Надежность. Темы вопросов к экзамену по дисциплине Процессы и методы повышения надежности на стадиях эксплуатации и ремонта нефтепромыслового оборудования
 Скачать 4.2 Mb.
|
Термические методы упрочнения поверхности деталей Отжиг — вид термической обработки, заключающийся в нагреве до определённой температуры (770-900 С), выдержке в течение определенного времени (от 1 до 4 ч) при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении в печи. При отжиге детали крупнозернистая структура металла становится мелкозернистой. Отжиг проводят для снятия внутренних напряжений Нормализация — вид термической обработки, при которой деталь нагревают до температуры отжига (700-900 С) и выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч, а затем охлаждают на воздухе. Нормализацию применяют для улучшения структуры металла с целью повышения механических свойств. Закалка — вид термической обработки материалов, заключающийся в их нагреве выше критической точки, температура закалки составляет 850-900 С с последующим быстрым охлаждением в воде или масле. Материал, подвергшийся закалке, приобретает большую твёрдость, но становится хрупким, менее пластичным и менее вязким. Отпуск — закаленную деталь нагревают до температуры 150-600 С и выдерживают при этой температуре от 5-10 минут до 1-15 ч., а затем охлаждают. Отпуск снижает закалочные напряжения и изменяет структуру стали, повышает вязкость. Старение - проводят для стабилизации размеров и свойств деталей после сварки, литья или термообработки. Оно заключается в длительном выдерживании при комнатной или небольшой повышенной температуре. Старению подвергают детали типа корпусов, рам. Обработка металла холодом - дополнительное охлаждение детали в области отрицательных температур, до температуры ниже т. Мк (- 80oС) Химико-термические методы упрочнения поверхностиХимико-термической обработкой называют обработку, заключающуюся в сочетании термического и химического воздействия с целью изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя детали в необходимом направлении. При этом происходит поверхностное насыщение металлического материала соответствующим элементом (С, N, B, Al, Cr, Si, Ti и др.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды (твердой, газовой, паровой, жидкой) при высокой температуре[5] Цементация – процесс, заключающийся в диффузионном насыщении поверхностного слоя углеродом при нагреве в соответствующей среде. Цементация придает поверхностному слою высокую твердость и износостойкость, повышает предел выносливости при изгибе и кручении. Цементируют детали, работающие в условиях трения, при больших давлениях и циклических нагрузках. Различают твердую (деталь помещают в древесный уголь при Т 900°С) и газообразную (даталь помещают в камеру с газом). Азотированием называют процесс диффузионного насыщения поверхности слоя стали азотом при нагреве ее в аммиаке. Азотирование очень сильно повышает твердость поверхностного слоя, его износостойкость, предел выносливости и сопротивление коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар и т.д. Твердость азотированного слоя заметно выше, чем цементованной стали, и сохраняется при нагреве до высоких температур (500 – 600 ˚С); тогда как твердость цементованного слоя, имеющего мартенситную структуру, сохраняется только до 200 – 225 ˚С Нитроцементацией называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840 – 860 ˚С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Продолжительность процесса 4 – 10 ч. Основное назначение нитроцементации – повышение твердости и износостойкости стальных изделий. Цианированием называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при температуре 820 – 950 ˚С в расплавленных солях. Продолжительность процесса обусловлена требуемой толщиной слоя и составляет 30 – 90 мин. Борированием называется химико-термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали бором при нагреве в соответствующей среде. Борирование чаще выполняют при электролизе расплавленной буры. Изделие служит катодом. Температура насыщения 930 – 950 ˚С при выдержке 2 – 6 ч[5] Алитированием называют насыщение поверхности стали алюминием. В результате аллитирования сталь приобретает высокую окалиностойкостью (до 850 – 900 ˚С), так как в процессе нагрева на поверхности аллитированных изделий образуется плотная пленка окиси алюминия, предохраняющая металл от окисления. Хромированием называют процесс насыщения поверхности стальных изделий хромом. Этот процесс обеспечивает повышенную устойчивость стали против газовой коррозии, высокую коррозионную стойкость в таких средах, как вода, морская вода и азотная кислота. Хромирование сталей, содержащих свыше 0,3 – 0,4% С, повышает также твердость и износостойкость. Насыщение поверхности стали кремнием называют силицированием. Силицирование придает стали высокую коррозионную стойкость в морской воде, в азотной, серной и соляной кислотах и несколько увеличивает устойчивость против износа. |