РЕКОМЕНДУЕМЫЕ УСЛОВИЯ УПРОЧНЕНИЯ

5.6. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

В процессе эксплуатации горных машин многие детали, работая в агрессивных средах, разрушаются вследствие коррозионных процессов. Для защиты таких деталей от коррозии применяются металлические покрытия и лакокрасочные покрытия. Лакокрасочные покрытия более универсальны, дешевы и более технологичны, поэтому из общего объема покрытий 65-80 % - это покрытия лаками и красками.

Металлические покрытия от коррозии совмещают с нанесением износостойкого слоя (хромирование, никелирование, борирование), который на­носят на поверхность детали гальваническим методом путем осаждения ме­таллов из водных растворов их солей под действием постоянного электриче­ского тока (U=6-12V, I=250-500А). Нанесенный слой имеет толщину от не­скольких микрометров (при защите только от коррозии) до 0,5мм при со­вмещении с износостойким покрытием. При нанесении, например, слоя хрома 30-50 мкм на шейки валов и осей их износостойкость повышается в 5 раз, при нанесении слоя бора толщиной 0,2-0,4 мм на рабочие поверхности втулок грязевого насоса позволяет увеличить их долговечность в 4 раза по сравнению со втулками, закаленными токами высокой частоты.

Покрытие деталей лакокрасочными материалами - широко распространенное технологическое средство защиты металлов от коррозионного разрушения. Чтобы надежно предохранить поверхность металла от воздей­ствия атмосферного воздуха и агрессивных сред, лакокрасочные покрытия должны обладать комплексом различных свойств: «сплошностью» пленки, хорошей сцепляемостью с металлом, механической прочностью, сопротив­лением истиранию, стойкостью к изменению температур и воздействию сол­нечной радиации. Чтобы правильно удовлетворить этим требованиям и обеспечить высокую долговечность защищаемых деталей машин, необходи­мо правильно выбрать лакокрасочное покрытие и технологию его нанесения. Выбор лакокрасочного покрытия производят исходя из условий эксплуата­ции и свойств материала детали. Для обеспечения надежной защиты горных машин, работающих в атмосферных условиях, применяют защитно-декоративные перхлорвиниловые эмали ХВ-124, ХВ-113, пентафталевую эмаль ПФ-115, меламиноалкидную эмаль МЛ-113, МЛ-11 и другие, которые наносят после грунтовки и шпатлевки деталей. Для защиты деталей, под­верженных влиянию агрессивных сред, применяют химически стойкие эма­ли, которые способны длительное время не разрушаться при контакте с раз­личными химически активными жидкостями и препятствуют проникнове­нию их к поверхности деталей. К таким покрытиям относятся лаки ХСЛ-3, ХС-76, КФ-252, эмали ЭП-255, ПХВ и др.

Лакокрасочные материалы могут наноситься различными методами: кистью, пульверизацией, окунанием, струйным обливом, распылением в электростатическом поле, безвоздушным распылением. Сушка после окра­ски может производиться естественным способом, искусственным (горячим воздухом), конвекционным, инфракрасными лучами и даже токами высокой частоты.

5.7. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Долговечность любой машины зависит не только от конструктивных решений, заложенных в проект, но в значительной степени (40-45 %) от ка­чества использованного материала, качества изготовления детали, качества сборки машины. И поэтому качество определяется соответствующими тех­ническими и технологическими документами: сертификатом на металл, до­пусками на размеры, показателями качества поверхностного слоя, требова­ниями к сборке узлов и всей машины и т.п., в зависимости от выполнения всех этих требований и будет меняться долговечность отдельных деталей и всей машины. Соответствие всех деталей и собранной машины норматив­ным документам и требованиям определяется соответствующими методами контроля и подтверждается документами.

При изготовлении, модернизации, ремонтах горных машин существу­ют следующие виды технического контроля:

- входной контроль поступающих на предприятие от предприятий-поставщиков сырья, материалов, комплектующих элементов и приборов;

- операционный контроль заготовок, деталей, сборочных единиц и других видов изготовляемой продукции после завершения одной или нескольких промежуточных технологических операций;

- приемочный контроль готовых машин, который может сопровождаться испытанием машин перед эксплуатацией.

Все эти виды технического контроля носят явно выраженный профилактический характер: они ставят своей конечной целью своевременно обнаруживать, не допускать до сборки детали с дефектами, а собранные машины с отклонениями от технических условий - не допускать к эксплуатации. По результатам технического контроля могут быть приняты решения, корректи­рующие технологический процесс, не допуская в дальнейшем таких дефек­тов.

В зависимости от возможности обнаружения дефекты делятся на яв­ные и скрытые. Явные - могут быть обнаружены существующими методами, и для них контрольной документацией предусматриваются соответствующие правила, методы и средства. Но возможно наличие в деталях дефектов, для выявления которых предусмотренных контрольной документацией средств недостаточно - дефекты остаются скрытыми. Условно скрытыми можно назвать и дефекты, которые не выявлены, а могли бы быть выявлены сущест­вующими средствами (при не 100 % - ном, а выборочном контроле).

Скрытые дефекты могут резко снижать качество машин, так как ма­шина состоит из тысяч деталей, и если из них лишь 1 % деталей окажется с дефектами, это приведет к увеличению вероятности отказа машины на один порядок. Влияние скрытых дефектов на качество выпускаемых изделий можно показать на примере буровых коронок.

Перфораторные коронки состоят из двух деталей - корпуса и пластин­ки твердого сплава, припаянных к корпусу. На завод - изготовитель бурового инструмента одно время пошли рекламации: в работе быстро разрушается твердый сплав. Стали разбираться: причиной может быть плохой твердый сплав или плохая технология изготовления, при которой можно испортить твердый сплав (пайкой, заточкой). Проверили технологию - все в порядке. Стали проверять твердый сплав: по ГОСТ он должен иметь определенную твердость, удельный вес, предел прочности на разрыв и определенную мик­роструктуру. С твердостью и удельным весом - все в порядке, а вот проч­ность и структура не соответствуют ГОСТ. Пришлось на всех заводах-изго­товителях буровых коронок внедрять входной контроль пластинок твердого сплава, поставляемых на завод-изготовитель. Оказалось, что недостаток в изготовлении твердого сплава не обеспечивал необходимую микрострукту­ру, что в свою очередь резко снижало прочность пластин твердого сплава (вместо s_в>130 в партиях были пластины с s_в=90-100). Входной контроль помог обнаруживать и возвращать дефектные партии твердого сплава, через некоторое время после упорядочения технологии на заводе-изготовителе твердого сплава буровой инструмент приобрел необходимое качество.

Контрольные операции весьма трудоемки, требуют дорогого и точного оснащения, высокой квалификации контролеров, поэтому необходимо вне­дрять активные методы контроля, которые совмещают контроль с изготов­лением детали, и статистические методы контроля, которые дают возмож­ность исключить случаи появления дефектов при изготовлении.

Активный контроль, при котором по результатам проверки параметров качества дается команда на подналадку оборудования, изменение режимов его работы, сортировку бракованной детали или приостановку технологиче­ского процесса, дает гарантию обеспечения точности и стабильности технологического процесса. Средства активного контроля могут иметь различную степень развития - от использования визуальных сигналов для подналадки оборудования до самонастраивающихся систем.

Одной из важных задач, которую необходимо решить при организации контроля продукции, является выбор метода контроля - сплошной или выборочный контроль продукции. Сплошной контроль в большей степени гарантирует выпуск бездефектной продукции, однако он не всегда экономи­чески оправдан (а иногда и невозможен: для того, чтобы определить s_в пластинки твердого сплава нужно ее сломать). В этом случае применяют стати­стические методы контроля качества продукции. Суждение о годности изде­лия осуществляется по альтернативному или количественным признакам. При контроле по альтернативному признаку все изделия в выборке разбива­ются на две категории - годные и негодные (дефектные). Оценка партии производится по величине доли дефектных изделий от общего числа прове­ренных. При контроле изделий по количественному признаку у каждого из­делия определяется один или несколько параметров и оценка партии изде­лий производится по статистическим характеристикам распределения этих параметров, поскольку каждое значение параметра является случайной ве­личиной.

Оценка уровня качества изготовленных деталей - необходимый, но недостаточный вид статистического контроля для обеспечения высокой стабильности технологического процесса. Возможность получения дефектных деталей (пусть даже в допустимом минимальном количестве) является след­ствием того, что статистическими методами анализируется результат данно­го технологического процесса - полученное качество деталей, а не характе­ристики самого процесса, которые определяют это качество.

Статистические методы контроля параметров технологического про­цесса позволяют следить за изменением его и принимать меры по предот­вращению дефектов. Для статистической оценки точности и стабильности технологических процессов обработки деталей стандартами предусмотрены показатели:

коэффициент точности

коэффициент стабильности

где D=х_д-х_н - величина отклонения действительного значения параметра х_дот номинального х_н, а D_н - поле допуска на изготовление рассматриваемого параметра.

Зная эти коэффициенты, по разработанным таблицам находят вероятный процент брака q, свойственный данному процессу. Полученное значение q не должно превышать допустимых значений для конкретной продукции или данного показателя качества, подлежащего статистическому регулированию.

В готовой машине могут оказаться технологические дефекты, которые относятся к недопустимым, но либо пропущены из-за несовершенства мето­дов контроля, либо вообще не регламентированы. Это может привести к тя­желым последствиям при эксплуатации машины вплоть до возникновения аварийных ситуаций. Для предотвращения тяжелых последствий отказов, связанных с технологическими дефектами, необходимо иметь средства для обнаружения дефектов. Для этого применяется широкий диапазон как разрушающих, так и неразрушающих методов контроля. Разрушающие методы контроля, такие, как испытание механических свойств, являются выбороч­ными и не позволяют отделить в партии годные детали от дефектных. Неразрушающие методы контроля позволяют осуществить сплошную проверку ответственных изделий и полностью гарантировать их бездефектность. Эти методы называются дефектоскопией и базируются на применении различ­ных физических методов, позволяющих обнаруживать и оценивать внутрен­ние и поверхностные дефекты. В табл. 5.5 представлены методы, применяе­мые для дефектоскопии, и область их применения.

Применение того или иного метода, например, для отливок или свар­ных ответственных деталей, позволяет предупредить появление внезапных отказов от внутренних даже мелких дефектов.

Грубые ошибки технологического процесса и соответственно значительные дефекты, как правило, проявляются при обкатке или контрольных испытаниях машины и могут быть устранены в среде производства. Поэтому испытание машин с точки зрения их соответствия технологическим услови­ям и проверки всех основных параметров машины является заключительным этапом ее изготовления. Испытание делится на две стадии:

1) механическое испытание (обкатка) - производится для проверки правильности взаимодействия частей и приработки трущихся поверхностей дета­
лей;

2) испытание под нагрузкой - производится в соответствии с техническими
условиями, как правило, на режимах и в условиях, соответствующих эксплуатационным.

Испытания проводят на специальных стендах. Испытываются или отдельные функциональные самостоятельные единицы и составные части (пневмоударник, буровые коронки, гидродвигатели, гидростойки механизи­рованных крепей, насосы и т.п.), или машина в сборе (шахтные вентилято­ры, карьерные экскаваторы, погрузочные машины, проходческие и очистные комбайны и т.д.).

При испытаниях под нагрузкой оцениваются: степень шума, вибрации и нагрев движущихся частей, наличие утечки масла, рабочие характеристики машин, указанные в ее паспорте. Испытания под нагрузкой должны воспро­извести реальный спектр по мощности и усилию, которое испытывает дан­ное оборудование в процессе использования по назначению. В случае обна­ружения во время испытаний каких-либо дефектов они устраняются, после чего проводится повторное испытание. Результаты испытания вносятся в паспорт (формуляр) на машину.

В случае отсутствия стенда для громоздких объектов (шагающий экс­каватор и др.) испытание может быть проведено в местах эксплуатации ма­шин.

Таблица 5.5