Підвищення ефективності нанесення корозійностійких покриттів на деталі обладнання для переробного виробництва

Abstract

Актуальність теми кваліфікаційної роботи. Одним з найбільш відомих фізичних перспективних способів відновлення нанесенням покриттів є газополуменеве напилювання. Газополуменеві покриття захищають деталі від корозії, ерозії і абразивних процесів. Портативне транспортабельне і просте в експлуатації устаткування для газотермічного напилення дозволяє наносити покриття з будь яких матеріалів на металоконструкціях і деталях устаткування у широкому діапазоні габаритів і конфігурації, ввести антикорозійний захист нових виробів, а також на монтажних майданчиках та в районах експлуатації. Ці переваги обумовлюють високу універсальність газополуменевого напилювання, що дозволяє наносити покриття із широким спектром службових властивостей. Однак якісні параметри газополуменевих покриттів не завжди відповідають підвищеним вимогам до експлуатаційних характеристик деталей машин, що працюють в умовах інтенсивних навантажень, в першу чергу це визначається низькою міцністю зчеплення напилених покриттів з поверхнею деталі. Сучасні дослідження у галузі газополуменевого напилювання направлені на оптимізацію параметрів процесу, головним чином, для отримання необхідної мікроструктури покриття і достатнього зчеплення з основним металом. Підвищити якість напилених покриттів можливо за рахунок активації поверхні деталей під нанесення покриттів голкофрезеруванням щітковим інструментом і обробки шарів покриття в процесі їх формування. Механічна обробка щітковим інструментом використовується для очищення і створення необхідної шорсткості поверхні, усунення частинок з низькою когезійною міцністю при нанесенні покриття. Використання такої технології відкриває можливість отримання захисних покриттів з підвищеною міцністю зчеплення та зносостійкістю, зменшити вартість та тривалість ремонту і цим підвищити його ефективність. Разом з тим, на сьогоднішній день відсутні науково-обгрунтовані рекомендації для практичного використання інтегрованого газополуменевого напилювання корозійностійких композиційних покриттів з склоемалей, що дозволяють захистити вироби від зношування, фреттинг-корозії, кавітації, високотемпературної корозії; також відсутні рекомендації по вибору оптимальних режимів щіткової обробки для практичного застосування, що робить завдання досліджень важливими і актуальними. Мета кваліфікаційної роботи. Підвищення ефективності технології нанесення корозійностійких покриттів на деталі обладнання переробного виробництва газополум'яним напиленням, інтегрованим зі щітковою обробкою. Завдання: обгрунтувати вибір технології відновлення і матеріалів для захисту від корозії деталей обладнання переробного виробництва; розробити спосіб підвищення ефективності газополуменевого напилювання за рахунок інтегрування зі щітковою обробкою; дослідити вплив параметрів щіткової обробки на шорсткість поверхні під нанесення покриття, корозійну стійкість, міцність зчеплення, пористість, зносостійкість напилених покриттів і визначити їх оптимальні значення; розробити рекомендації щодо вдосконалення технології захисту від корозії деталей обладнання переробної промисловості запропонованим методом. Об'єкт дослідження – процес відновлення деталей обладнання переробного нанесенням покриттів, інтегрованим газополуменевим напиленням. Предмет дослідження – екплуатаційні характеристики деталей обладнання переробного виробництва, відновлених нанесенням покриттів інтегрованим газополуменевим напиленням. Теоретичне та практичне значення одержаних результатів. Встановлено оптимальні конструктивно-технологічні параметри щіткової обробки для попередньої підготовки поверхні під нанесення покриття і покриття в процесі формування (швидкість обертання, натяг, діаметр та довжина голок, щільність їх набивання), що дозволили підвищити міцність зчеплення покриття з основою і отримані аналітичні залежності, які зв'язують технологічні параметри щіткової обробки з шорсткістю основи поверхні під напилювання та міцністю зчеплення газополуменевих покриттів, і прогнозувати закономірності її зміни у процесі експлуатації. Нанесення склоемалевих покриттів інтегрованим методом дозволяє забезпечити ефективний антикорозійний захист. Досягнуто підвищення зносостійкості деталей у 2,5 рази порівняно з деталями, відновленими за традиційною технологією з застосуванням абразивосруйної обробки.