предварительное растяжение резин. Твердость абразивных частиц (корунд, песок, известняк и т. д.), превышающая на много порядков твердость резины, не влияет на износ резины Однако во многих случаях с увеличением твердости полимера сопротивляемость его гидроабразивному износу уменьшается, что, например, имеет место в ряду вулколан, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол Исходя из решающей роли эластичности резины на ее износостойкость, следует ожидать существенного влияния на износ энергии, сообщаемой частицам абразива. [c.179] Влияние концентрации твердой фазы пульпы. Влияние концентрации твердой фазы пульпы (С) на износ показано на рис. VII.6. Скорость износа резин возрастает при увеличении концентрации твердой фазы примерно до 35% (по объему), а затем остается постоянной как в воде, так и в азотной кислоте. Причем увеличение скорости износа с ростом концентрации твердой фазы в агрессивной среде больше, чем в воде. [c.179] В работе также установлено, что износ резины практически не зависит от концентрации песка в пульпе в интервале от 38 до 84% (по объему). [c.179] Влияние гранулометрического состава твердой фазы пульпы. Количество энергии, выделяющейся при ударе одной частицы абразива о поверхность резины, пропорционально массе частицы таи, следовательно, кубу ее линейных размеров. [c.181] При переходе к очень мелким абразивным частицам (менее 0,06 мм) зависимость износа от их величины, по-видимому, изменится, так как кривая должна проходить через начало координат. Подобно этому, для металлов было установлено что зависимость износа от размеров частиц абразива линейна только в интервале 1—25 мм, а вне этой области рост износа опережает рост размеров частиц. [c.182] Влияние предварительного растяжения на износ резин. Скорость износа резин монотонно возрастает с ростом их предварительного растяжения как в воде, так и в 30%-ной азотной кислоте (табл. VII.4). При этом эластичность растянутой резины также возрастает, что должно способствовать уменьшению скорости износа. [c.182] В самом деле, в статических условиях, когда при одновременном действии напряжения и агрессивной среды происходит локальное разрушение и в вершинах трепщн деформация (и, следовательно, упрочнение) значительно больше ее среднего значения, ориентационное упрочнение приводит к экстремальной зависимости долговечности резин от деформации. При износе в пульпе эти условия отсутствуют и процесс поверхностного разрушения сходен с первой стадией коррозионного растрескивания, с индукционным периодом, для которого в области малых деформаций также наблюдается монотонная зависимость времени до появления трещин от деформации. [c.183] Если исключить влияние прочности на износ (например, испытывать разные резины, подбирая температуры, при которых у них прочности равны), то скорость износа в этих условиях обратно пропорциональна эластичности (рис. VI 1.10), т. е. нри увеличении эластичности резин до 25—30% износ резин уменьшается очень сильно, однако при дальнейшем росте эластичности ее влияние на износ начинает снижаться. [c.185] Определение влияния прочности резин (при равной эластичности) на износ показывает, что скорость износа заметно уменьшается при увеличении прочности до 80—90 кгс/см , а дальше практически не изменяется (рис. VII.И). [c.186] Увеличение прочности и эластичности резин при вулканизации в прессе по сравнению с вулканизацией в котле приводит к тому, что износостойкость первых резин в 1,5—4 раза больше, чем резин, вулканизованных в котле (табл. VII.5). [c.186] Прп дальнейшем росте температуры, когда резина теряет свою химическую стойкость, усиление ее взаимодействия с агрессивной средой приводит к значительному росту скорости износа. [c.187] Влияние концентрации агрессивной среды на износ резин в пульпах. При износе, так же как при статической усталости, имеется порог концентрации (рис. VII.13). Однако если при коррозионном растрескивании Pq лежит в области сравнительно малых концентраций (10 —1% для уксусной и соляной кислот, резины из СКС-30-1, вулканизованные MgO, а также серой), то при износе в пульпе Pq находится в области концентраций —10%. Это связано с тем, что, во-первых, разрушение в данном случае происходит без растрескивания, а это уменьшает чувствительность полимера к действию агрессивной среды (ср. кривые 4 и 5, рис. VII.13), и, во-вторых, оно идет, по-видимому, нри большем напряжении, чем при действии статического напряжения, а с увеличением напряжения Pq также увеличивается. [c.187] Наибольший интерес представляют случаи падения скорости износа с увеличением концентрации агрессивной среды, что наблюдаеи я для резины Ф в 56%-ной азотной кислоте и для Нб в 100%-ной уксусной кислоте (рис. VII.14). Это явление объясняется тем, что из-за поверхностного набухания увеличивается эластичность данных резин (с 8 до 13% для резины Ф и с 33 до 38%. для резины Нб) при практически полном сохранении первоначальной прочности и относительного удлинения. [c.188] Таким образом, можно сделать вывод, что повышение концентрации агрессивного агента помимо снижения химической стойкости резин и соответствующего увеличения износа вызывает также рост эластичности вследствие некоторого набухания поверхности. Для более полного выявления характера процесса большой интерес представляет сравнение абсолютных значений абразивного и усталостного износа с износом в потоке абразива . Такое сравнение удобнее всего провести, используя в качестве единицы измерения износ в мм Цсм -м). [c.188] Все сказанное относится, однако, к случаю сухого износа. [c.189] Ввиду того что жидкая фаза пульпы в процессе износа может играть, кроме всего прочего, еш е и роль смазки, снижая при этом коэффициент трения то для выявления количественных соотношений необходимо исходить из значений износа со смазкой. Применение различного рода смазок снижает износ резин (например, из СКН) примерно в 70—250 раз, а в основном, как указывалось выше, в 10 раз Таким образом, значения износа по сетке оказываются порядка 10 10 л1ж7(сл1 -ж). [c.189] В то же время абсолютные значения износа различных резин в пульпах (пересчитанные в мм 1 м -м) колеблются в случае использования гидропульпы песка от 6,5-10 до 2,6-10 мм /(см -м) и достигают порядка мм см -м) в агрессивных пульпах. [c.189] При использовании гидропульпы корунда износ составляет 1,7 X X 10 —1,8-10 мм см -м) и достигает величины порядка 10 мм 1 см -м) для корунда с величиной зерна 0,40 или 0,80 мм, т. е. величины износа в пульпах (10 —10 мм /см -м) приближаются по своим значениям к величинам усталостного износа (по сетке), равным 10 —мм 1 см -м). Величины износа в гидропульте, определенные на установке струеударного типа и пересчитанные в %1мин (0,0010—0,0155%/л м ), практически равны по абсолютным значениям аналогичным величинам, полученным в работе в (0,0014-0,030%/жмк). [c.189] Эти примерные расчеты дают основание рассматривать износ в потоке абразива как особый вид усталостного износа. [c.189] Вернуться к основной статье