Износ материала и оборудования¶
Износ — это постепенная утрата объектом (материалом, изделием, машиной, почвой и т. д.) своих первоначальных свойств, качества или ресурса под воздействием внешних и внутренних факторов. Понятие применяется в технике, экономике, географии и повседневной речи; в каждом случае описывает процесс или результат ухудшения исходного состояния.
¶Технический износ
В машиностроении и технике под износом понимают разрушение поверхностного слоя материала детали, возникающее при относительном перемещении контактирующих тел (трение) или под действием внешней среды. Измеряется в виде потери массы, объёма или линейных размеров.
¶Виды износа по механизму
- Абразивный — режущие частицы твёрдого вещества (песок, окалина, металлическая стружка) царапают и срезают поверхность. Характерен для землеройных машин, бурового инструмента, помп и насосов.
- Кавитационный — вызван разрушением пузырьков пара в жидкости при перепаде давления; поверхность разрушается ударами микровзрывов. Типичен для лопастей гидротурбин, винтов и гребных валов.
- Эрозионный — струя жидкости или газа с твёрдыми частицами механически разрушает поверхность (сопла, трубы, дымогарные трубки котлов).
- Коррозионный (химический) — разрушение металла в результате реакции с окружающей средой: влагой, кислотами, солевыми растворами.
- Усталостный — накопление циклических напряжений приводит к появлению и развитию трещин без заметной потери массы; проявляется при многократных нагрузках (коленчатые валы, рессоры, рельсы).
- Электроэрозионный — разрушение поверхности электрическими разрядами в диэлектрической среде; используется как технологический метод обработки.
- Поверхностный усталостный износ (пitting) — появление лунок на поверхности качения подшипников и зубьев шестерён при циклических контактных напряжениях.
¶Факторы, влияющие на скорость износа
Скорость износа детали определяется рядом параметров:
- Контактное давление — рост нагрузки увеличивает интенсивность разрушения поверхности.
- Скорость относительного перемещения — влияет на температуру в зоне контакта и характер смазки.
- Температура — повышение снижает вязкость масла, ускоряет окислительные процессы.
- Смазка — наличие масляной плёнки переводит износ из граничного режима в гидродинамический, снижая потери в десятки раз.
- Чистота рабочей среды — абразивные частицы ускоряют износ в сотни раз по сравнению с чистой средой.
- Сопрягаемые материалы — сочетание твёрдости, шероховатости и химической совместимости пар трения.
¶Износостойкость
Износостойкость — свойство материала сопротивляться износу. Повышается подбором сплавов (например, чугуны с шаровидным графитом, износостойкие стали с высоким содержанием марганца), поверхностным упрочнением (цементация, азотирование, накатка, плазменное напыление), нанесением покрытий (хромирование, напыление карбидов).
¶Экономический износ
В экономике и бухгалтерском учёте износ (амортизация) — это перенос стоимости основных средств на производимую продукцию по мере их физического и морального старения. Различают:
- Физический износ — утрата первоначальных технических свойств, оценивается в процентах от первоначальной стоимости.
- Моральный износ — устаревание оборудования вследствие появления более эффективных аналогов или снижения цен на аналогичную технику, даже при сохранении работоспособности.
В России начисление амортизации регулируется главой 25 Налогового кодекса РФ; применяются линейный и нелинейный методы.
¶Износ в географии и почвоведении
В геоморфологии износ — это разрушение горных пород под действием атмосферных факторов (перепады температуры, ветер, вода, морозное выветривание) с последующим выносом продуктов разрушения. В почвоведении эрозия почв (ветровая и водная) считается одним из основных проявлений деградации земель; в России проблема особенно остра в чернозёмных регионах и на пашнях с незащищённым от ветра грунтом.
¶Износ шин и одежды
В повседневной эксплуатации износ оценивается по остаточной толщине протектора шин (в России минимальный допустимый остаток — 1,6 мм для легковых автомобилей) или по состоянию ткани и швов. Производители одежды и обуви указывают ресурс в циклах стирки или ходьбы.
¶Измерение и оценка
Износ деталей контролируется измерением линейных размеров (микрометр, индикаторы), массы, шероховатости поверхности, а также неразрушающими методами (ультразвуковой контроль толщины стенок труб, вихретоковый контроль). Для оценки остаточного ресурса используются методы испытаний на стендах и натурные обследования.
¶Значение
Контроль износа позволяет прогнозировать срок службы оборудования, планировать ремонт и замену, снижать аварийность и экономить материалы. В промышленности переход от планово-предупредительных ремонтов к обслуживанию по фактическому состоянию (condition-based maintenance) основан именно на мониторинге параметров износа.
Источники:
- ГОСТ 27674-88. Детали машин и приборов. Термины и определения
- Справочник конструктора-машиностроителя, под ред. М. А. Грановского
- Налоговый кодекс РФ, глава 25 «Налог на прибыль организаций»
- Физическая энциклопедия, ст. «Износ»
- Пособие по эксплуатации автомобильных шин, ГОСТ Р 55172