Устройство для измерения наводороживания металлов при трении

.90, Бюл. Кф 9 Бронштейн, Ю,(21) 44574 (22) 14. 07 (46) 07 . 03 (72) Л,А. и В,А. Мар (53) 543.2 мер ых сререние изобретения - ра дах 1 Цехте-624. и талл трущих строен2 а 1 с цпд Со р, 617 сится к област Изобретение ы металлов износа при ии, перераб химмотолоо т водороднои корродобыче, транспортитке неФти, в неАтеии, в частности к ащи о им е е В резу цессов, со ны по плас ек з мембрану, создает э к, измеряемый потении ащий прямой мерой нав проходя ч трический татом и с д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАВОДОРОЖИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ПРИ ТРЕНИИ 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 водоротройству для измерения нав ния металлов при трении, н жидких, в том числе смазоч области применения устроиства 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. Ькв а, выделяющегося непосредственн ремя трибохимических процессов, ример, из смазочной среды и выэ го наводороживание металла при тате трибохимическихровождающих трение меине, из испытуемой ср ыделяется водород, поток котро жив ания мет алла мемб раны п ри т ре" нии.Н а фиг, 1 п редс тав лена схема ус тройства для измерения наводорожива 5 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, МаОН, в который помещены вспомогательный платиновый электрод 4 и через электролитический ключ 5 электрод 6 сравнения, подключенные к потенциостату 7 и самопишущему потенциометру 8. Контртело пары трения (пластина 9) закреплено с помощью зажима. 1 0 и планки 11 в кювете 12, заполненной испытуемой средой 13 и установленной на каретке 14, которая совершает возвратно-поступательное двккение с помощью подшипников 15 по основанию 16, осуществляя трение. пластины 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 давления 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, 45С помощью потенииостата на мембрану 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 трибохачических процессов из исследуемой среды водород, проникая через мембрану, создает электрический ток в цепи мембрана - стандартный раствор - вспомогательный электрод - самопишущий потенциометр - потенциостат. Величина тока измеряетсяи записывается потенциометром и служит прямой мерой степени наводороживания мембраны. Как видно из фиг.2,при выключении движения каретки в отсутствие трения величина измеряемоготока возвращается на фоновый уровень,что свидетельствует о том, что именно трибохимические пропессы являютсяисточником измеряемого потока водорода. Изображенные на фиг.2 кривые зал ис и потока водо рода получены экспериментально с помощью предложенногоустройства при следующих условиях;с т андартный ра ство р - О, 1 н, ИаОН,мембрана, изготовлена из армко-железа, толщина 0,17 мм, площадь рабочейчасти 13 мм, радиус кривизны 20 мм,радиус кривизныотношениетолщинавнутренней стороны мембраны электролитическим методом нанесена тонкаяпленка палладия для повышения водородопронипаемости, пластина - контртело - изготовлена из стали маркиСт,1 О, возвратно-поступательное трение, скорость скольжения 0,1 м/с,нормальное давление 1,85 МПа. КриваяА получена при использовании в качестве смазочной среды нефтяного маслаАСВ, кривая Б получена для этогоже масла, содержащего 3 мас.присадки ДФ(диалкипдитиофосбат цинка),Сопоставление кривых А и Б на фиг.2показывает, что введение в масло присадки позволяет более чем вдвоеуменьшить наводороживание металлапри трении, Кривая Б показывает потокводорода, создаваемый при трении вдистиллированной воде. Величина потока, создаваемого водой, как видноиз фиг.2, более чем в 60 раз превышает соответс.твующее значение для.масла АСВ,Предложенное устройство позволяетизмерять наводороживание металла притрении о пластмассу, дерево и другиематериалы как при наличии, так и вотсутствие смазочной среды, В этомслучае пластина 9 (иг 1.) изготавливается из испытуемого материала.Использование электрохюическогометода измерений позволяет достичь5 15487 высокой чувствительности и точности измерений.Водородная коррозия и износ являются одними из основных причин преж 5 девременного выхода из строя и разрушения металлических труб газо- и неФтепроводов, металлоконструкций и узлов трения установокгЪдрогенизационных процессов нейтеперерабатываю щих и неФтехимических заводов, оборудования нетегазодобычи, металло- режущего 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 хозяйст ве обеспечит экономический эФЬект за счет применения более эФФективных в условиях водородной коррозии и износа конструкционных и смазочных материалов, повышения надежности и долговеч ности машин и механизмов. 6 Формула изобретенияУстройство для измерения наводороживания металлов при трении, содержащее электрохичическую ячейку, включаюшую 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 выпуклой в направлении к поверхности контртела при отношении радиуса кривизны мембраны к ее толщине не менее 30.1548741 Ред НТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор ул. Гагарина,ЗаказЭНИИПИ Составитель И, Рогаль.Данко Техред М.Ходанич Корректор Л,Бескид 9 Тиражсударственного к113035, М 9. Подписноемитета по изобретениям и открьггиямква, Ж, Раушская наб., д, 4/5