Окисление при трении

В большинстве случаев процессы трения, и смазки сопровождаются химическими превращениями. Например, при сухом трении в присутствии воздуха происходит окисление механически активных поверхностей (окисление трением, по Финку и Гофману). Химические воздействия определяют поэтому решающим образом износ подшипников. Широко известно явление крекинга и окисления смазки между скользящими поверхностями (в подшипниках и редукторах). Эти превращения могут ослаблять или усиливать действие смазки. В первом случае может происходить реакция с металлом подшипника с образованием стабильного промежуточного слоя с высокой механической прочностью, который гарантирует хорошее прилипание смазки. Таким путем химические связи главных валентностей обусловливают хорошее сцепление граничной смазки со скользящей подложкой. В другом случае возникают нестабильные продукты реакции, которые способствуют коррозии. [c.462]

Влияние кислорода на процессы трения металлов в углеводородных средах исследовано в капитальных работах проф. Г. В. Виноградова. Им впервые было показано, что углеводородная среда может транспортировать кислород к поверхности трения путем окисления углеводородов и последующего их разложения на поверхностях трения с выделением кислорода в активной форме. [c.66]

Трение металлов в топливе сопровождается образованием продуктов износа, окислением и расщеплением молекул топлива. Есла в объеме топлива немного поработает подшипник качения или скольжения, то первоначальные свойства его существенно изменятся [c.71]

Изменится цвет, увеличится содержание механических примесей, появятся продукты глубокого окисления и полимеризации. Глубина этих изменений зависит как от условий работы подшипника (скорости, нагрузки, температуры, продолжительности), так и от свойств топлива. Одни топлива очень стабильные в этих условиях и, обладая хорошими противоизносными свойствами, не изменяют своих первоначальных свойств при трении в их среде металлов. Другие топлива малостабильны и, обладая хорошими противоизносными свойствами, значительно изменяют свои первоначальные свойства. Такие топлива мало пригодны для летательных аппаратов. [c.72]

Возникновение и характер протекания процессов схватывания металлов зависит от природы масел. Большое влияние на граничное трение оказывают окислительные процессы, так как продукты окисления углеводородных масел и поверхностных слоев металлов существенно изменяют интенсивность износа и величину коэффициента трения. Окисные слои играют важнейшую защитную роль, предотвращая интенсивное схватывание металлов. [c.133]

Влияние мелких абразивных частиц на изнашивание. Если размер частиц не превышает 5 мкм, то они, имея большую развитую поверхность, адсорбируют на себе продукты окисления масла, что может снизить интенсивность изнашивания деталей. Мелкие частицы выполняют функции противоизносных и антифрикционных присадок, препятствуя непосредственному контакту поверхностей трения. [c.53]

Для повышения стойкости к высокой температуре и уменьшения трения, в эластомеры вводятся противоокислительные, антифрикционные и другие добавки. При воздействии масел и смазок эластомерные детали могут набухать или терять свою эластичность (стареть). Интенсивность старения зависит от свойств самих эластомеров и от температуры и химического состава масла. Эластомеры быстро стареют при воздействии на них продуктов окисления масла-радикалов и гидроперекисей. Отрицательное влияние на эластомеры, особенно при повышенной температуре, оказывают противозадирные (ЕР) присадки. Сера, входящая в состав таких присадок, вулканизирует резину, которая от этого твердеет и уменьшается по объему. В лучшем случае изменение объема эластомеров не должно превышать 6%, но на практике оно допускается и до 15%. [c.62]

Настоящая книга является первой из семи намеченных к изданию книг по химмотологии. В ней изложены основные представления о химмотологии как новой научной дисциплине и ее роли в народном хозяйстве. Рассмотрены теоретические основы окисления углеводородов и горения жидких топлив, теория поверхностных явлений в двигателях и механизмах с участием ПАВ, основы трения и износа, механизм действия противоизносных и противозадирных присадок к топливам и маслам. Даны теоретические представления о коррозии конструктивных материалов в контакте с нефтепродуктами, описаны мероприятия по защите от коррозии. [c.2]

Стабильность масел против окисления. При работе в узлах трения масло окисляется кислородо.ч воздуха. В результате этого изменяется его химический состав, появляются новые вещества, накопление которых ухудшает качество масла и вызывает неполадки в работе механизма. Металлы каталитически ускоряют окисление смазочных масел. Для определения стабильности масла против окисления существует несколько методов. [c.176]

Для получения синтетических смазочных масел, работоспособных в широком интервале температур, а также высокотемпературных теплоносителей, гидравлических и охлаждающих жидкостей успешно используются эфиры кремниевых кислот. Эти соединения обладают весьма ценными для смазочных материалов свойствами. Для них характерны низкая летучесть, стойкость к действию высоких температур, солнечного света и радиоактивного излучения отличные вязкостно-температурные и электроизоляционные свойства. Правда, они не стойки к окислению, но их стабильность довольно легко повысить добавками например, ароматических аминов [15, с. 168]. Смазывающие свойства эфиров ортокремниевой кислоты удовлетворительны при низких нагрузках, но недостаточны в более жестких условиях граничного трения. Для улучшения смазочных характеристик также рекомендуются различные добавки, причем высокая растворяющая способность ортокремниевых эфиров позволяет совмещать их с различными соединениями. [c.163]

Стабильность к окислению, высокие моющие свойства особенно важны для моторных и других масел, многократно прокачиваемых при высокой температуре через узлы трения или предназначенных для длительного применения без замены и дозаправки. [c.438]

Мыльные смазки окисляются значительно быстрее жировой солидол, например, слабощелочной вначале, за 7 лет в таре приобретает кислотное число 0,8—1,6 мг КОН на 1 г, а в ступицах колес — 1,9—7,9. Кислотное число жирового консталина за это время может достигнуть 10—45 мг КОН на 1 г. Некоторые смазки окисляются особенно быстро. При значительном окислении в смазке накапливаются продукты, вызывающие коррозию металлов и изменяющие структуру смазки окисление приводит к разрушению структурного каркаса мыльных смазок, изменению прочностных и вязкостных свойств, изменению сопротивления диффузии паров коррозионно-агрессивных веществ (воды) и т. д. Химически стабильными считают такие смазки, в которых в течение всего времени хранения (обычно исчисляемого годами) или работы в узлах трения химические изменения заметного влияния на рабочие свойства не оказывают. Наиболее жесткие требования по химической стабильности предъявляются к смазкам, работающим в ответственных механизмах, где смена смазки (или пополнение ее) невозможна или сильно затруднена, а условия эксплуатации достаточно жестки. [c.665]

Для смазывания подшипников и других узлов трения металлургического оборудования (прокатных станов, рольгангов печей, лент агломерационных машин, подъемных кранов, кранов мартеновских, конверторных и других металлургических цехов, механизмов горячих станов и т. п.) применяются специальные индустриальные смазки кальциево-натриевые ИП1-Л (летняя) и ИП1-3 (зимняя), натриевая для прокатных станов (смазка ИП-2), приготовляемая на мылах окисленного петролатума и трансмиссионном автотракторном масле, весьма плотная металлургическая № 10, содержащая большое количество кальциевых мыл и поэтому менее теплостойкая,чем смазки ИП-1 и ИП-2 высокотемпературная натриевая смазка № 137. [c.699]

Искры, возникающие при ударах и трении стали, представляют собой небольшие (0,1—0,5 мм) кусочки металла, оторванные при механическом воздействии, частично окисленные и нагретые до высоких температур (например, для нелегированных малоуглеродистых сталей 1650 "С). В присутствии легирующих добавок, особенно вольфрама, температура искр трения снижается. [c.205]

Высокая температура искр трения, определяющая их поджигающие свойства, связана с их нагреванием при окислении железа кислородом воздуха. Интенсивность этого процесса определяется концентрацией кислорода в газовой смеси. Поэтому. многие паро- и газовоздушные смеси (метана, гексана, этилового эфира и др.), не воспламеняющиеся искрами трения в обычных условиях, могут воспламеняться при добавлении в них избыточного количества кислорода (1—5%). [c.205]

Углеводороды, содержащиеся в нефтяных топливах, являются прекрасными диэлектриками и в чистом виде практически не способны проводить электрический ток. Товарные топлива обладают небольшой электропроводностью за счет содержащихся в них полярных примесей разнообразных продуктов окисления, некоторых серо- и азотсодержащих соединений, солей металлов и т. д. Эти вещества способны в той или иной мере образовывать в углеводородном растворе положительно и отрицательно заряженные ионы. Пока топливо находится в стационарном состоянии, сумма всех положительно заряженных ионов равна сумме всех отрицательно заряженных. При движении топлива происходит разделение ионов в результате преимущественной адсорбции ионов одного знака, сил трения, разности в значениях поверхностного натяжения на границе двух фаз и некоторых других причин [1—5]. Ионы одного знака накапливаются на стенках трубопроводов, емкостей, фильтров, топливных насосов и т. д., а ионы противоположного знака остаются в топливе и могут накапливаться в резервуаре, баке или другой емкости [6—И]. [c.231]

Фреттинг-коррозия — еще одно следствие механических напряжений, которое может приводить к усталостному или коррозионно-усталостному разрушению металла. Это разрушение происходит на поверхности раздела двух контактирующих друг с другом тел, причем оба (или одно из них) металлические и слегка скользят друг относительно друга. Скольжение обычно имеет колебательный характер, например при вибрации. Продолжительное скольжение, когда один ролик вращается несколько быстрее контактирующего с ним, приводит к аналогичному разрушению. К тому же типу разрушения относятся коррозионный износ и окисление при трении. [c.164]

Пусть п — количество участвующих в трении микровыступов на единице поверхности металла (или оксида). Для удобства математических расчетов допустим, что шероховатости круглые по форме. Их средний диаметр равен с, а среднее расстояние от одного до другого — 8 (рис. 7.20). При трении микровыступы линейно движутся по плоской поверхности металла со скоростью о, причем каждый из них обнажает поверхность чистого металла и проделывает бороздку с усредненной шириной с и длиной, зависящей От проходимого пути. После прохождения микровыступа иа обнаженной поверхности в бороздке происходит быстрая адсорбция газа из атмосферы, которая со временем сопровождается образованием тонкой оксидной пленки. Следующий микровыступ, двигаясь по той же бороздке, вновь снимает и удаляет оксид и оставляет за собой обнаженный металл. Окисление происходит за среднее время /. Тогда [c.412]

Химическая стабильность. В большинстве случаев под химической стабильностью понимают устойчивость смазок к окислению кислородом воздуха, хотя в широком смысле — это отсутствие изменения свойств смазок при воздействии на них химических реагентов (кислот, щелочей, кислорода и т. п.). Окисление смазок приводит, как правило, к разупрочнению, ухудшению коллоидной стабильности, смазочной и защитной способности и других свойств (рис. 99), Стабильность к окислению важна для смазок, заправляемых в узлы трения 1—2 раза в течение 10—15 лет, работающих при высоких температурах, в тонких слоях и в контакте с цветными металлами. Медь, бронза, олово, свинец и некоторые другие металлы и сплавы ускоряют окисление смазок. [c.363]

Термоокислительная стабильность. Трансмиссионные масла в процессе работы в зубчатых передачах вследствие трения интенсивно разогреваются. Повыщенная температура в сочетании с активным действием кислорода воздуха и каталитическим действием металлических поверхностей приводит к усиленному окислению масла, образованию в нем нерастворимых веществ, выпадающих в осадок. [c.189]

У неорганических веществ при измельчении наряду с увеличением поверхности также часто увеличивается поверхностная активация, которая приводит к тому, что вещества, например металлы или сплавы, вступают в сильную реакцию с окружающей средой в тех местах, которые подвергаются особенно сильному механическому воздействию. Здесь следует напомнить об издавна известной так называемой коррозии напряжения. Окисление металлов под влиянием трения было обстоятельно изучено Финком и Гофманом [26]. При этих исследованиях также было установлено, что реакции окисления происходят не вследствие повышения температуры, ибо этот процесс протекает аналогично, когда опыты по трению производились в присутствии жидкого воздуха. Окисление трением , как назвали этот процесс Финк и Гоффман в 1932 г., можно было наблюдать на обычной стали и на стали V2A, а также на чистых железе, никеле и меди. [c.85]

Окисление трением, так же как окисление угля при измельчении, может считаться типичным для одной группы механохими-ческих реакций, при которых в результате измельчения или вообще благодаря механического воздействия на твердое вещество изменяется структура, деформируется кристаллическая решетка, а тем самым вызывается и механическая активизация. Эта активизация приводит к тому, что происходят известные химические реакции обмена с окружающей средой, которые обычно не бывают или же захватывают только мономолекулярные поверхностные слои. [c.85]

При исследовании противоизносных свойств авиационных топлив, необходимо наряду с изучением описанных выше зависимостей изучить механизм взаимодействия топлива с металлами контактируе-мых поверхностей. Многочисленные наблюдения за поверхностями трения, изучение состава продуктов износа, процессов, происходящих в тонких поверхностных слоях металлов, позволяют составить следующую общую схему взаимодействия топлив с металлами в процессе трения. Как только металлический образец погружается в топливо, на его поверхности адсорбируются поверхностно-активные молекулы гетероатомных соединений (кислородных, сернистых, азотистых), а также молекулярный кислород и образуется тонкий граничный слой. Этот слой может воспринимать сравнительно большие, нормальные к поверхностям трения нагрузки и легко деформируется при приложении тангенциальных напряжений. При контактировании двух металлических поверхностей между ними будет находиться граничный слой из адсорбированных молекул. Если контактная нагрузка, скорость относительного перемещения и объемная температура топлива невелики, то тонкая граничная пленка выполняет роль эффективной смазки, а поверхностные слои окислов металла подвергаются в основном упругой деформации, причеМ деформацией охвачены очень тонкие слои окислов. При многократном упругом передеформировании окисных слоев происходит их усталостное разрушение, а на месте разрушенных окислов образуются новые вследствие окисления металла кислородом, всегда присутствующим в топливе или выделяющимся при разложении гетероатомных кислородных соединений. [c.70]

На воздухе МоЗг окисляется до МоЗз и серы или 50г. Окисные пленки начинают образовываться при 350° С, а при температуре выше 480 С происходит быстрое окисление МоЗг. В вакууме М0З2 стабилен до температуры 1100° С. Дисульфид молибдена обладает высокой радиационной стойкостью. Коэффициент трения при смазке М0З2 уменьшается при увеличении скорости скольжения и удельного давления. Присутствие,воды снижает смазывающие свойства М0З2. [c.205]

В трибохимических процессах участвует Ш1слород, раство-ренный в топливе и содержащийся в гетероциклических соединениях [180]. Увеличение содержания растворенного в топливе кислорода усиливает интенсивность окисления трущихся поверхностей, что приводит к увеличению их износа (рис. 5.18, 5.19). При концентрации кислорода менее 0,10—0, 16% (об.) в гидроочищенных и 0,2—0,5% (об.) в прямогонных топливах вследствие недостаточной скорости образования оксидного слоя на поверхностях пар трения отмечается их схватывание [181— 183, 186]. Закономерное улучшение противоизносных свойств топлив при их деаэрации или азотировании отмечается в работе [184] и подтверждается результатами испытаний топлив на насосах НР-21Ф2 по междуведомственному методу, приведенными ниже [c.167]

Особый вид коррозии при трении, так называемая фретинг-коррозия, возникает на сопряженных и сильно нагруженных поверхностях машин и механизмов, подверженных вибрации или колебательному перемещению (с очень малой амплитудой) относительно друг друга. Фретинг-коррозия связана с химическим окислением поверхностного слоя металла. В тех случаях, когда образующиеся продукты коррозии обладают повышенной твердостью, последние еще больше усиливают абразивный износ металла. [c.115]

Существует и другая точка зрения на механизм действия фосфорсодержащих присадок, Баркрофт и Даниел [142, с. 7] при исследовании смазочного действия трифенилфосфатов установили, что в процессе граничного трения их активность определяется образованием на поверхностях трения кислых органических фосфатов и фосфатов металлов. Трифенилфосфат адсорбируется на поверхности трения и затем разлагается с образованием кислых органических фосфатов. Это разложение протекает гидролитически, а не под действием теплоты вероятно, гидролитическое разложение фосфатов может ускоряться щелочами и кислотами и в этом процессе принимает участие металлическая поверхность, кроме того, образованию кислых органических фосфатов способствует окисление масел в процессе эксплуатации двигателя. [c.134]

На увеличение скорости процессов окисления смазочного масла и на уменьшение антиокислительной активности ингибиторов кроме высокой температуры оказывают каталитическое влияние пбверхности трения металлов и продукты их коррозии. Так, в результате каталитического действия металла на окисление синте- [c.170]

Процессы окисления протекают только на поверхности соприкосновения окисляемого вещества и кислорода. Вместе с тгм твердые вещества, особенно угли, способны адсорбировать ita своей поверхности газы, в том числе воздух. В твердых горючих пористых веществах при сильноразвитой поверхности с адсорбированным слоем воздуха, обогащенного кислородом, скорость окислительных реакций резко возрастает. Если теплоотдача во внешнюю среду сравнительно мала, то в пористом и алотеплопроводном веществе повышается температура, поэтому окислительные процессы ускоряются. Выделение большого количества тенла и самовозгоранпе. может наблюдаться также при процессах полимеризации, при некоторых биологических процессах, физических процессах (трении, ударе) и т. и. [c.142]

Искры, возникающие ири трении стали, представляют собой небольшие кусочки металла (диаметром 0,1—0,5 мм), оторванные яри механическом воздействии, частично окисленные и нагретые до весьма высокой температуры. Долгое время считалось, что температура поверхности частиц, отрываемых при истирании, определяется твердостью истираемого материала, поэтому искробезопаеное оборудование нужно изготовлять из мягких металлов. Однако исследования показали, что некоторые мягкие металлы могут в определенных условиях давать опасные искры, и наоборот, существуют очень твердые сплавы, даюи1,ие при истирании немногочисленные искры, не поджигающие наиболее взрывчатые смеси. Способность металлов и сплавов к опасному искрообразовапию обусловливается в первую очередь их химической природой, а ие твердостью. [c.147]

При истирании металлов в атмосфере, не содержащей кислорода, не образуется опасных искр. По-вндимому, высокая температура поверхности искр, возникающих при трении, определяющая воспламеняющие сво 1ства, связана с их нагреванием при окислении железа кислородом воздуха. Интенсив-ность этого процесса определяется кониентрацней кислорода в газово11 смеси. [c.147]

Химическая стабильность по отношению к кислороду воздуха. Для масел, которые многократно прокачиваются через узлы трения (циркулируют),—турбинных, компрессорных, моторных и других— одним из важнейтлнх показателей является стойкость против окисления кислородом воздуха. Окисление компонентов масла представляет собой сложный процесс, развитие которого зависит от химического и прежде всего углеводородного состава масел, а также от условий эксплуатации. [c.351]

Получение натриевых смазок. Натриевые смазки (консталины) являются менее распространенной группой мыльных смазок, чем кальциевые. Они обеспечивают работоспособность узлов трения в более широком температурном диапазоне, чем гидратированные кальциевые смазки. Отличительной особенностью натриевых смазок является растворимость в воде, поэтому их невозможно использовать в условиях повышенной влажности. Натриевые смазки (так же как и солидолы) готовят на природном и синтетическом жировом сырье. В качестве природного жирового сырья в большинстве случаев используют касторовое масло, а также широкую фракцию СЖК, получаемую окислением парафина. Жировой компонент омыляют водным раствором каустической соды (35—40% NaOH). Существенное значение имеет дозировка комнонентов, поскольку даже незначительное отклонение от количественного соотношения заметно изменяет структуру и свойства смазок. Расход каустической соды определяют по числу омылегшя жирового компонента. [c.259]

Существует предположение, что возникающие при трении локальные перегревы металла приводят к его окислению, после чего происходит истирание поверхностного оксидного слоя [89]. Хотя трение несомненно, вызывает локальный разогрев до высоких температур, разрушение при фреттинг-коррозии обусловлено не только высокотемпературным окислением. Это подтверждается следующими факторами увеличением разрушения при температурах ниже комнатной снижением разрушения при высоких частотах, когда температура на поверхности максимальна тем, что при фрет- [c.168]

Растворенная в маслах вода способствует их более глубокому окислению. Масла с высокой коррозионной агрессивностью часто способствуют сильному износу поверХ1Ностей трения (коррозион-но- мехаН(Ичеокому износу). Для улучшения коррозионных свойств в масла выводят противокоррозионные присадки (серо-, фосфорсодержащие органические соединения и др.), действие которых заключается в образовании адсорбционных и хемосорбциоиных пленок на поверхности металла. Эти пленки обладают повышенной стабильностью к разрушению под воздействием коррозионно-агрессивных компонентов масел и внешней среды. Улучшению коррозионных свойств масел способствуют и некоторые антиокислительные присадки, предотвращающие окисление углеводородов и уменьшающие образование коррозионно-агрессивных веществ, а также моющие присадки, удерживающие эти вещества в объеме масла. [c.37]

Углеводороды являются хорошими ди )лектриками и в чистом виде практически не проводят электрический ток. Товарные топлива обладают небольшой электропроводностью за счет содержащихся в них продуктов окислення, серо- и азотсодержащих веществ, солей металлов и т. д. Эти вещества способны в той или иной мере образовывать в углеводородном растворе положительно и отрицательно заряженные ионы. Пока топливо находится в стационарном состоянии, сумма всех положительных ионов равна сумме всех отрицательных. При движении топлива заряженные ионы разделяются вследствие преимуихественной адсорбции ионов одного знака, в результате трения о стенки и некоторых других явлений. Ионы одного знака накапливаются на стенках трубопроводов, емкостей, фильтров, топливных насосов и т. д., а ионы противоположного знака остаются в топливе. Заряды со стенок металлической арматуры быстро стекают в землю (все оборудование заземлено), а заряды в топливе могут накапливаться в резервуаре, баке или другой емкости, так как они не могут быстро уйти в заземленную стенку резервуара вследствие очень малой электропроводности топлив. Если вблизи такого скопившегося заряда появится заземленный металлический предмет (деталь арматуры резервуара, крышка топливного фильтра, метршток и т. д.), то может произойти разряд в виде искры. Если смесь паров топлива с воздухом в данном месте находится в пределах воспламеняемости, то происходит взрыв. [c.298]

В качестве антифрикционных присадок, адсорбирующихся на металлических поверхностях и уменьшающих силу трения, используют растительные и животные жиры, мыла, а также продукты окисления парафиновых углеводородов. Противоизносными и протнвозадирньми присадками являются свинцовые соли жирных и нафтеновых кислот, осерненные жиры и углеводороды (ОКМ, ОТП, АБЭС и др.), хлорированные углеводороды, а также органические вещества, содержащие в молекуле 2—3 поляр-ные группы — атомы 3, Р, N (ЭФО, ЛЗ-309/2, ЛЗ-ТИБ-6 и др.). [c.304]

В трибохимических процессах участвует кислород, растворенный в топливе и содержащийся в гетероциклических соединениях. Увеличение содержания растворенного в топливе кислорода усиливает интенсивность окисления поверхностей трения, что приводит к увеличению их износа. Закономерное улучшение противоизносных свойств топлив при их деаэрации или азотировании подтверждается результатами испьп аний топлив на насосах НР-21Ф2 по междуведомственному методу (табл. 1.16). [c.59]