Устройство для измерения наводороживания металлов при трении

Устройство для измерения наводороживания металлов при трении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области защиты металлов от водородной коррозии и износа при добыче, транспортировании, переработке нефти, в нефтехимии, химмотологии, в частности к устройству для измерения наводороживания металлов при трении, например, в жидких, в том числе смазочных средах. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем создания конструкции, позволяющей осуществлять измерение потока водорода, выделяющегося в результате трибохимических процессов из смазочной среды и вызывающего наводороживание металлов при трении. Устройство для измерения наводороживания металлов при трении содержит электрохимическую ячейку, разделенную на две части металлической мембраной. Одна из частей ячейки является измерительной, она заполнена стандартным раствором. Другая часть ячейки заполнена исследуемой средой и снабжена подвижным контртелом, образующим с мембраной пару трения, причем рабочая поверхность мембраны выполнена выпуклой при отношении радиуса кривизны мембраны к ее толщине не менее 30. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 01 N 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4457404/40-25 (22) 14 . 07 . 88 (46) 07 . 03. 90, Бюл. Y 9 (72) Л,А. Бронштейн, Ю.Н. 1цехтер и В.А. Маричев (53) 543.257 (088.8) (56) Соловей Н.Ф. и др. Устройство для определения наводороживания ме таллов при трении. Сб. пДолговечность трущихся деталей машины". М.: Машиностроение, 1987, вып. 2, с. 150 152.

Zakroczymski et а1, Herkstoffe

und Corrosion, 1 975, v. 26, ¹ 8, р, 617-624. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАВОДОРОЖИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ПРИ ТРЕНИИ (57) Изобретение относится к области защиты металлов от водородной коррозии и износа при добыче, транспортировании, переработке нефти, в нефтехимии, химмотологии, в частности к

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, коррозионно-механического и водородного износа при добыче, транспортировании и переработке нефти, в нефтехычии, химмотологии, в частности к устройству для измерения наводороживания металлов при трении, например, в жидких, в том числе смазочных средах.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет обеспечения измерения потока водоро„.,Я0„„1548741 А 1

2 устройству для измерения наводороживания металлов при трении, например, в жидких, в том числе смазочных средах . Бель изобретения — ра с ширение области применения устройства путем создания конструкции, позволяющей осуществлять измерение потока водорода, выделяющегося в результате трибохимических процессов из смазочной среды и вызывающего наводороживание металлов при трении. Устройство для измерения наводороживания металлов при трении содержит электрохимическую яч ейку, ра зд еленную на две ч ас ти металлической мембраной. Одна из частей ячейки является измерительной, она заполнена стандартным раствором.

Другая часть ячейки заполнена исследуемой средой и снабжена подвижным контртелом, образующим с мембраной пару трения, причем рабочая поверхность мембраны выполнена выпуклой при отношении радиуса кривизны мембраны к ее толщине не менее 30. 2 ил. да, выделяющегося непосредственно во время трибохимических процессов, например, из смазочной среды и вызывающего наводороживание металла при трении.

В результате трибохимических процессов, сопровождающих трение мембраны по пластине, из испытуемой среды выделяется водород, поток которого, проходя через мембрану, создает электрический ток, измеряемый потенпиостатом и служащий прямой мерой наводо1548741 ро жив ания мет алла мемб раны п ри т рении.

На фиг,l представлена схема устройства для измерения наводорожива5 ния металлов при трении; на фиг„2 запись тока, полученная с помощью предложенного устройства.

Устройство для измерения наводороживания металлов при трении содержит металлическую мембрану 1, закрепленную металлической гайкой 2 на корпусе 3, изготовленном из диэлектрика, например фторопласта., и заполненном стандартным раствором,, например

0,1 н, NaOH в который помещены вспомогательный платиновый электрод 4 и через электролитический ключ 5 электрод б сравнения, подключенные к потенциостату 7 и самопишущему потенциометру 8. Контртело пары трения (пластина 9) закреплено с помощью зажима 1 О и планки 11 в кювете 12, заполненной испытуемой средой 13 и установленной на каретке 14, которая совершает возвратно-поступательное двоение с помощью подшипников 15 по основанию 16, осуществляя трениепластины 9 по мембране 1. Привод движения каретки состоит из электродвигателя 17, редуктора 18 и эксцентрика 1 9, расположенных в основании 1 6.

Регулировка скорости скольжения в паре трения осуществляется изменением передаточного числа редуктора. Нормальная нагрузка в паре трения создается регулятором нормального давле( ния „содержащим планку 20, опирающуюся на стойку 21 и выступ корпуса 3 электрохимического датчика, груз 22 40 и противовес 23 для уравновешивания регулятора в исходном положении при отсутствии груза.

Устройство работает следующим образом. 45

С помощью потенциостата на мембра- . ну подается потенциал поляризации

100 мВ относительно хлорсеребряного; электрода сравнения, В момент подачи потенциала наблюдается резкое увеличение тока (фиг.2), величина которого затем плавно снижается до уровня Аонового тока, что Свидетельствует о готовности электрохимического датчика к работе в условиях трения. При включении тренин выделяющийся в результате трибохычических процессов из исследуемой среды водород, проникая через мембрану, создает электрический ток в цепи мембрана — стандартный раствор — вспомогательный электрод — самопишущий потенциометр — ITo тенциостат. Величина тока измеряется и записывается потенциометром и служит прямой мерой степени наводороживания мембраны. Как видно из фиг.2, при выключении движения каретки в отсутствие трения величина измеряемого тока возвращается на фоновый уровень, что свидетельствует о том, что именно трибохимические пропессы являются источником измеряемого потока водорода.

Изображенные на фиг.2 кривые зал ис и потока водо рода получены эксперимен т аль но с и омощью и редложенн ого устройства при следующих условиях: стандартный раствор — О, 1 í. NaOH, мембрана, изготовлена из армко-железа, толщина О, 17 мм, площадь рабочей части 13 мм, радиус кривизны 20 мм, радиус кривизны отношение толщина внутренней стороны мембраны электролитическим методом нанесена тонкая пленка палладия для повышения водородопронипаемости, пластина — контртело — изготовлена из стали марки

Ст. l О, возвратно-поступательное трение, ско рос ть скольжения О, 1 м/с, нормальное давление 1,85 NlIa. Кривая

А получена при использовании в качестве смазочной среды нефтяного масла

АСВ-5, кривая Б получена для этого же масла, содержащего 3 мас. присадки ДФ-ll (диалкипдитиофосфат цинка) .

Сопоставление кривых А и Б на фиг.2 показывает, что введение в масло присадки позволяет более чем вдвое уменьшить наводороживание металла при трении. Кривая Б показывает поток водорода, создаваемый при трении в дистиллированной воде. Величина потока, создаваемого водой, как видно из фиг.2, более чем в 60 раз превышает соответс.твующее значение для масла АСВ-5, Предложенное устройство позволяет измерять наводороживание металла при трении о пластмассу, дерево и другие материалы как при наличии, так и в отсутствие смазочной среды. В этом случае пластина 9 (*иг„l.) изготавливается из испытуемого материала.

Использование электрохьмического метода измерений позволяет достичь

5 l 5487 высокой чувствительности и точности измерен ий.

Водо родная ко рро з ия и износ являются одними из основных причин преж5 девременного выхода из строя и разрушения металлических труб газо- и нефтепроводов, металлоконструкций и узлов трения установок г дрогенизационных процессов нефтеперерабатываю- t0 щих и нефтехимических заводов, оборудования нефтегазодобычи, металлорежущего инструмента, работающего со смазочно-охлаждающими жидкостями, и других металлических узлов и деталей 15 разнообразных машин и оборудования.

Использование устройства при разработке, диагностике, испытаниях и оценке свойств конструкционных и смазочных материалов в народном хоз яйст- 20 ве обеспечит экономический эффект за счет применения более эффективных в условиях водородной коррозии и износа конструкционных и смазочных материалов, повышения надежности и долговеч- 25 ности машин и механизмов.

4) 6

Фо рмула из об ре т ен ия

Устройство для измерения наводороживания металлов при трении, содержащее электрохичическую ячейку, включающую индикаторный электрод, выполненный в виде металлической мембраны, разделяющей электрохимическую ячейку на две части, одна из которых заполнена стандартным раствором и содержит вспомогательный электрод и электрод сравнения, соединенный с потенциостатом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения измерения потока водорода, выделяющегося во времени трибохимических процессов, другая часть ячейки заполнена испытуемой средой и дополнительно снабжена подвижным контртелом, образующим с мембраной пару трения, причем рабочая поверхность мембраны выполнена выпукл6й в направлении к поверхности контртела при отношении радиуса кривизны мембраны к ее толщине не менее 30, 22

1548741

9 юл - Ъ яэ бхн ОЯЫОЯОф мОшбу Ъ

Ю

Составитель И, Рогаль

Редактор В.Данко Техред М.Ходанич Корректор Л,Бескид

Яаказ 139 Тираж 509, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101