Slitasje

I dagens verden har Slitasje blitt et tema av udiskutabel relevans. Dens tilstedeværelse og innvirkning manifesteres på forskjellige områder, fra det personlige livet til den profesjonelle sfæren. Enten lokalt eller globalt, har Slitasje vakt mye interesse og debatt blant både eksperter og fans. I denne artikkelen vil vi utforske ulike aspekter ved Slitasje, analysere dens innflytelse, konsekvenser og mulige løsninger. Gjennom en tverrfaglig tilnærming søker vi å belyse dette temaet som er så relevant i dagens samfunn.

Nytt tannhjul (til venstre) og brukt tannhjul med bøyde tenner (til høyre).

Slitasje er skader på overflaten av et fast stoff, som er påført av en annen overflate som følge av relativbevegelser. Slitasje er knyttet til mekanisk påvirkning mellom overflatene, og fører til fjerning av materiale eller deformasjon av overflaten. Slitasje kan omfatte endring av form i grenseflaten mellom to glidende overflater. Friksjon er også nært knyttet til slitasje.

Kavitasjon regnes ikke som slitasje siden det eroderende medium er en væske. Korrosjon betraktes ikke som slitasje siden skaden oppstår av kjemiske reaksjoner i stedet for mekanisk påvirkning.

Slitasjemekanismer i stål

Alle slitasjemekanismene trenger ikke nødvendigvis opptre selvstendig og slitasjemekanismene er ikke gjensidig utelukkende. De vanligste mekanismene er:

  • Adhesjon kommer av at små overflateujevnheter trykksveises (kalles også mikrosveiser) mellom to overflater flyter sammen, på grunn av høyt trykk. Når flatene så bevege, seg, slites disse trykksveisene løs.[1] Adhesjon kan opptre for eksempel i kontaktflatene mellom løkkene i en kjetting. Slitasjen beskrives ofte med Archards formel, selv om den bare gir en indikasjon på størrelsesorden på slitasjen, som blant annet sier at[2][3]
    • Slitasjen er omvendt proporsjonal med hardhet for martensittisk og bainittisk stål, men ikke perlittisk stål.[4]
    • Slitasjen er proporsjonal med lasten vinkelrett på flaten.
    • Slitasjevolumet er proporsjonal med lengden slitasjen skjer over.
    • Slitasjen er uavhengig av arealet på sliteflaten.
    • I tillegg har andre faktorer stor påvirkning, og som ivaretas ved erfaringsbaserte korreksjonsfaktorer:
  • Overflateutmatting oppstår ved rullekontakt mellom to metallflater, for eksempel hjul på jernbaneskinner. Kontaktflaten kan få sprekkdannelse og avskalling.[1] Kjemisk sammensetning og strukturen i stålet påvirker slitasjen. Liten kornstørrelse reduserer slitasjen.[6]
  • Høye trykk eller slag kan føre til at en slår ut biter av grunnmaterialet ved lokalt overskridelse av materialets bruddfasthet, eller ved mindre påkjenninger, at materialet deformerer - flyter og mister sin duktilitet. Grunnmaterialets trykkbestandighet må være større enn det lokale trykket.[1]
  • Abrasjon er når harde partikler glir på en overflate. For rene metaller er abrasjonsmotstanden direkte proporsjonal med hardheten, men ikke for legeringer. Mengde og type partikler har en stor innvirkning på abrasjonsbestandigheten. Erfaringsmessig bør overflaten være minst dobbelt så hard, som det slitende materialet.[1] Abrasjon kan for eksempel skje i et galvanisert ståltau det sink blir slitt av og blir værende inne i tauet, og forsterker slitasjen av galvaniseringen.

Andre konsekvenser

Slitasje kan bidra til endring av kontaktflaten, slik at spenningen kan endres over tid. Slitasje medfører svakheter i overflaten. Slitasjen kan medføre at arealet som skal ta opp lasten endres. Videre kan slitasje gi skarpe kanter og hakk, og bidra til økte spenningskonsentrasjoner, som igjen kan bidra til utmattingsbrudd.

Friksjonen i kontaktflatene medfører økte temperaturer. I sjø vil vannet kjøle ned, men i luft kan temperaturene lokalt bli høye. Temperaturen kan påvirke materialegenskapene.

Referanser

  1. ^ a b c d Aamo Industri Service: Slitasjeanalyse - «Arkivert kopi». Arkivert fra originalen 16. januar 2016. Besøkt 9. september 2015. 
  2. ^ a b c d Ernesto Gutierrez-Miravete : FRICTION, WEAR AND LUBRICATION OF MATERIALS, 2012. kapittel 6 - «Arkivert kopi». Arkivert fra originalen 25. september 2015. Besøkt 10. september 2015. 
  3. ^ Thompson, John M., and Mary Kathryn Thompson. "A Proposal for the Calculation of Wear." 286, International ANSYS Conference Proceedings 2006. 2006.
  4. ^ a b Kalousek, Joseph, D. M. Fegredo, and E. E. Laufer. "The wear resistance and worn metallography of pearlite, bainite and tempered martensite rail steel microstructures of high hardness." Wear 105.3 (1985): 199-222.
  5. ^ Brown, Martin, et al. "SS: Mooring System Integrity: Phase 2 Mooring Integrity JIP-Summary of Findings." Offshore Technology Conference. Offshore Technology Conference, 2010, side 2ff.
  6. ^ Bhadeshia, H. K. D. H. "Bainite in steels: transformation, microstructure and properties." IOM Communications, London (2001), side 395ff.