فرتینگ چیست؟ تعریف، نحوه کار و پیشگیری

فرتینگ

فرتینگ پدیده ای است که در تماس سطوح فلزی از طریق مالش مکرر یا حرکت چرخه ای لغزش باعث آسیب می شود. آسیب ناشی از اصطکاک ناشی از فرسودگی منجر به انتقال مواد و خوردگی می شود که منجر به سایش مکانیکی می شود.

در ابتدا، این توصیف ممکن است شبیه به زرق و برق به نظر برسد، اما این دو فرآیند تفاوت های اساسی دارند. گالینگ عموماً به آسیب سایشی مرتبط با حرکت نسبی شدید در مقیاسی بسیار بزرگتر از حرکت نسبی دامنه کوچک مرتبط با کنتاکت های خراش اشاره دارد.

بیایید دلایل پشت فرآیند فرتینگ و نحوه محافظت از سیستم های مکانیکی را در برابر این نوع سایش کشف کنیم. صنعت واشر اصفهان تولیدکننده انواع محصولات با کیفیت صنعتی نظیر نمد صنعتی است.

پوشیدن فرتینگ چیست و چه زمانی رخ می دهد؟

فرتینگ نوعی سایش است که از حرکت نوسانی با دامنه کم یا ارتعاش تحت فشار تماس بالا ناشی می شود. این حرکات چرخه ای کوچک و ریز لغزش باعث ایجاد تنش در سطح تماس می شود و فلزات را در طول زمان تجزیه می کند.

فرتینگ ترکیبی از سایش چسب و ساینده است. حرکت نوسانی باعث ساییدگی خستگی می شود که با چسبندگی سطح تماس افزایش می یابد. اگرچه این پیوند کوتاه مدت است، زیرا مدت کوتاهی پس از حرکت‌های کوچک شکسته می‌شود و منجر به ایجاد ضایعات سایش می‌شود.

اگر پسماندها و/یا سطح متعاقباً تحت یک واکنش شیمیایی، عمدتاً اکسیداسیون قرار گیرند، این مکانیسم خوردگی فرتینگ نامیده می‌شود. فرتینگ منجر به افزایش زبری سطح و ریز چاله ها می شود که باعث کاهش بیشتر استحکام خستگی اجزا می شود.

بسیاری از اجزا و سیستم های ماشین در معرض حرکات کوچکی قرار می گیرند که باعث ناراحتی می شود. این نوسانات کوچک می تواند از قسمت هایی باشد که بر اساس طراحی حرکت می کنند (مثلاً میل بادامک و فنرهای برگ) یا غیرقابل حرکت (مثلاً فلنج های پیچ، اتصالات لبه پرچ شده و راه های کلید) و ناشی از عوامل خارجی مختلف است.

حرکت لغزشی نسبی دامنه کمی دارد که معمولاً از میکرومتر تا میلی‌متر متغیر است، اما در برخی موارد می‌توان آن را در نانومتر نیز اندازه‌گیری کرد. خراشیدگی حتی با یک مسیر اصطکاک کوچک می تواند آسیب جدی وارد کند.

سطوح صاف بیشتر مستعد ساییدگی هستند زیرا تنش در نقاط تماس بین سطوح جفت‌گیری تقویت می‌شود.

اصطلاح سایش فرتینگ با خوردگی فرتینگ قابل تعویض در نظر گرفته شد. جالب است که سایش فرتینگ می تواند در خلاء (مثلاً مکانیسم های فضایی) و در موادی که اکسید نمی شوند مانند طلا و پلاتین نیز رخ دهد. به همین دلیل مهم است که اصطلاحات خوردگی فرستنده و خستگی فرسایشی را به طور جداگانه پوشش دهیم، اگرچه این پدیده ها اغلب به صورت پشت سر هم ظاهر می شوند.

فرسایش فرتینگ

خوردگی فرتینگ به دلیل حذف لایه های اکسید محافظ روی سطوح فلزی ایجاد می شود و فلز تازه را در معرض عناصر خورنده قرار می دهد. زباله های سایش ایجاد شده توسط حرکت لغزشی ثابت فرآیند خوردگی را تسریع می کند زیرا ذرات نمی توانند از تماس فرار کنند و باعث سایش ساینده و متعاقب آن اکسید شدن فلز تازه در معرض دید شده و ادامه روند و منجر به افزایش حجم سایش می شود.

خوردگی به بی اثر بودن مواد بستگی دارد. در مورد فولاد، اکسید آهن سخت‌تر از خود فولاد است و در نتیجه به عنوان یک ساینده عمل می‌کند و آسیب زیادی به سطوح وارد می‌کند.

خوردگی فرتینگ ممکن است در فلزاتی مانند فولاد، آلومینیوم، چدن و ​​سایر فلزات غیرآهنی و همچنین در پلیمرها و سرامیک ها رخ دهد. رنگ ذرات زباله برای خوردگی فرتوت با خوردگی معمولی متفاوت به نظر می رسد. آلومینیوم در شرایط عادی به رنگ سفید خورده می شود و با خوردگی فرسایشی سیاه می شود، در حالی که فولاد به ترتیب خاکستری و قهوه ای مایل به قرمز می شود.

نمونه‌هایی از خوردگی فرتینگ شامل بلبرینگ‌های توربین بادی ( برینل کاذب ) است که در آن مکانیسم سایش نوسان می‌کند و هنگامی که دو ماده در تماس با یکدیگر در تماس هستند، مکانیسم سایش نوسان می‌کند و ایمپلنت‌های ارتوپدی کاشته می‌شوند.

خستگی فرتینگ

ناحیه تماس دو ماده تحت تأثیر تنش اصطکاک چرخه‌ای قرار می‌گیرد که منجر به خستگی می‌شود. ترک‌های خستگی در ناحیه فرتینگ شروع می‌شوند و بیشتر در مواد منتشر می‌شوند. سطح فلز دارای بار تماسی بالا و حداکثر تنش اصطکاک است در حالی که سطح داخلی فلز دارای مقادیر تنش کمتری است.

بنابراین، خستگی فرتینگ با شکست خستگی ساده متفاوت است. با این حال، ارتباطی بین این دو وجود دارد زیرا عمر خستگی آزاردهنده از داده‌های عمر خستگی ساده تخمین زده می‌شود. علاوه بر این، قدرت خستگی فرتینگ معمولاً نصف یا کمتر از قدرت خستگی ساده آن است .

سختی سطح نقش مهمی در رفع خستگی دارد. سطوح تماس فلزات سخت منجر به جوش سرد نازک شدن آنها می شود و متعاقباً برش خوردگی و ایجاد ضایعات سایش (خوردگی فرتوت) ایجاد می کند. در حالی که اگر یک فلز نرم و سخت در تماس با هم باشند، سایش خستگی فرتینگ احتمال بیشتری دارد که رخ دهد. ناهمواری‌های فلز سخت‌تر باعث فرورفتگی فلز نرم‌تر می‌شود و در نتیجه تغییر شکل پلاستیک به فلز نرم‌تر و در نهایت از دست رفتن مواد منجر می‌شود.

نمونه‌ای از خستگی فرسایشی در مفاصل مکانیکی تیغه‌های موتور هواپیما مشاهده می‌شود که در صورت عدم کنترل ممکن است خرابی مکانیکی فاجعه‌بار رخ دهد.

عواملی که بر فرسودگی تاثیر می گذارد

1. بار – بزرگی و موقعیت بار برخی از عوامل کلیدی است که باعث ایجاد فرسودگی می شود. بارگذاری ناهموار بر روی قطعات مکانیکی ممکن است منجر به تنش موضعی متمرکز در مناطق خاص روی سطح فلز شود.
2. محیط زیست – پیامد قرار دادن مکانیسم ها در معرض دما و رطوبت نسبی ضعیف، خوردگی ناشی از اکسیداسیون است. زمانی که سطوح فلزی در محیط خورنده یا اطراف عوامل خورنده قرار دارند، احتمال سایش بالا بسیار زیاد است.
3. خواص مواد – شکل پذیری، شکل پذیری ، زبری سطح و بی اثر بودن برخی از ویژگی هایی هستند که بر نحوه واکنش سطوح تحت بار و تماس تأثیر می گذارند.
4. حرکت – حرکات کوچک از دامنه لغزش و تعداد چرخه بین دو سطح فلزی بر میزان سایش فرت تأثیر می گذارد.
5. سطح – رفتار فرسودگی تا حد زیادی تحت تأثیر پوشش سطح، پوشش ها و روانکاری مواد است.