СТРУКТУРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОКРЫТИЙ

 

Санников А.А., Королев А.В. (УГЛТУ, г.Екатеринбург, РФ)

Sannikov A.A., Korolev A.V. (The Ural state forest engineering university)

 

Рассмотрены дефекты покрытий валов бумагоделательных машин, причины их возникновения и их идентификация методом диагностирования.

The  defects of the roll coatings of the papermaking machines, their whence and the defects identification with the diagnosis method are researched.

 

Ключевые слова: покрытие, полиуретан, вал, дефект

Key words: coating, polyurethane, roll, defect

 

В настоящее время, валы с эластомерными покрытиями стали неотъемлемой частью современной бумагоделательной машины. Агрессивная среда, высокая скорость работы, постоянное увеличение линейного давления – эти и другие факторы способствовали расширению использования покрытий на валах бумагоделательных машин. При эксплуатации полимерных покрытий не редки случаи выхода их из строя по причине появления дефектов (рис.1).

 

              

                             а)                                                        б)

в)

Рисунок 1 - Дефекты прессовых валов:

а – продольная трещина, б - отслоение покрытия, в – вырыв участка покрытия

 

Наиболее часто встречающимся дефектом, приводящим к останову машины и замене вала, является разрушение адгезионного соединения полиуретанового покрытия и рубашки вала (рис. 1б). Различается несколько видов разрушения адгезионного соединения. Общепринятой считается следующая классификация видов разрушений: адгезионное, когезионное и смешанное (рис.2). Адгезионное разрушение проходит непосредственно по границе раздела фаз (рис. 2.а). Когезионное разрушение может происходить вблизи поверхности раздела фаз (граничный слой) или по толщине покрытия (рис. 2.б). В зависимости от скорости деформирования покрытия характер разрушения изменяется. С повышением скорости деформирования когезионный характер разрушения сменяется смешанным. При скоростях деформирования, характерных для прессовых валов, полимер ведет себя как твердое тело с высоким модулем упругости. В этом случае характер разрушения будет по границе раздела металл-полимер, то есть адгезионный [1]. Доля такого рода дефекта у полиуретановых облицовок составляет порядка 90%.

 

              а                                                б                                                в

Рисунок 2 - Виды разрушения адгезионного соединения:

а – адгезионное, б – когезионное, в – смешанное

 

Остальные дефекты, такие как, вырыв части покрытия (рис. 1.в) случаются довольно редко и, как правило, появляются вследствие попадания в захват валов твердых предметов. Такие дефекты как продольные (рис. 1.а) и поперечные трещины не оказывают сильного влияния на качество продукции. Зародившееся отслоение начинает быстро развиваться либо по диаметру, либо по длине вала, приводит к увеличению параметров вибрации вала. Увеличение параметров вибрации валов приводит к увеличению нагрузок на узлы, механические системы и фундамент БМ, а также ведет к ухудшению качества вырабатываемой продукции. Проблема отслоения покрытия от рубашки вала является актуальной, это связано с тем, что для данных условий работы вала не правильно подобраны физико-механические свойства покрытия, его геометрические размеры. Это связано с малой степенью изученности процессов, происходящих в зоне контакта. Такие вопросы как влияние геометрических размеров покрытия и его физико-механических характеристик на деформации при различных режимах нагружения и скоростях, распределения нормальных и касательных напряжений по толщине покрытия – всё это вопросы требующие глубокого изучения.

В современном производстве остро стоит вопрос о минимизации времени аварийного простоя оборудования. На смену планово-предупредительному ремонту приходит ремонт по техническому состоянию оборудования, где на первое место ставиться служба технической диагностики [2]. Встает вопрос об идентификации рассмотренных дефектов, особенно отслоения, на ранней стадии зарождения. Отслоение можно идентифицировать спектральным анализом вибрационного сигнала. Характерным диагностическим признаком отслоения покрытия является увеличение общего уровня вибрации. Главная причина – изменение жесткости в месте отслоения облицовки.

Список использованных источников

1. Берлин А. А. Основы адгезии полимеров [Текст]/ Берлин А. А., Басин В. Е. - М., Химия, 1974. -392 с.

2. Санников А.А. Современные проблемы технической эксплуатации оборудования. Вибродиагностика, триботехника, вибрация и шум: монографический сборник [Текст]/ Под ред. А.А. Санникова, Н.В. Куцубиной. – Екатеринбург: Уральск. гос. лесотехн. ун-т, 2009. – 416 с.