Как найти коэффициент износа: Коэффициент износа основных средств | Современный предприниматель

Содержание

Коэффициент износа и другие показатели состояния основных фондов 🚩 Финансы 🚩 Другое 🚩 KakProsto.ru: как просто сделать всё

Основными показателями, которые используются при оценке состояния основных фондов, являются коэффициент износа и коэффициент годности.

Износ – это утрата основными средствами своих физических, моральных и экономических свойств. Износ также зависит от амортизационных групп и кодов общероссийского классификатора основных фондов (ОКОФ). Амортизационные отчисления – это стоимостное выражение степени износа средств труда. Они начисляются ежемесячно в течение календарного года в зависимости от срока полезного использования основных средств и включаются в себестоимость готовой продукции, выполненных работ или оказанных услуг. Это процесс окупаемости вложенных в основные средства финансовых ресурсов предприятия.

Коэффициент износа рассчитывается путем деления накопленной суммы износа (амортизации) на первоначальную либо восстановительную (по результатам переоценки) стоимость основных фондов. Полученное значение можно умножить на 100%, тогда износ будет выражен в процентном отношении относительно общего количества основных фондов, условно принятых за 100%. Этот коэффициент показывает, какая часть основных фондов изношена, и рассчитывается на начало и конец календарного года.

Коэффициент годности основных средств – это показатель, противоположный коэффициенту износа. Он рассчитывается как отношение первоначальной (восстановительной) стоимости к накопленной сумме износа (амортизации). Полученный результат можно также умножить на 100%. Этот коэффициент показывает долю неизношенных основных фондов. Показатель рассчитывается на начало и конец отчетного года.

Коэффициент годности можно рассчитать путем вычета из единицы или 100% значения коэффициента износа. Если суммировать коэффициенты износа и годности, то получится результат, равный 1 или 100%. Например, коэффициент износа равен 0,3 или 30%, соответственно, коэффициент годности составит 0,7 или 70%. Коэффициент годности должен превышать коэффициент износа и в процентном отношении составлять более половины общей стоимости основных фондов.

Предприятие должно контролировать степень изношенности и годности своих основных фондов, своевременно обновлять и модернизировать их. Основные средства в отличном состоянии – залог бесперебойного процесса производства, снижения себестоимости готовой продукции и повышения прибыли предприятия.

Как определить износ технического оборудования на ОПО

Определение процента износа оборудования на ОПО

Все зависит от того, с какой целью вы определяете процент износа. Если для целей бухучета (расчета амортизации оборудования), то метод, основанный на времени его использования согласно технической документации, использовать правомерно. В этом случае определяем процент износа за период с 10 июня 2014 г. по 31 декабря 2015 г., то есть за 18,5 месяца.

12 мес. x 20 лет = 240 мес.

За 240 месяцев — 100% износа. За каждый месяц — 0,42% износа.

0,42×18,5 = 7,7%. То есть в этом случае износ определен верно.

Но физический (а не амортизационный) износ оборудования определяет комиссия по результатам его технических осмотров и освидетельствований. Их выполняют в соответствии с указаниями эксплуатационной документации. Этот процент износа

может быть выше амортизационного по ряду причин: несоблюдение режимов эксплуатации, непроведение плановых ремонтов, факты инцидентов, аварий и т. д.

Безопасная эксплуатация сосудов, не являющихся ОПО

В настоящее время данный вопрос регулируется только приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 г. № 116 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности „Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением“». Эти правила устанавливают необходимые требования к деятельности в области промышленной безопасности на опасных производственных объектах.

На объекты, не относящиеся к опасным производственным объектам и соответственно не подлежащие регистрации в Ростехнадзоре, требования промышленной безопасности, устанавливаемые данными правилами, не распространяются.

Вы не обязаны их исполнять, но имеете право им следовать.

То есть, эксплуатируя сосуды, не нуждающиеся в регистрации в Ростехнадзоре, можно руководствоваться разделом V «Требования к эксплуатации сосудов под давлением» и разделом XII «Дополнительные требования промышленной безопасности к освидетельствованию и эксплуатации баллонов». Но только в той части, которую сочтете нужной, чтобы обеспечить необходимый уровень безопасности.

Правила охраны труда при работе на высоте в приоритете

Несмотря на то что Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением, и Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей (РД 34.03.201–97) оговаривают высоту ограждений 0,9 и 1,0 м соответственно, требования Правил по охране труда при работе на высоте (далее — Правила) в данном случае являются приоритетом.

Да, ограждение может быть высотой менее 1,1 м. Но в этом случае работник должен пройти обучение, как этого требуют Правила по охране труда при работе на высоте. А работодателю необходимо принять соответствующие меры безопасности, как установлено теми же Правилами.

К тем местам работы на высоте, где высота ограждений может быть доведена до 1,1 м, допускаемым работникам будет достаточно получить удостоверение о допуске к работам на высоте, рекомендуемый образец которого предусмотрен приложением № 2 к Правилам.

К тем местам работы, где высота ограждений составляет менее 1,1 м, персоналу будет необходимо получить удостоверение о допуске к работам на высоте. Его рекомендуемый образец предусмотрен приложением № 4 к Правилам (1 группа). Эти работники должны будут выполнять работу по наряду-допуску (п. 11 Правил). И далее, все что связано с работой на высоте, нужно соотносить с требованиями Правил.

коэффициент, виды, формула, расчет, учет

Любое производство, на котором изготавливается продукция, происходит оказание услуг и выполнение каких-либо работ, имеет ОС. Результаты деятельности этого производства во многом зависят от качества, количества, состояния, стоимости ОС. Это указывает на то, что необходим строгий анализ их использования. Также, одно из главных мест занимает вопрос об увеличении эффективности ОС.

Что такое износ ОС

Понятие и суть

Изучив роль всех элементов ОС , можно найти методы повышения результативности их использования, которое обеспечит более низкие издержки производства и увеличит рост ПТ (производительности труда).

Износ ОС — это процесс потери ОС  своей рыночной стоимости. Компенсация износа ОС происходит за счет амортизации.  Под амортизацией, понимается процесс, при котором цена ОС постепенно переносится на продукцию, которую производит предприятие, для того чтобы накопить определенную сумму, необходимую для дальнейшего функционирования ОС.

Износ основных фондов описан в видео ниже:

Виды

Выделяют 2 разновидности износа: физический и моральный.

  • Физический износ — это процесс, при котором ОС теряют свою рыночную стоимость, в ходе изнашивания деталей, под влиянием естественных природных факторов и внешней среды. Физический износ бывает: продуктивный и непродуктивный. При продуктивном износе, стоимость теряется в результате эксплуатации. Непродуктивный износ происходит из — за естественных процессов старения. Коэффициент физ. износа равен отношению суммы износа, начисленной за весь срок эксплуатации к первоначальной цене объекта ОС.
  • Моральный износ — это процесс, при котором стоимость ОС снижается в результате уменьшения себестоимости производства аналогичного товара и из-за возникновения более нового оборудования. Моральный износ никаким образом не зависит от физического. Физически пригодное для работы оборудование, может являться настолько устаревшим, что его эксплуатация будет экономически невыгодной для организации. Различают следующие виды морального износа:
    • Обесценивание ОС по причине производства аналогичных, но с затратами меньше и с более низкой ценой;
    • Вследствие НТП , возникновение нового, более качественного и производительного оборудования. Моральный износ может быть равен отношению разницы первоначальной и восстановительной стоимости средств труда к первоначальной стоимости этих же средств.

Также износ может быть равен отношению произведения восстановительной стоимости нового оборудования и производительности устаревшего оборудования к производительности современной оборудования/машины. Суть морального износа такова, что средства труда утрачивают свою стоимость, прежде чем закончится срок их службы.

Следует обратить внимание, что любой износ подразумевает потерю стоимости. Поэтому любому производственному объединению необходимо иметь дополнительные источники средств, в случае необходимости восстановления или замены ОС, подверженных износу.

Как его определить

Теперь определившись с тем, что представляет собой износ ОС и каких видов он бывает, можно перейти к тому, как его рассчитать.

Коэффициент и процент износа основных средств

Выделяют следующие варианты расчета процента износа ОС.

  1. Линейный
    . Подразумевается списание стоимости одинаковыми частями (или амортизация), в течении всего времени использования ОС. Данный метод всегда применяется к зданиям, которые относятся к следующим группам: объекты, находящиеся в использовании 20-25 лет, находящиеся в использовании 25-30 лет и , находящиеся в использовании более 30 лет. К другим объектам, возможно применение какого — либо другого способа. К плюсам линейного метода стоит отнести легкость вычисления, точность в списании стоимости объектов и равномерное списание средств. К минусам данного метода, относится то, что он не подойдет организациям, которые планируют обновлять фонды производства достаточно быстро и для имущества, к которому будет применен нелинейный способ, общая сумма налога будет меньше.
  2. Уменьшаемого остатка. Это нелинейный способ, при котором амортизация ОС начисляется неравномерно в течение всего периода его использования. Чтобы использовать этот расчет, нужно назначить коэффициент ускорения и вариант списания ликвидационной стоимости. К плюсам этого способа относится то, что производительность практически всех ОС изначально является более высокой. А данный метод предполагает именно то, что полезность использования оборудования с каждым годом уменьшается. К минусам относятся трудный расчет и необходимость дополнительный значений, для этого расчета.
  3. Списание стоимости по сумме чисел лет периода полезного использования. Совокупность амортизации за год зависит от исходной стоимости, от суммы чисел лет периода полезного эксплуатирования и количества лет, оставшихся до его завершения. Плюсом является то, что этот способ хорошо работает в тех ситуациях, когда ОС используются наиболее интенсивно вначале. Также плюсом является простота расчетов. Существенных минусов, метод не имеет.
  4. Списание первоначальной цене объекта пропорционально количеству продукции. При данном способе, амортизация зависти от количества продукции , которая была выпущена в срок отчетного периода, а также зависит от предполагаемого количества продукции за всю продолжительность использования. Плюс этого метода в том, что он больше, чем другие методы, показывает силу износа ОС. Минусом является трудность в расчетах, так как нужно изначально определиться как рассчитывать амортизацию, ежегодно или ежемесячно.

Чтобы провести анализ состояния ОС, применяют коэффициент износа ОС. Он показывает то, насколько амортизированы ОС. Данный коэффициент — это отношение амортизации к первоначальной стоимости ОС. Все ОС по ходу их эксплуатации подвержены моральному и физическому износу. Чтобы определить уровень износа и рассчитывается этот коэффициент.

Много полезной информации по расчету износа и амортизации ОС дано в этом видео:

Расчет стоимости

Расчет стоимости износа можно произвести так:

  1. При 1 методе: А = стоимость ОС * амортизационная норма.
  2. При 2: А = остаточная стоимость * коэф. ускорения * норма амортизации.
  3. При 3 методе: А = первоначальная стоимость ОС * число лет, которое осталось до завершения срока эффективного использования / сумма чисел лет срока эффективного использования
  4. При 4 методе: А = отношению произведения реальный объем продукции * первоначальная стоимость/ / ориентировочный объем продукции за весь период использования.

Учет износа и особенности его начисления

Касаемо учета ОС, то материальные  средства, которые восполняют траты на покупку и смену ОС, могут быть произведены лишь из выручки предприятия за реализуемые изделия.  Механизм, при котором стоимость ОС с течением времени переходит на готовый продукт и происходит запас сбережений для замены ОС, называется амортизация.

Процедура накапливания фонда амортизации отражается на счетах бухучета. Для учета амортизации ОС во всех организациях есть пассивный, счет 13, для развития которого при надобности открываются субсчета; 131, 132, 133.

Хозяйствующие субъекты должны каждый месяц производить начисление износа. Износ ОС начисляется за период нормативного срока их использования или срока, в течении которого балансовая стоимость ОС полностью входит в издержки производства, далее прекращают делать начисления.

Амортизация и износ — их соотношение описно в данном видео:

Показатель технического состояния объектов электроэнергетики (физический износ)

1.

ООО «Хуадянь-Тенинская ТЭЦ»

Ярославская ТЭС

0,00

0,00

2.

ООО «ВТК-инвест»

ГТЭС Коломенское

0,01

0,02

3.

АО «Юго-Западная ТЭЦ»

Юго-Западная ТЭЦ

0,03

0,13

4.

АО «ДВЭУК»

Мини-ТЭЦ «Океанариум»

0,03

0,03

5.

мини-ТЭЦ «Центральная»

0,07

6.

ПАО «Богучанская ГЭС»

Богучанская ГЭС

0,04

0,02

7.

ПАО «КамГЭК»

Толмачевская ГЭС-3

0,05

0,05

8.

Толмачевская ГЭС-2

0,11

9.

ООО «Курганская ТЭЦ»

Курганская ТЭЦ-2

0,05

0,20

10.

ООО «ЛУКОЙЛ-Ставропольэнерго»

Кисловодская ТЭЦ

0,05

0,12

11.

Буденновская ТЭС

0,18

12.

ООО «Волгодонская тепловая генерация»

Волгодонская ТЭЦ-2

0,07

0,15

13.

ОАО «КГК»

Гусевская ТЭЦ

0,08

0,09

14.

АО «Вилюйская ГЭС-3»

Светлинская ГЭС

0,08

0,13

15.

ООО «ЛУКОЙЛ-Экоэнерго»

Краснополянская ГЭС

0,08

0,10

16.

Цимлянская ГЭС

0,10

17.

Белореченская ГЭС

0,12

18.

ООО «Тверская генерация»

Тверская ТЭЦ-4

0,09

0,08

19.

Тверская ТЭЦ-3

0,30

20.

Тверская ТЭЦ-1

0,34

21.

ООО «ЛУКОЙЛ-Волгоградэнерго»

Волгоградская ТЭЦ-2

0,09

0,12

22.

АО «ГНЦ НИИАР»

ИЯУ АО «ГНЦ НИИАР»

0,11

0,14

23.

ООО «Интертехэлектро — Новая генерация»

Ноябрьская ПГЭ

0,11

0,38

24.

ООО «Тепловая генерация

г. Волжского»

Волжская ТЭЦ-2

0,12

0,10

25.

Волжская ТЭЦ

0,26

26.

ПАО «Мосэнерго»

ТЭЦ-8

0,13

0,15

27.

ТЭЦ-11 им. М.Я.Уфаева

0,17

28.

ТЭЦ-20

0,18

29.

ТЭЦ-9

0,19

30.

ТЭЦ-12

0,20

31.

ТЭЦ-22

0,22

32.

ГЭС-1 им. П.Г. Смидовича

0,23

33.

ТЭЦ-17

0,25

34.

ТЭЦ-16

0,28

35.

Павлово-Посадская ГТУ ТЭЦ

0,30

36.

ТЭЦ-23

0,32

37.

ТЭЦ-25

0,35

38.

ГРЭС-3 им. Р.Э. Классона

0,45

39.

ТЭЦ-26

0,59

40.

ТЭЦ-21

0,63

41.

ТЭЦ-27

0,70

42.

ПАО «ТГК-14»

Улан-Удэнская ТЭЦ-1

0,13

0,20

43.

Читинская ТЭЦ-2

0,22

44.

Приаргунская ТЭЦ

0,24

45.

Читинская ТЭЦ-1

0,25

46.

Шерловогорская ТЭЦ

0,27

47.

ООО «Камышинская ТЭЦ»

Камышинская ТЭЦ

0,13

0,17

48.

АО «ТГК-11»

Омская ТЭЦ-3

0,13

0,27

49.

Омская ТЭЦ-5

0,27

50.

Омская ТЭЦ-4

0,44

51.

АО «Томская генерация»

Томская ТЭЦ-1

0,14

0,06

52.

Томская ТЭЦ-3

0,24

53.

Томская ГРЭС-2

0,25

54.

АО «Волга»

Нижегородская ГРЭС

0,15

0,23

55.

ООО «ЛУКОЙЛ-Кубаньэнерго»

Краснодарская ТЭЦ

0,17

0,30

56.

ООО «ЛУКОЙЛ-Астраханьэнерго»

Астраханская ПГУ-235

0,18

0,22

57.

Астраханская ГРЭС

0,33

58.

Астраханская ТЭЦ-2

0,44

59.

ПАО «Уралкалий»

ГТЭС БКПРУ-4

0,20

0,20

60.

ГТЭС СКРУ-1

0,59

61.

ПАО «Магаданэнерго»

Магаданская ТЭЦ

0,20

0,35

62.

Аркагалинская ГРЭС

0,40

63.

ПАО «Камчатскэнерго»

Камчатская ТЭЦ-1

0,21

0,35

64.

Камчатская ТЭЦ-1

0,58

65.

ПАО «Сахалинэнерго»

Южно-Сахалинская ТЭЦ-1

0,21

0,36

66.

Сахалинская ГРЭС

0,61

67.

АО «Паужетская ГеоЭС»

Паужетская ГеоЭС

0,21

0,22

68.

ПАО «Квадра»

Данковская ТЭЦ

0,21

0,06

69.

Ливенская ТЭЦ

0,21

70.

Орловская ТЭЦ

0,22

71.

Губкинская ТЭЦ

0,22

72.

Ефремовская ТЭЦ

0,26

73.

Калужская ТЭЦ

0,29

74.

Воронежская ТЭЦ-1

0,30

75.

Тамбовская ТЭЦ

0,32

76.

Новомосковская ГРЭС

0,33

77.

Воронежская ТЭЦ-2

0,34

78.

Смоленская ТЭЦ-2

0,38

79.

Курская ТЭЦ Северо-Западного района

0,38

80.

Липецкая ТЭЦ-2

0,39

81.

Елецкая ТЭЦ

0,40

82.

Алексинская ТЭЦ

0,40

83.

ГТУ ТЭЦ Луч

0,42

84.

Белгородская ТЭЦ

0,44

85.

Дягилевская ТЭЦ

0,46

86.

Курская ТЭЦ-1

0,55

87.

ПАО «Газпром нефть»

ГТЭС «Южно-Приобская»

0,24

0,59

88.

ООО «БашРТС»

ГТУ ТЭЦ Шакша

0,24

0,25

89.

ГТУ Ишимбай

0,51

90.

ГТЭС УРАЛ-4000 (ГТУ Агидель)

0,56

91.

ООО «Воркутинские ТЭЦ»

Воркутинская ТЭЦ-2

0,25

0,43

92.

Воркутинская ТЭЦ-1

0,50

93.

АО «ЕВРАЗ КГОК»

Качканарская ТЭЦ

0,26

0,29

95.

ПАО «ОГК-2»

Псковская ГРЭС

0,26

0,01

96.

Троицкая ГРЭС

0,18

97.

Новочеркасская ГРЭС

0,27

98.

Рязанская ГРЭС

0,31

99.

Серовская ГРЭС

0,34

100.

Киришская ГРЭС

0,36

101.

Красноярская ГРЭС-2

0,44

102.

Сургутская ГРЭС-1

0,46

103.

Адлерская ТЭС

0,50

104.

Череповецкая ГРЭС

0,50

105.

Ставропольская ГРЭС

0,50

106.

ООО «БГК»

Юмагузинская ГЭС

0,26

0,02

107.

Павловская ГЭС

0,16

108.

Салаватская ТЭЦ

0,40

109.

Уфимская ТЭЦ-2

0,41

110.

Уфимская ТЭЦ-1

0,42

111.

Ново-Стерлитамакская ТЭЦ

0,49

112.

Уфимская ТЭЦ-3

0,49

113.

Кармановская ГРЭС

0,50

114.

Приуфимская ТЭЦ

0,50

115.

Зауральская ТЭЦ

0,52

116.

Стерлитамакская ТЭЦ

0,55

117.

Уфимская ТЭЦ-4

0,59

118.

ПАО «ТГК-2»

Костромская ТЭЦ-1

0,28

0,23

119.

Костромская ТЭЦ-2

0,26

120.

Вологодская ТЭЦ

0,31

121.

Ярославская ТЭЦ-3

0,42

122.

Северодвинская ТЭЦ-2

0,44

123.

Ярославская ТЭЦ-1

0,47

124.

Новгородская ТЭЦ

0,50

125.

Ярославская ТЭЦ-2

0,51

126.

Архангельская ТЭЦ

0,61

127.

Северодвинская ТЭЦ-1

0,64

128.

ООО «ЛУКОЙЛ-Ростовэнерго»

Ростовская ТЭЦ-2

0,28

0,50

129.

ПАО «ТГК-1»

Светогорская ГЭС

0,29

0,24

130.

Лесогорская ГЭС

0,29

131.

Апатитская ТЭЦ

0,31

132.

Нарвская ГЭС

0,33

133.

Хевоскоски ГЭС

0,33

134.

Янискоски ГЭС

0,33

135.

Кайтакоски ГЭС

0,37

136.

Раякоски ГЭС

0,37

137.

Борисоглебская ГЭС

0,39

138.

Нижне-Териберская ГЭС

0,40

139.

Правобережная ТЭЦ

0,41

140.

Выгостровская ГЭС

0,43

141.

Первомайская ТЭЦ

0,44

142.

Палокоргская ГЭС

0,45

143.

ЭС-1 Центральной ТЭЦ

0,48

144.

Василеостровская ТЭЦ

0,50

145.

Верхне-Териберская ГЭС

0,50

146.

Верхне-Туломская ГЭС

0,50

147.

Выборгская ТЭЦ

0,50

148.

Кондопожская ГЭС

0,50

149.

Кривопорожская ГЭС

0,50

150.

Нива ГЭС-3

0,50

151.

Нижне-Cвирская ГЭС

0,50

152.

Пальеозерская ГЭС

0,50

153.

Петрозаводская ТЭЦ

0,50

154.

Путкинская ГЭС

0,50

155.

Серебрянская ГЭС-1

0,50

156.

Серебрянская ГЭС-2

0,50

157.

ЭС-2 Центральной ТЭЦ

0,50

158.

Южная ТЭЦ

0,50

159.

Беломорская ГЭС

0,50

160.

Иовская ГЭС

0,50

161.

Княжегубская ГЭС

0,50

162.

Кумская ГЭС

0,50

163.

Маткожненская ГЭС

0,51

164.

Нива ГЭС-2

0,50

165.

Нижне-Туломская ГЭС

0,50

166.

Подужемская ГЭС

0,50

167.

Юшкозерская ГЭС

0,50

168.

Автовская ТЭЦ

0,54

169.

Верхне-Cвирская ГЭС

0,57

170.

Северная ТЭЦ

0,60

171.

Нива ГЭС-1

0,63

172.

Волховская ГЭС

0,64

173.

ПАО «Энел Россия»

Рефтинская ГРЭС

0,30

0,36

174.

Среднеуральская ГРЭС

0,41

175.

Невинномысская ГРЭС

0,49

176.

Конаковская ГРЭС

0,50

177.

ПАО «РусГидро»

Гоцатлинская ГЭС

0,33

0,05

178.

Гунибская ГЭС

0,16

179.

Ирганайская ГЭС

0,23

180.

Бурейская ГЭС

0,25

181.

Гергебильская ГЭС

0,30

182.

Камская ГЭС

0,31

183.

Аушигерская ГЭС

0,32

184.

Саяно-Шушенская ГЭС

0,34

185.

Баксанская ГЭС

0,38

186.

Миатлинская ГЭС

0,38

187.

Загорская ГАЭС

0,39

188.

Волжская ГЭС

0,41

189.

Новосибирская ГЭС

0,42

190.

Чебоксарская ГЭС

0,44

191.

Рыбинская ГЭС

0,47

192.

Гельбахская ГЭС

0,50

193.

Жигулевская ГЭС

0,50

194.

Зарамагская Головная ГЭС

0,50

195.

Зеленчукская ГАЭС

0,50

196.

Саратовская ГЭС

0,50

197.

Угличская ГЭС

0,50

198.

Кашхатау ГЭС

0,51

199.

Чиркейская ГЭС

0,54

200.

Егорлыкская ГЭС

0,54

201.

Сенгилеевская ГЭС

0,55

202.

Кубанская ГЭС-1

0,56

203.

Кубанская ГЭС-4

0,56

204.

Кубанская ГЭС-3

0,56

205.

Нижегородская ГЭС

0,59

206.

Кубанская ГЭС-2

0,59

207.

Зейская ГЭС

0,60

208.

Чирюртская ГЭС-2

0,61

209.

Воткинская ГЭС

0,63

210.

Чирюртская ГЭС-1

0,65

211.

Майнская ГЭС

0,67

212.

Эзминская ГЭС

0,74

213.

Гизельдонская ГЭС

0,75

214.

ОАО «НГЭС»

Ногликская ГТЭС

0,49

1,00

215.

ПАО «Передвижная энергетика»

Уренгойская ГТЭС

0,54

0,75

216.

Казымская ГТЭС

0,83

217.

Лабытнангская ГТЭС

0,83

218.

АО «ГСР ТЭЦ»

ТЭЦ ПГУ

н/д

0,00

219.

БТЭЦ-2

н/д

220.

АО «ДГК»

    

Николаевская ТЭЦ

н/д

0,37

221.

Амурская ТЭЦ-1

0,38

222.

Хабаровская ТЭЦ-3

0,39

223.

Райчихинская ГРЭС

0,39

224.

Чульманская ТЭЦ

0,41

225.

Артемовская ТЭЦ

0,45

226.

Владивостокская ТЭЦ-2

0,50

227.

Комсомольская ТЭЦ-2

0,50

228.

Комсомольская ТЭЦ-3

0,50

229.

Нерюнгринская ГРЭС

0,50

230.

Партизанская ГРЭС

0,50

231.

Приморская ГРЭС

0,50

232.

Хабаровская ТЭЦ-1

0,52

233.

Комсомольская ТЭЦ-1

0,60

234.

Благовещенская ТЭЦ

н/д

235.

Майская ГРЭС

н/д

236.

АО «Енисейская ТГК (ТГК-13)»

Абаканская ТЭЦ

н/д

0,21

237.

Красноярская ТЭЦ-2

н/д

238.

Красноярская ТЭЦ-3

н/д

239.

Минусинская ТЭЦ

н/д

240.

АО «Интер РАО – Электрогенерация»

Калининградская ТЭЦ-2

н/д

0,00

241.

Каширская ГРЭС

0,00

242.

Костромская ГРЭС

0,00

243.

Маяковская ТЭС

0,00

244.

Северо-Западная ТЭЦ

0,00

245.

Харанорская ГРЭС

0,00

246.

Печорская ГРЭС

0,01

247.

Пермская ГРЭС

0,04

248.

Джубгинская ТЭС

0,11

249.

Нижневартовская ГРЭС

0,17

250.

Ивановские ПГУ

0,20

251.

Уренгойская ГРЭС

0,21

252.

Ириклинская ГЭС

(цех Ириклинской ГРЭС)

0,25

253.

Южноуральская ГРЭС

0,29

254.

Сочинская ТЭС

0,36

255.

Гусиноозерская ГРЭС

0,47

256.

Верхнетагильская ГРЭС

н/д

257.

Ириклинская ГРЭС

н/д

258.

Черепетская ГРЭС

н/д

259.

АО «СИБЭКО»

Новосибирская ТЭЦ-3

н/д

0,00

260.

Новосибирская ТЭЦ-5

0,02

261.

Новосибирская ТЭЦ-4

0,06

262.

Новосибирская ТЭЦ-2

0,18

263.

Барабинская ТЭЦ

н/д

264.

ОАО «ТГК-16»

Казанская ТЭЦ-3

н/д

0,16

265.

Нижнекамская ТЭЦ-1

н/д

266.

ПАО «Колымаэнерго»

Колымская ГЭС

н/д

0,26

267.

Усть-Среднеканская ГЭС

н/д

268.

ПАО «Т Плюс»

 

Самарская ТЭЦ

н/д

0,12

269.

Сызранская ТЭЦ

0,12

270.

Новогорьковская ТЭЦ

0,13

271.

Новочебоксарская ТЭЦ-3

0,13

272.

Самарская ГРЭС

0,13

273.

Кировская ТЭЦ-5

0,14

274.

Ульяновская ТЭЦ-2

0,15

275.

Саратовская ТЭЦ-1

0,15

276.

Академическая ТЭЦ

0,17

277.

Йошкар-Олинская ТЭЦ-2

0,17

278.

ТЭЦ Волжского автозавода

0,18

279.

Сормовская ТЭЦ

0,21

280.

Чебоксарская ТЭЦ-2

0,22

281.

Сакмарская ТЭЦ

0,24

282.

Сосногорская ТЭЦ

0,24

283.

Саратовская ГРЭС

0,25

284.

Новокуйбышевская ТЭЦ-1

0,27

285.

Саратовская ТЭЦ-2

0,29

286.

Саратовская ТЭЦ-5

0,30

287.

Чайковская ТЭЦ

0,30

288.

Закамская ТЭЦ-5

0,31

289.

Каргалинская ТЭЦ

0,31

290.

Кировская ТЭЦ-4

0,31

291.

Ижевская ТЭЦ-1

0,31

292.

Балаковская ТЭЦ-4

0,32

293.

Владимирская ТЭЦ-2

0,32

294.

Пензенская ТЭЦ-1

0,33

295.

Кировская ТЭЦ-3

0,34

296.

Широковская ГЭС

0,35

297.

Березниковская ТЭЦ-2

0,35

298.

Энгельсская ТЭЦ-3

0,37

299.

Ульяновская ТЭЦ-1

0,37

300.

Саранская ТЭЦ-2

0,37

301.

Березниковская ТЭЦ-4

0,39

302.

Нижнетуринская ГРЭС

0,39

303.

Безымянская ТЭЦ

0,41

304.

Ивановская ТЭЦ-3

0,41

305.

Кировская ТЭЦ-1

0,42

306.

Орская ТЭЦ-1

0,42

307.

Тольяттинская ТЭЦ

0,43

308.

Интинская ТЭЦ

0,44

309.

Пермская ТЭЦ-14

0,44

310.

Свердловская ТЭЦ

0,44

311.

Ново-Свердловская ТЭЦ

0,47

312.

Ивановская ТЭЦ-2

0,50

313.

Ижевская ТЭЦ-2

н/д

0,50

314.

Пензенская ТЭЦ-2

0,50

315.

Первоуральская ТЭЦ

0,50

316.

Пермская ТЭЦ-13

0,50

317.

Березниковская ТЭЦ-10

0,51

318.

Дзержинская ТЭЦ

0,89

319.

Кизеловская ГРЭС-3

н/д

320.

Первоуральская ТЭЦ

н/д

321.

Пермская ТЭЦ-6

н/д

322.

Пермская ТЭЦ-9

н/д

323.

Сарапульская ТЭЦ

н/д

324.

ПАО «Фортум»

Челябинская ГРЭС

н/д

0,10

325.

Аргаяшская ТЭЦ

н/д

326.

Няганская ГРЭС

н/д

327.

Тюменская ТЭЦ-1

н/д

328.

Тюменская ТЭЦ-2

н/д

329.

Челябинская ТЭЦ-1

н/д

330.

Челябинская ТЭЦ-2

н/д

331.

Челябинская ТЭЦ-3

н/д

Задачи по экономическому анализу. Часть 06 (основные фонды)

Задача №249 (расчет показателей состояния и движения основных фондов)

Используя исходную информацию о степени экономического износа и движения (обновления и выбытия) основных производственных фондов предприятия за последние несколько лет определить:

  • среднегодовую стоимость основных фондов и их динамику за несколько лет;
  • коэффициенты экономического износа, выбытия, экстенсивного и интенсивного обновления основных фондов за оцениваемый период.

Показатели экономического износа и движения основных фондов, тыс. ден. ед.

Показатели 1998 1999 2000 2001
Стоимость основных фондов на начало года 75300      
Сумма накопленной амортизации на конец года 22590 27265 31760 36480
Движение основных фондов:        
введение 7500 8200 8900 9500
выбытие 3765 4500 4620 4750

Рекомендуемые задачи по дисциплине

Решение задачи:

Расчет стоимости на конец года, среднегодовой стоимости и цепных темпов прироста среднегодовой стоимости основных фондов представлен в таблице:

Показатели 1998 1999
Стоимость основных фондов на начало года 75300 79035
Сумма накопленной амортизации на конец года 22590 27265
Движение основных фондов:    
введение 7500 8200
выбытие 3765 4500
Стоимость основных фондов на конец года 75300+
+7500-
-3765=
=79035
79035+
+8200-
-4500=
=82735
Среднегодовая стоимость основных фондов (75300+
+79035)/2=
=77167,5
(79035+
+82735)/2=
=80885
Цепные темпы прироста среднегодовой стоимости основных фондов, % (80885-
-77167,5)*
*100/77167,5=
=4,817

Продолжение таблицы:

Показатели 2000 2001
Стоимость основных фондов на начало года 82735 87015
Сумма накопленной амортизации на конец года 31760 36480
Движение основных фондов:    
введение 8900 9500
выбытие 4620 4750
Стоимость основных фондов на конец года 82735+
+8900-
-4620=
=87015
87015+
+9500-
-4750=
=91765
Среднегодовая стоимость основных фондов (82735+
+87015)/2=
=84875
(87015+
+91765)/2=
=89390
Цепные темпы прироста среднегодовой стоимости основных фондов, % (84875-
-80885)*
*100/80885=
=4,933
(89390-
-84875)*
*100/84875=
=5,320

Таким образом, динамика стоимости основных фондов предприятия позитивная: за 4 года их среднегодовая стоимости увеличилась в 1,219 раза (91765/75300).

Коэффициент износа рассчитывается как отношение суммы износа на конец соответствующего года (суммы накопленной амортизации) к стоимости основных фондов на конец года. Данные показатели по годам составляют:

  • 1998 г.: 22590/79035=0,286;
  • 1999 г.: 27265/82735=0,330;
  • 2000 г.: 31760/87015=0,365;
  • 2001 г.: 36480/91765=0,398.

Год от года основные фонды изнашиваются, за анализируемый период коэффициент износа увеличился в 1,392 раза (0,398/0,286).

Коэффициент выбытия рассчитывается как отношение стоимости выбывших основных фондов к их стоимости на начало года. Данные показатели по годам составляют:

  • 1998 г.: 3765/75300=0,050;
  • 1999 г.: 4500/79035=0,057;
  • 2000 г.: 4620/82735=0,056;
  • 2001 г.: 4750/87015=0,055.

Расчеты показали, что на каждую гривну основных фондов на начало года приходится 5,0-5,7 коп. выбывших фондов.

Коэффициент экстенсивного обновления рассчитывается как отношение стоимости введенных основных фондов к их стоимости на конец года. Коэффициент интенсивного обновления рассчитывается как отношение суммы, на которую стоимость введенных фондов больше стоимости выбывших фондов к стоимости фондов на конец года.

Коэффициенты экстенсивного обновления по годам:

  • 1998 г.: 7500/79035=0,095;
  • 1999 г.: 8200/82735=0,099;
  • 2000 г.: 8900/87015=0,102;
  • 2001 г.: 9500/91765=0,104.

Коэффициенты интенсивного обновления по годам:

  • 1998 г.: (7500-3765)/79035=0,047;
  • 1999 г.: (8200-4500)/82735=0,045;
  • 2000 г.: (8900-4620)/87015=0,049;
  • 2001 г.: (9500-4750)/91765=0,052.

Коэффициенты обновления основных фондов, как и стоимость основных фондов, растут год от года, что свидетельствует о положительных изменениях в техническом оснащении предприятия.

Что такое коэффициент износоустойчивости шин

Treadwear — это степень износа протектора шины, до максимального значения которого любая резина подлежит эксплуатации. Является частью UTQG (Uniform Tire Quality Grade Standards, то есть Единый Стандарт Качества Шинных изделий). Внедрены данные стандарты были Национальной администрацией безопасности дорожного движения (National Highway Traffic Safety Administration — NHTSA), которая является частью Департамента транспорта США, органа на подобие Министерства инфраструктуры Украины.

Процедура выставления маркировки «treadwear» выглядит следующим образом: тестируемые шины, которые предоставляет производитель, сравнивают с моделями обладающими таким же резиновым составом которые находятся в NHTSA, на испытательном заводе в Сан-Анджело, штат Техас. Оба типа резины устанавливаются на переднюю ось транспортные средства, чтобы обеспечить объективность и равные дорожные условия. Колонна, состоящая из четырех или меньше авто, колесит по дорогам общего пользования в Западном Техасе. Тестируемые автошины проверяются во время и после испытания. За все время использования полигона, NHTSA сравнивала испытуемые модели сначала с специально выпущенными шинами от компании Goodyear, а с 1984 по 1991 использовала резину Uniroyal. С 1991 используются специальные автошины изготовленные для данного теста. Предоставляет их Американское общество по проверки материалов.

Оценка износа протектора

После того как было произведена эксплуатация, NHTSA предоставляет результаты изготовителю, который на своё усмотрение решает, ставить маркировку или нет. Если производитель все таки решает проставить маркировку, то NHTSA этот вопрос документирует, поэтому вероятность ложной маркировки минимальна, по сути, это невозможно. Так как шинный рынок США самый крупный, то все производители пытаются проставить данное изображение на своё изделие, так как без него компанию-изготовителя не допускают к реализации товара на территории Штатов. Поэтому все крупнейшие компании обладают представленной маркировкой, можно сказать, что данный стандарт стал мировым.

По стандартам Национальной администрации безопасности дорожного движения, показатель степени износа протектора в 100 единиц оценивает в 48 тыс. км. Соответственно, 150 единиц оценивается в 72 тыс. км, 200 в 96 тыс. км. и так далее. Конечно же, не стоит делать упор на данные цифры, так как многое зависит от манеры вождения, качества дорожного покрытия и от погодных условий региона. Для того чтобы определить реальную степень износа проектора специалисты рекомендуют снижать данный показатель в 1,5 раза. То есть реальный пробег резины с treadwear 100 будет равняться около 36 тыс. км.

Зависимость сцепления и степени износа

Для того чтобы выбрать оптимальный вариант авторезины, следует упираться не только на особенности износа, необходимо также учитывать степень сцепления с дорогой и другие показатели. Но следует отметить, что опытный автолюбитель может определить по показателю специфику любой автошины. Чем больше износ, тем резина жестче, соответственно сцепление хуже, а тормозной путь короче. Для зимней резины это дополнительно отображается в низкой морозоустойчивости. Поэтому не следует думать, что чем больше износ, тем шина лучше. Принцип золотой середины никто не отменял.

Для того, чтобы определить коэффициент трения шины (μ) с дорогой нужно воспользоваться такой формулой:

μ = 2,25 / treadwear 0,15

Более высокий коэффициент трения обеспечивает более короткий тормозной путь и наоборот.

Способ точного определения процента износа зубьев долота расчетным путем — Общество

ПРЕДЫСТОРИЯ

Вооружение шарошек долота напрямую влияет на величину проходки, которую можно снять с долота. Именно от этого зависит, растрескаются или выпадут твердосплавные вставки и остановится или будет продолжаться бурение. Как правило, долото никогда не изнашивают по зубу на 100%. Буровики в процессе бурения судят об износе зуба по уменьшению механической скорости проходки (Vмех), – скорости внедрения инструмента в породу. Если по разрезу не встречается достаточно твердых (кварцевые песчаники) или особо мягких («Сеноман») пропластков, разрез считается более или менее однотипным (сланцы-песчаники или известняки-доломиты). Как правило, при бурении обсадной колонны одним типом долота буровики достаточно чутко улавливают снижение Vмех из-за износа вооружения долота, несмотря на местные отклонения в однородности пород. В руководящих документах (РД) существует четкая запись, что, если Vмех со временем снижается вдвое, то долото следует поднять. Однако буровики этого указания не всегда придерживаются. Никто не будет поднимать долото, если начальная Vмех составляла 50 м/ч и затем снизилась до 25 м/ч, поскольку 25 м/ч – хорошая скорость, при которой можно пройти достаточно большой интервал, прежде чем Vмех начнет резко снижаться (т.е. буровики стараются подольше продержать долото на забое). К этому стремятся, как правило, при бурении уже из-под кондуктора с тем, чтобы, за счет увеличения проходки (по сравнению с проектом) сэкомить, например, одно долото. Но, что гораздо важнее, сэкономить одну операцию по спуску/подъему долота, поскольку эта операция представляет собой наиболее затратную статью в смете расходов, где стоимость часа эксплуатации буровой установки или морской буровой платформы просто несопоставима со стоимостью долота.

СУЩЕСТВУЮЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Буровиков, работающих в соответствии с такой методикой, не волнует процент износа вооружения долота. Зачем же тогда нужна эта статья? Дело в том, что на первый взгляд, частные случаи замера процента износа вооружения долота после каждого рейса (чему, очевидно, не просто так уделяется внимание в РД России и за рубежом) перерастают в серьезную государственную проблему. Об этом можно судить даже по тому, что геофизиками была специально разработана инструкция для буровых супервайзеров.В этой инструкции проводится четкая взаимосвязь между процентом износа зуба и рекомендациями, которые супервайзер должен был давать буровику с целью улучшения отработки данного долота в последующем «долблении» (которое, обычно осуществляется в аналогичных породах, при неизменном режиме и характере промывки ствола скважины) для достижения максимальной проходки за один рейс.

Указанные рекомендации обеспечивают контроль системной работы буровиков, с учетом правильного выбора долот, что всегда можно проверить, и содержат рекомендации для оптимизации процесса.

Рассмотрим выдержку из первой обязательной ежедневной «Инструкции супервайзера», содержащей порядок суточного заполнения рапорта по надзору за процентом износа зубьев, подготовленной службой Геолого-технологических исследований.

На основе данных о проценте износа вооружения долота, представленных супервайзеру буровиком, делается пометка в буровом журнале о данных буровику (в соответствии с Инструкцией) указаниях.

Всего в Инструкции приводится 17 таких типовых вариантов износа и соответствующих текстов рекомендаций.

В настоящее время опубликован международный КОД IADC (International American Drilling Code) по упорядочению описаний характера износа вооружения долота. Однако он не затрагивает вопроса о том, каким образом (после фиксации факта износа в виде описания его в соответствии с правилами нового кода) нужно замерять износ зуба. Создается нелепая ситуация. Достаточно спросить трех буровиков, которые должны фиксировать теперь износ через 12,5% (вместо 25%, увеличив точность в 2 раза) и вы получите три разных ответа. Причина возникновения ошибки понятна. Оценка производится, как и ранее – визуально. Замеряются не все зубья. Вывод делается в зависимости от опыта проверяющего. С другой стороны, разработаны четкие требования IADC к точности описания износа зубьев. Возникает явное противоречие т.к. точность износа зуба ничем не подтверждается однозначно. Кто-то должен проверять данные, поступающие с буровой. Но как?

В связи с этим автором предлагается вычислять процент износа вооружения долота с отказом от инструментальных замеров. Можно с уверенностью утверждать, что разработан гарантированный способ (за счет проверки на сходимость), который, к тому же и более точный, чем вышеизложенный. По этой причине новый способ получил название «ПРИВОД» (Правдивый Расчет Износа Вооружения Долота). Этот способ позволит супервайзеру ревизовать на компьютере приблизительные данные о проценте износа зуба, получаемые с буровой.

Точность достигается за счет того, что данные о проценте износа зуба, получаемые супервайзером с буровой и уточненные с помощью «ПРИВОДа», трансформируются в расчетную проходку (которая должна была бы иметь место по теории вероятности при данном режиме и за данное время). Эта информация сравнивается с фактической проходкой. Разница не должна со- ставлять более 12,5%, что признано допустимым в соответствии с кодом IADC, где допуск по точности оценки износа зуба также не должен превышать 12,5%.

Если знать, как изнашивается во времени вооружение и как это влияет на Vмех, можно сформулировать уравнение величины проходки на долото М (в метрах) за то время, пока зуб не износится, допустим, на 50%, когда с большой долей вероятности и Vмех уменьшится вдвое по сравнению с первоначальной. Эта попытка была осуществлена еще 50 лет назад американскими учеными Галле и Вудсом [2]. Ими были предложены дифференциальные уравнения износа зуба, износа (открытой) опоры, уравнение механической скорости и уравнение проходки. Эти уравнения можно использовать и в настоящее вре- мя. Хотя, в связи с развитием технологии бурения необходимы определенные поправки [3, 4] в методике использования этих уравнений (см. ниже). Однако к моменту, когда выяснилось, что с упомянутыми поправками указанные уравнения можно использовать и в современных условиях, теория Галле-Вудса была раскритикована в связи с несходимостью прогнозных и фактических данных, полученных в СССР и США, в связи с тем, что прогнозы по проходке при изменении нагрузок и оборотов не сходились, поскольку в расчетах принимались несоответствующие действительности проценты износа вооружения долота.

В настоящее время понятна и причина этой несходимости. Еще при первой публикации [2] авторы пояснили, что достаточная точность расчетов гарантируется только в том случае, если в начальных условиях прогнозного расчета на последующий рейс (после предыдущего рейса, данные которого были использованы для анализа) будут использованы достаточно точные данные по проценту износа вооружения долота, полученные в результате износа зуба в предыдущем (фактическом) рейсе.

К сожалению, путем инструментальных замеров с задачей получения нужной точности справиться так и не удалось.

Надо было искать другие решения. И нами был предложен новый подход к вычислению процента износа зубьев. Если процент износа как бы не удается точно вычислить по формулам (прогноз износа не сходится с замером, который также приблизителен) то, может быть, удастся добиться успеха, если поменять местами задачи. Применить метод обратного счета. Не стараться определять процент износа вооружения долота в зависимости от проходки, а рассчитывать при каком проценте износа зуба единственно только и могла возникнуть по теории вероятности фактическая величина проходки за время работы долота на забое в предыдущем «долблении».

Формула прогноза проходки на долото позволяет решить эту задачу. В известном, упомянутом, уравнении проходки [1] процент износа зуба обозначен, как (V %). Влияние всех остальных факторов на формирование величины проходки за определенное время – известно. Коэффициент износа зуба (V %) неизвестен, как об этом уже говорилось выше, если ставится задача спрогнозировать проходку за определенное время в последующем рейсе. Но при обратном счете нет необходимости прогнозировать проходку на долото. Она нам известна из предыдущего рейса.

Обратимся теперь к структуре упомянутого уравнения расчета проходки [2].

Допустим, что в нашем распоряжении имеется один пример из отчета по отработке долот.

Фактическое «долбление». Итак, величина проходки после окончания рейса Мф, известна, как и остальные поправочные коэффициенты, которые можно рассчитать даже при помощи обычного калькулятора или взять из таблиц функций в зависимости от величины нагрузки, оборотов и времени «долбления» на данной скважине.

М = К(АСРдmR (V %)/i)

где М – проходка на долото в метрах; i – табулированный коэффициент интенсивности вращения долота; К – масштабный коэффициент, учитывающий необходимые поправки при изменении диаметра обсчитываемого долота от 190 до 311 мм, но не более; А и С – коэффициенты, получаемый из комбинации известных факторов, учитывающие, в основном, влияние на их изменение фактического времени бурения Тб при данном сочетании исходных условий расчета. В них входят также (V %) коэффициент износа периферийного ряда зубьев и U = f (V) – для учета степени износа прочих венцов зубьев на шарошке; Рд – нагрузка (или осевое давление) на долото; m – коэффициент, учитывающий влияние вибраций (табулированная функция в зависимости от нагрузки на долото и от жесткости бурильного инструмента, от об/мин долота и от крепости проходимых пород. R – коэффициент характеристики крепости проходимых пород (твердые или мягкие).

Итак, при беглом взгляде на уравнение, кажется, что неизвестен в нем только коэффициент (V %).Первая мысль, которая приходит в голову – решить данное уравнение относительно (V %), чтобы затем вычислить процент фактического износа зуба теоретически, так как, если известен этот коэффициент, то процент износа вооружения долота (в его натуральном исчислении в среднем по всем шарошкам долота) находится непосредственно по таблице, связывающей зависимость этих двух факторов.

Однако при детальном рассмотрении выясняется, что неизвестными являются еще и коэффициенты А и С, содержащие, в свою очередь, коэффициент (V %) и даже U = f (V). Получается, что эта задача так просто не решается.

Вместе с тем решение все же можно найти, если соединить описанный метод «обратного счета» с методом последовательных приближений.

Процесс вычисления процента износа зуба, при котором (с учетом влияния других факторов) можно получить величину фактической проходки выполняется на компьютере пошагово.
Задается последовательно рядом произвольных значений неизвестного коэффициента износа зуба (V %) и рассчитывается А и С для данного случая.
Затем, принимается во внимание величина поправочных коэффициентов для данного случая расчета, заранее определенная для других влияющих факторов, например, по таблицам функций.
Вероятная проходка, которая должна была бы иметь место в данном случае после истечения времени фактического рейса (если бы коэффициент износа вооружения долота (V %) был бы равен той произвольной величине, которая была принята за начальные условия при первом шаге расчета) рассчитывается по формуле. Полученная проходка сравнивается с фактической и, если она меньше, то за основу второго шага расчета принимается величина на шаг большая (или значительно большая), чем в первом случае. Методом «золотого сечения» получаем величину, практически совпадающую с величиной фактической проходки. Например, на допустимую по международным правилам, величину 12,5%.
Найдя, таким образом, правдивую и всегда готовую для проверки, величину коэффициента износа зуба компьютер рассчитывает истинное значение процента износа вооружения долота по таблице, где коэффициент (V %) связан с действительной величиной износа зубьев (в ее интегральном значении) прямой зависимостью.

Это будут наиболее правдивые, приведенные к истине, значения процента износа вооружения, поскольку в данном случае сравниваются не какие-то эфемерные цифры среднего процента износа зуба, полученные в результате не повторяемых по точности, инструментальных замеров, а проходка, фиксируемая буровиками достаточно точно, что легко и просто можно проверить для подтверждения сходимости расчетных и фактических данных.

Конечно, это будут «приведенные» цифры.Поэтому предлагаемому методу было присвоено название «ПРИВОД» (по Белоруссову) – правдивый процент износа вооружения долота.

Была подана заявка на изобретение «Использование совокупности известных признаков, позволяющих получить новое качество».
ВЫВОДЫ
Мы полагаем, что разработка программы «ПРИВОД» может стать хорошим дополнением к американской программе IADC, так как позволяет навести порядок не только в деле единообразия записи износа вооружения долот, но и в методике достаточно точного определения процента износа вооружения долота без инструментальных замеров.
В сочетании со статьей «Способ определения процента износа закрытой опоры долота расчетным путем», опубликованной автором [3], эти две работы открывают путь к расчетам оптимизации режима бурения, поскольку теперь прогноз изменения показателей бурения в следующем рейсе при изменении осевого давления и оборотов можно давать более надежно и точно и без риска повреждения или поломки шарошки в случае использования долота несколько раз [4].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Белоруссов В. О. «Выбор долот с помощью компьютера», Бурение и нефть, декабрь 2002 г.
Galle E. V., Woods H. B. «Best constant Bit Weight and Rotary Speed», Mine&Quarry Eng., 1961 № 1 стр. 29–34, № 2 стр. 74–81.
Белоруссов В. О. «Способ точного определения процента износа закрытой опоры долота расчетным путем», Нефтегазовые технологии, № 10, октябрь 2007 г.
Белоруссов В. О. «О возможности безопасного спуска долота на второй и третий рейс без риска аварии (с шарошкой)», Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, № 12, 2007 г., стр. 9–12.

Данные по износостойкости в метрических единицах для соединений полифениленсульфида (PPS) серии RTP 1300

Соединения полифениленсульфида (ПФС) серии RTP 1300 — Метрические единицы

Коэффициент износа (K) является показателем сопротивления материала износу в зависимости от объема потерянного материала, силы (нагрузки) и скорости на границе раздела износа и времени.Его часто определяют с помощью устройства для испытания на износ «упорной шайбы» в соответствии с ASTM D3702, в котором формованный пластиковый образец вращается относительно упорной шайбы подложки при заданных условиях давления и скорости.

Коэффициент износа рассчитывается по формуле W = K * F * V * T. В этом уравнении W — объем износа (мм 3 ), K — коэффициент износа (мм 3 / Н · м) 10 -8 , F — сила (Н), V — скорость (м / с), и T — истекшее время (сек).

Материал с более низким коэффициентом износа (K) имеет более высокую износостойкость, и эти значения полезны для целей сравнения материалов.

[Просмотреть данные об износе в английских единицах | Вернуться к списку износостойких смол]

Пластик против стали

RTP Продукт Протестировано vs.Сталь (1018 C)
PV 70
Нагрузка 1,80
Скорость 0,25
PV 175
Нагрузка 2,25
Скорость 0.50
PV 350
Нагрузка 9.00
Скорость 0,25
Износ
Коэффициент
µ
Динамический
Износ
Коэффициент
µ
Динамический
Износ
Коэффициент
µ
Динамический
RTP 1378
30% стекловолокно
15% ПТФЭ
UL94 V-0
103 0.44 189 0,41 358 0,34
RTP 1385 TFE 15
30% углеродное волокно
15% ПТФЭ
84 0.33 34 0,50 48 0,59
RTP 1300 AR 15 TFE 15
15% арамидного волокна
15% ПТФЭ
24 0.25 38 0,22 22 0,18
  • Испытания упорной шайбы в соответствии с ASTM D 3702
  • Коэффициент износа: (мм 3 / Н · м) 10 -8
  • PV: КПа м / сек
  • Нагрузка: N
  • Скорость: м / сек

Сравнение конкурентных данных Примечание

  • Компания RTP сообщает о коэффициентах износа на единицу силы (KF) с единицами измерения (мм 3 / Н · м) 10 -8 .Это стандартный в отрасли способ расчета и составления отчета о коэффициенте износа. Некоторые поставщики указывают коэффициент износа на единицу давления (КП) в единицах (мм 3 / Па · м) 10 -11 . Это значение получается путем деления KF на контактную поверхность испытуемого образца 0,00023 или 2,3 -4 м 2 . В результате такого расхождения в отчетах значения коэффициента износа компании RTP оказываются значительно выше. Например, KP, равный 3 (мм 3 / Па · м) 10 -11 , будет равен KF 3/0.00023 = 13 (мм 3 / Н · м) 10 -8 .

Никакая информация, предоставленная компанией RTP, не является гарантией относительно производительности или использования продукта. Любая информация, касающаяся производительности или использования, предлагается только в качестве предложения для исследования использования, основанного на компании RTP или другом опыте клиентов. Компания RTP не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно пригодности или пригодности любого из ее продуктов для какой-либо конкретной цели.Покупатель несет ответственность за определение того, является ли продукт безопасным, законным и технически подходящим для предполагаемого использования. Раскрытие информации здесь не является лицензией на деятельность или рекомендацией нарушать какие-либо патенты.

Лаборатория трибологии Университета Лихай:

Износ материалов

Износ — это сложный процесс, который происходит, когда две поверхности скользят друг относительно друга, что приводит к постепенному удалению одного или обоих материалов.Простой факт износа заключается в том, что он кажется неизбежным, изменяет характеристики механических и биологических систем и в конечном итоге приводит к отказу системы. Износ материалов становится все более важным и легко может иметь такие же функциональные и экономические последствия, как трение. Например, во многих промышленных приложениях компоненты изнашиваются и требуют замены. Эти замены могут быть дорогостоящими из-за дорогих компонентов, рабочей силы и времени простоя оборудования во время замены детали.

Исследования износа имеют как фундаментальные, так и прикладные интересы. Одно примечательное наблюдение заключается в том, что износ может варьироваться более чем на восемь порядков в зависимости от системы материалов. Он может варьироваться на несколько порядков для одного и того же материала, просто изменяя окружающую среду или характер контрматериала, по которому материал скользит.

Инженеры-механики обучаются проектированию с учетом критериев структурных, термических и даже экологических отказов, поэтому неудивительно, что многие системы достаточно разработаны в этих областях.Отсутствие знаний о правильном выборе материалов и проектировании трибологических компонентов в сочетании с невысокой доступностью малоизнашиваемых материалов в конечном итоге приводит к износу, который приводит к окончанию срока службы и часто к катастрофическим отказам многих систем.

Фактически, перефразируя моего советника, износ настолько часто является окончанием срока службы конструкции или продукта, что термин «изношенный» является синонимом приемлемого конца срока службы продукта. Нынешняя глобальная тенденция к эффективности, устойчивости и стремлению продвигать конструкции быстрее и прочнее, дольше служить и работать в экстремальных условиях подтолкнула фундаментальную потребность в разработке материалов, особенно в области трибологии, что привело к возникновению подобласти трибологии материалов. .

Принятая метрика для отчетности об износе материала была разработана намного позже, чем для коэффициента трения. Арчард и Холм предположили, что общий объем материала, удаляемого во время скольжения (объем износа), V, пропорционален реальной площади контакта, умноженной на расстояние скольжения на безразмерную константу пропорциональности, известную как коэффициент износа K [1 -3]. Этот коэффициент износа может быть, помимо прочего, свойством набора материалов, условий скольжения, топографии поверхности и окружающей среды.Фактором износа можно управлять, чтобы рассчитать часто более удобную и более физически прямую удельную скорость износа [4] (также известную как размерная скорость износа [5]), k, обычно измеряемая в единицах мм3 / Нм. Удельная скорость износа — это просто объем износа, деленный на произведение нормальной нагрузки и расстояния скольжения, d, как показано:

Существует множество методов измерения потерь объема, используемых для расчета скорости износа. Эти измерения могут быть выполнены напрямую, или потери объема могут быть выведены на основании:

  • изменения размеров материала, включая изменения высоты
  • топографические измерения износа, выполненные профилометром, например:
    • оптические измерения (микроскоп, СЭМ и т. Д.)
    • интерферометрические измерения (интерферометр)
    • профилометрия щупа
    • атомно-силовая микроскопия
  • прерванные измерения массы
  • предполагаемые измерения, основанные на прохождении покрытия путем наблюдения повышенного коэффициента трения

Используя плотность материала, можно рассчитать потерю объема по изменению массы. Нормы износа легко рассчитываются по:

Schmitz et al., Colbert et al. , а также Беррис и Сойер предоставляют современный анализ неопределенностей для нескольких методов, используемых в этом исследовании для определения скорости износа [6-8].

1. Archard, J.F., Контакт и трение плоских поверхностей. Journal of Applied Physics, 1953. 24 (8): p. 981-988.
2. Арчард, Дж. Ф., Одиночные контакты и множественные встречи. Journal of Applied Physics, 1961. 32 (8): p. 1420- и.
3. Холм Р. и Э.Holm, Справочник по электрическим контактам . 1958, Берлин: Springer.
4. Stachowiak, G.W. и А. Бэтчелор, Инженерная трибология . 2005, Оксфорд: Elsevier.
5. Уильямс Дж. А., Инженерная трибология . 1994, Оксфорд: Oxford University Press, Inc.,
6. Шмитц, Т.Л., и др., Сложность измерения низкого трения: анализ неопределенности для измерений коэффициента трения. Journal of Tribology-Transactions of the Asme, 2005. 127 (3): p.673-678.
7. Беррис, Д.Л. и W.G. Sawyer, Погрешности измерения скорости износа. Tribology Letters, 2009. 36 (1): p. 81-87.
8. Кольбер, Р.С. and W.G. Sawyer, . Температурная зависимость износа покрытий из дисульфида молибдена. Wear, 2010. 269 (11-12): стр. 719-723.

Уравнение износа Арчарда — О трибологии

Важность потерь от износа требует значительных усилий для создания теорий и прогнозных моделей износа.Менг и Людема [1] выделили 182 уравнения для различных типов износа. Среди них были эмпирические соотношения, подходы, основанные на контактной механике, такие как модель Арчардса, и уравнения, основанные на механизмах разрушения материалов, которые, по мнению авторов, в последнее время становятся все более популярными. В этом обзоре не будут рассматриваться эмпирические уравнения, поскольку они применимы для очень определенного диапазона параметров. До сих пор не было создано единой фундаментальной теории износа, и, как следствие, не существует единой модели износа, применимой во всех случаях.

Одно из самых известных и часто используемых уравнений износа было разработано Холмом и Арчардом в 1953 г. [2]. Модель учитывает адгезионный износ и предполагает, что скользящие сферические неровности полностью пластически деформируются при контакте. Тогда площадь контакта будет круглой с площадью контакта, равной

, где — радиус. Среднее контактное давление в этом случае равно твердости более мягкого материала, и, следовательно,. После того, как неровность отодвинется на расстояние, она высвобождается из контакта, и есть вероятность образования мусора.Предполагается, что в случае образования обломков он формируется в виде полусферы радиусом, имеющей объем. Тогда объем износа на расстояние скольжения равен, и, следовательно, как,. Таким образом, общий объем износа на расстоянии скольжения равен. Этот коэффициент известен как коэффициент износа и часто используется для сравнения износостойкости материалов [2,3]. В большинстве случаев это оценивается экспериментально. Хотя уравнение Арчарда было разработано для адгезионного износа, оно широко используется для моделирования абразивного, фреттингового и других типов износа [4].

Следует отметить, что уравнение Арчарда часто применяется на локальном уровне. Для этого уравнение Арчарда сначала формально делится на область

:

(1)

, где

— местная глубина износа и контактные давления. Далее это уравнение дифференцируется во времени и уравнение принимает следующий вид:

(2)

, где

— скорость скольжения. Это уравнение можно использовать для локального расчета износа, если известно контактное давление, а также для отслеживания эволюции шероховатости поверхности в грубых контактах.Этот подход был реализован в Tribology Simulator (автономное бесплатное программное обеспечение).

Таблица, связывающая удельные коэффициенты износа и трение, приведена ниже: Коэффициенты трения и карта удельной или объемной скорости износа трибологических материалов, [5]

Ссылки

[1] Выражение скорости износа скользящих контактов на основе рассеянной энергии. Huq, M., Z., Celis, J.-P. s.l. : Износ, 2002, т. 252.

[2] Характер износа и законы износа — обзор. Zmitrowicz, A. 2006, Журнал теоретической и прикладной механики, стр. 219-253.

[3] Классификация механизмов / моделей износа. Като, К. 2002, Журнал инженерной трибологии, стр. 349-355.

[4] О корреляции между износом и энтропией в сухом скользящем контакте. Агдам, А., Б., Хонсари, М., М. s.l. : Одежда, 2011, т. 270.

[5] Достижение сверхнизкого износа с помощью стабильных нанокристаллических металлов , John F.Карри и др., Https://doi.org/10.1002/adma.201802026.

Моделирование и анализ характеристик износа при сухом скольжении композитов из эпоксидной смолы / стекла / PTW с использованием полнофакторных методов

Трение при сухом скольжении и характеристики износа гибридных эпоксидных композитов, армированных стекловолокном и различным количеством нитевидных кристаллов титаната калия (PTW) изготовленные методом вакуумной ручной выкладки. Влияние нормальной нагрузки, скорости скольжения и содержания вискеров как на коэффициент трения, так и на удельную скорость износа было исследовано на дисковой машине.Испытания проводились в условиях окружающей среды на основе полного факторного дизайна 3 × 3 (3 фактора на 3 уровнях). Дисперсионный анализ (ANOVA) был проведен для получения вклада управляющих параметров в коэффициент трения и скорость износа. Было обнаружено, что плотность и твердость композитов увеличиваются при загрузке PTW. Было обнаружено, что коэффициент трения и износостойкость гибридных композитов улучшаются с увеличением содержания вискеров, а также на них большое влияние оказывают нормальная нагрузка и скорость скольжения.Корреляция между характеристиками износа композитов при сухом скольжении и параметрами износа была получена с помощью множественных регрессий. Изношенную поверхность выбранных образцов наблюдали под растровым электронным микроскопом (SEM) для выявления механизмов износа. Это исследование показало, что добавление керамических микронаполнителей, таких как PTW, значительно улучшает износостойкость композитов эпоксидная смола / стеклополимер.

1. Введение

Композиты с полимерной матрицей (PMC) в настоящее время считаются новыми материалами во многих инженерных приложениях благодаря сочетанию таких преимуществ, как высокое отношение прочности к массе, высокое соотношение жесткости к массе, простота обработки, снижение затрат, и отличная производительность [1].Традиционный путь, который использовался в течение нескольких десятилетий для расширения области применения PMC, заключается в добавлении микро- или нанонаполнителей в полимерные системы, имеющие волокнистое армирование. Комбинационные эффекты добавления волокон и наполнителей в полимеры показали обнадеживающие результаты с точки зрения улучшения механических, термических и трибологических свойств [2]. Наполнители, используемые для изменения трибологических свойств полимеров, в основном представляют собой неорганические соединения. Среди нескольких неорганических керамик нитевидные кристаллы титаната калия (PTW, K 2 O · 6TiO 2 ) являются единственной многокомпонентной керамикой, которая получила широкое распространение в качестве фрикционного материала.Эти относительно дешевые усы обладают хорошей термостойкостью, химическим сопротивлением и диспергируемостью и используются в качестве армирующего материала в пластмассах, керамике, теплоизоляционных красках и автомобильных тормозных накладках [3]. У этих усов очень маленький диаметр; следовательно, они лишены каких-либо внутренних изъянов или недостатков. Благодаря своим привлекательным механическим свойствам, таким как высокая прочность и очень высокий модуль упругости, в последние годы они использовались в качестве арматуры для многих полимеров.

Синергетический эффект PTW с другими наполнителями в случае PMC изучается многими исследователями [4–9]. Zhu et al. [4] сравнили трибологические характеристики неметаллических фрикционных материалов с нитевидными кристаллами PTW, бората магния и сульфата кальция и обнаружили, что износостойкость была максимальной в случае фрикционного материала, модифицированного PTW. Хи и Филип [5] наблюдали, что присутствие PTW в материале тормозных накладок на основе фенольной матрицы дает одновременные преимущества, такие как уменьшение выцветания, стабилизированный коэффициент трения и улучшение износа.Значительное улучшение общих характеристик было приписано образованию фрикционного слоя, содержащего Ti и K-оксид, во время испытаний на трение. Положительный эффект соединения наноразмерных PTW с микрочастицами керамических волокон в автомобильных тормозных накладках был продемонстрирован Wu et al. [6]. Они отметили, что композиты с обоими этими наполнителями показали улучшенную износостойкость, более высокую ударную вязкость, термическую стабильность и стабильность трения по сравнению с композициями с только одним типом наполнителя.Long et al. [7] добавили обработанный силаном PTW в композиты полипропилен / волокнистое волокно и наблюдали значительное улучшение механических свойств композитов. Xie et al. [8] изучили эффект добавления PTW в композиты PEEK / углеродное волокно в условиях скольжения с водной смазкой и отметили, что PTW эффективно защищает углеродное волокно, а также ограничивает усталостное разрушение материала PEEK. Kumar et al. [9] подготовили композиционные фрикционные материалы на основе синергетической тройной комбинации PTW, арамидного волокна и графита, характеризующиеся характеристиками фрикционного торможения.Они обнаружили, что нарастание трения и уменьшение трения были более последовательными в композитах с ≥7,5 мас.% Арамидных волокон, тогда как абсолютная эффективность трения оставалась выше в композитах с ≥25 мас.% PTW.

Однако до настоящего времени не было направлено никаких усилий на разработку композитов эпоксидная смола / стекло / PTW. Имея это в виду, настоящая работа направлена ​​на изучение поведения износа при сухом скольжении эпоксидных / стеклянных композитов, модифицированных наполнителями PTW, с использованием полных факторных экспериментов.

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

Матричная система (эпоксидная смола LY556 плюс отвердитель HY951) была коммерчески приобретена у компании Huntsman Advanced Materials India Pvt. Ltd., Бангалор. В качестве основного армирования использовалось полотно типа Е-стекловолокно 212 GSM, которое было закуплено у Arun fabrics, Benagaluru. Вторичное армирование наполнителей PTW было поставлено компанией Hangzhou Dayangchem Co. Ltd., Гонконг. СЭМ-изображение этих усов представлено на рисунке 1.Некоторые избранные свойства этих усов перечислены в Таблице 1. Эти усы обладают туннельной структурой (Рисунок 2), что делает их более стабильными с точки зрения физических и химических свойств [3].


Диаметр (мкм) 0,2–2,5 Модуль упругости (ГПа) 280
Длина (мкм) 10–100 Твердость (Mohs) 4
Плотность (г / см3) 3.185 Температура плавления (° C) 1350–1370
Предел прочности (ГПа) 7 Температура термостойкости (° C) 1200



2.2. Изготовление композитов

Гибридные композиты с различным процентным содержанием наполнителей PTW были изготовлены методом вакуумной упаковки. Основные этапы процесса включают укладку, подготовку материалов для упаковки и применение вакуума.Пластина для инструментов была сначала покрыта разделительным агентом, чтобы облегчить удаление ламинатов. Последовательность укладки включает покрытие стеклоткани смесью эпоксидной смолы с нитями. В исследовании было использовано 12 слоев стеклоткани, чтобы получить ламинат толщиной около 3 мм. Завершенная укладка была покрыта перфорированной пленкой, дышащей тканью и полиэтиленовым пакетом. На укладке создавали вакуум в течение 2 часов, и этим методом было достигнуто максимальное давление 600–640 рт.ст. Применение вакуума помогает удалить захваченный воздух и излишки смолы из укладки.Уложенному слою давали возможность затвердеть при комнатной температуре и вынимали из формы через 24 часа. Подготовленные таким образом ламинаты подвергали постотверждению при 100 ° C в течение 2 часов, и образцы для испытаний на износ размером 10 × 10 × 3 мм были подготовлены с использованием высокоскоростного резака. Схема вакуумной упаковки представлена ​​на рисунке 3. Детали состава изготовленных композитов представлены в таблице 2.


Обозначение материала Эпоксидная смола (мас.%) Стекловолокно (мас.%) Наполнители PTW (мас.%)

C1 47.5 50 2,5
C2 45 50 5
C3 42,5 50 7,5


2,3 . Механические испытания

Плотность разработанных композитов определялась по принципу Архимеда согласно ASTM D792-08 [10]. Твердость по Роквеллу измеряли по шкале М согласно ASTM D785-08 [11].Приведенные значения плотности и твердости являются средними по крайней мере для пяти образцов.

2.4. Испытания на износ при скольжении

Испытания на износ при сухом скольжении были выполнены на высокоскоростном и высоконагруженном трибометре «палец на диск» (модель TR-20E-PHM-400, Ducom, Бангалор) в соответствии с ASTM G99-05 (повторно утверждено в 2010 г.) [12]. Схема «штифт на диске» проиллюстрирована на рисунке 4. Образцы для испытаний на износ предварительно нарезанного размера были приклеены к стальным штифтам с поперечным сечением 10 × 10 мм и длиной 30 мм. Испытательная поверхность была последовательно отполирована абразивной бумагой SiC класса 400, 600 и 800 для обеспечения надлежащего контакта со стальным диском (диаметр 165 мм, толщина 8 мм, материал класса EN 31, закаленный до 60 HRc, шлифованный до 1.6 мкм м Ra). Поверхности для испытаний очищали мягкой хлопчатобумажной тканью, смоченной ацетоном, после каждого запуска на машине для удаления любых остатков износа. Испытания на скольжение проводились на следах износа диаметром 120 мм при постоянном расстоянии скольжения 4,2 км в условиях окружающей среды. Испытания проводились при различных нагрузках 30–90 Н и скоростях скольжения 2,5–7,5 м / с. Потеря износа при скольжении измерялась как потеря веса образцов с использованием высокоточных цифровых весов (Shimadzu, Япония, AY220, 0.Точность 1 мг). Одно указанное значение было в среднем от двух до четырех образцов. Потеря массы испытуемых образцов была преобразована в потерю объема с использованием данных плотности образца. Затем была рассчитана удельная скорость износа как


где — потеря объема в мм 3 , — нагрузка в Ньютонах, — расстояние скольжения, дюйм.

Во время испытаний сила трения измерялась непосредственно с датчика трения, прикрепленного к машине.Коэффициент трения (COF) рассчитывался как отношение силы трения к приложенной нормальной нагрузке по формуле

2,5. Морфология изношенной поверхности

Сканирующий электронный микроскоп (Joel JSM-6380LA, производство Япония) использовался для изучения изношенных поверхностей некоторых отобранных образцов. Поверхности образцов были покрыты золотом (Joel JFC-1600, автомат для тонкого покрытия) перед исследованием с помощью SEM. Изношенная микроструктура гибридных композитов была изучена с целью выявления влияния максимальных условий скольжения на износ композитов при сухом скольжении.

2.6. Экспериментальный проект

Испытания на износ проводились согласно полной матрице факторного проектирования. В исследовании рассматриваются три параметра, а именно скорость скольжения (), нормальная нагрузка () и содержание наполнителя (), каждый на трех уровнях. Контрольные параметры и их уровни указаны в таблице 3. Статистический дисперсионный анализ (ANOVA) был проведен для определения контрольных параметров и их взаимодействий, которые являются статистически значимыми. Наконец, с использованием регрессионного анализа была разработана полиномиальная модель как для скорости износа, так и для коэффициента трения, и результаты сравниваются с экспериментальными значениями.Статистический анализ проводился с использованием пакета статистических программ MINITAB 14 [13].

903

Коэффициент регулирования Уровень
I II III Единицы

: Скорость скольжения 7,5 м / с
: Нормальная нагрузка 30 60 90 Н
: Содержание наполнителя 2.5 5 7,5 Вес%

3. Результаты и обсуждение
3.1. Плотность и твердость

Плотность и твердость гибридных композитов перечислены в таблице 4. Можно заметить, что включение усов способствовало повышению плотности и твердости композитов. Это ожидаемое поведение, заключающееся в том, что керамические наполнители, будучи более плотной и более твердой фазой, очевидно, улучшат плотность и твердость базовых композитов.Интересным аспектом более высокой твердости является то, что, как правило, более высокая твердость сопровождается лучшей износостойкостью.


Обозначение материала Плотность (г / куб.см) Твердость по Роквеллу (шкала M)

C1 1.6132 900 C2 1,6468 97
C3 1.6778 99

3.2. Влияние параметров управления на скорость износа

Матрица расчета для трех факторов управления, каждый на трех уровнях вместе с результатами испытаний на износ, представлена ​​в таблице 5. Влияние каждого фактора управления на характеристики износа можно проанализировать с помощью основных сюжет эффектов и сюжет взаимодействия. Лучшее сочетание факторов управления для оптимизации производительности можно легко оценить по этому графику.На графике основных эффектов, если линия для определенного параметра почти горизонтальна, параметр оказывает небольшое влияние. Параметр, для которого линия с наибольшим наклоном имеет большее влияние [14]. График основных эффектов для параметров, влияющих на скорость износа гибридных композитов, показан на рисунке 5 (а). График основных эффектов показывает, что скорость скольжения является наиболее важным параметром, в то время как нормальная нагрузка и содержание наполнителя имеют относительно менее значительное влияние. Из графика видно, что скорость износа композитов увеличивается с увеличением скорости скольжения, но уменьшается с нормальной нагрузкой и содержанием наполнителя.

.5 0,49 7,5

Номер испытания Скорость скольжения () в м / с Нормальная нагрузка () в Ньютонах Содержание наполнителя () в массе% (× 10 −5 мм 3 / Нм) COF

1 2,5 60 2,5 1,00854 0,417
2 2 90 5 0,77110 0,431
3 5 30 2,5 1,77110 0,414
4 2,5 0,409
5 7,5 90 2,5 1,41032 0,392
6 5 30 7.5 1.04067 0,446
7 2,5 60 5 0,77110 0,438
8 2,5 30 2,5 1,226031 9 2,5 90 7,5 0,64648 0,436
10 5 60 5 1,08435 0.418
11 7,5 60 7,5 1,15893 0,443
12 7,5 90 5 1.20484
30 2,5 2,41067 0,419
14 7,5 90 7,5 0,99336 0,430
15 7.5 30 7,5 1,56100 0,448
16 5 60 7,5 0,87511 0,438
17 5 90

903 2,5

0,390
18 5 60 2,5 1,25453 0,408
19 5 30 5 1.44581 0,425
20 2,5 30 7,5 0,70955 0,451
21 5 90 5 0,97994 2,5 60 7,5 0,63859 0,443
23 7,5 30 5 1,97593 0,434
24 7.5 60 2,5 1,59891 0,406
25 2,5 30 5 0, 0,445
26 7,5 1,98 0,422
27 5 90 7,5 0,75685 0,432

Хорошо известно, что трибологическое поведение полимеров и полимерных композитов может быть связано с с их вязкоупругими и температурными свойствами.Скользящий контакт двух материалов приводит к выделению тепла на неровностях и, следовательно, к увеличению температуры поверхности раздела, что влияет на вязкоупругие свойства в ответ на напряжение материала, адгезию и поведение переноса [15]. Увеличение скорости скольжения увеличивает температуру на поверхности трения, что может серьезно ухудшить механические свойства композитов и привести к серьезным потерям материала. Таким образом, скорость износа увеличивается с увеличением скорости скольжения для данной нагрузки и условий материала.Однако увеличение нормальной нагрузки может привести к раннему образованию переводных пленок, а дальнейшее увеличение нагрузки может привести к упаковке переводных пленок. Эти сжатые и когезионные трибопленки способствуют снижению скорости износа [16]. Таким образом, скорость износа показала тенденцию к снижению для диапазона нагрузок (30–90 Н), рассматриваемого в настоящем исследовании. Также наблюдается резкое снижение скорости износа при увеличении нагрузки с 30 до 60 Н, тогда как плавное уменьшение скорости износа наблюдается при увеличении нагрузки с 60 до 90 Н.Эта тенденция может быть связана с обратным переносом частиц износа на поверхность образца при увеличении нагрузки с 60 до 90 Н. Из графика основных эффектов видно, что наполнители PTW улучшают износостойкость композитов. Эти керамические усы, являющиеся хорошим термостойким материалом, могут выдерживать тяжелые условия скольжения и защищать эпоксидную матрицу и стекловолокно от серьезных повреждений или разрушения. Этот аргумент дополнительно подтверждается изображениями, полученными с помощью SEM, и обсуждается в разделе 3.6. Снижение скорости износа за счет включения наполнителей PTW — широко известное явление [4–9]. В нашем более раннем исследовании [17] исследования износа при сухом скольжении композитов эпоксидная смола / PTW (без стекловолокна) наблюдались аналогичные результаты.

График основных эффектов (рис. 5 (а)) показывает, что оптимальные значения параметров для минимизации скорости износа имели место, когда скорость скольжения находится на уровне 1, а нормальная нагрузка и содержание наполнителя находятся на уровне 3. График взаимодействия для удельная скорость износа показана на рисунке 5 (б).Хорошо известно, что взаимодействия не происходят, когда линии на графиках взаимодействия параллельны, а сильные взаимодействия возникают, когда линии пересекаются [18]. Изучение рисунка 5 (b) показывает небольшое взаимодействие между параметрами теста.

3.3. Влияние параметров управления на коэффициент трения

График основных эффектов для коэффициента трения гибридных композитов показан на рисунке 6 (а). Этот график показывает, что содержание наполнителя является наиболее влиятельным параметром, влияющим на коэффициент трения, за которым следуют нормальная нагрузка и скорость скольжения.Ясно, что COF показывает тенденцию к уменьшению, а затем к увеличению с изменением скорости скольжения. Однако COF уменьшается при нормальной нагрузке и увеличивается с увеличением содержания усов, как и ожидалось. Изменение коэффициента трения с приложенной нагрузкой следует

где — константа, которая зависит от нескольких факторов, включая форму и распределение неровностей и объемные свойства полимера, является приложенной нагрузкой, а также является константой, ее значение остается неизменным [15].Согласно этому уравнению коэффициент трения уменьшается с увеличением приложенной нагрузки, и такая же тенденция наблюдается в настоящем исследовании для выбранного диапазона нормальных нагрузок. Quaglini и Dubini [19] также продемонстрировали обратную зависимость между COF и приложенным давлением в случае трения различных полимеров о гладкий лист из нержавеющей стали. Факторы, которые, как ожидается, уменьшат скорость износа под нагрузкой, также повлияли на снижение COF при нормальной нагрузке.

Связь, наблюдаемая между скоростью скольжения и COF, более сложна.COF сначала уменьшается с увеличением скорости с 2,5 м / с до 5 м / с, а затем немного увеличивается, когда скорость скольжения увеличивается до 7,5 м / с. Причину такой тенденции можно объяснить следующим образом. При увеличении скорости до 5 м / с пластическая деформация эпоксидной матрицы преобладает и образует тонкий переносящий слой между скользящими материалами. Битое стекловолокно вместе с наполнителями PTW способствуют сохранению фрикционной пленки в течение более длительного времени. Это приводит к легкому сдвигу во время скольжения и снижает силу трения.При дальнейшем увеличении скорости потери материала с поверхности композита увеличиваются, что очевидно из конкретных данных по износу, и это приводит к увеличению абразивной силы из-за наличия большего количества фрагментов стекловолокна и керамических усов на границе раздела. . Это способствует увеличению значений коэффициента трения. Тенденция к уменьшению, а затем к увеличению силы трения со скоростью скольжения также объясняется в литературе [20]. Общеизвестно, что неорганические наполнители всегда увеличивают абразивную силу во время процесса трения [21].Таким образом, ожидается, что COF будет увеличиваться с увеличением содержания PTW, что также является наблюдением, сделанным в настоящем исследовании.

График двустороннего взаимодействия для COF представлен на рисунке 6 (b). Этот график показывает, что эффект взаимодействия скорости скольжения и содержания наполнителя самый высокий. Остальные параметры показывают меньше эффектов взаимодействия. Графики основных эффектов и эффектов взаимодействия помогают визуализировать влияние каждого фактора и его комбинации на результативность и определить, какие факторы имеют наибольшее влияние.Однако необходима проверка статистических гипотез, чтобы определить, значимы ли какие-либо из этих эффектов. Для выходных данных выполняется дисперсионный анализ (ANOVA), который состоит из одновременных проверок гипотез, чтобы выяснить, являются ли какие-либо эффекты значительными.

3.4. Статистический анализ отклонений (ANOVA)

ANOVA — это метод статистического проектирования, используемый для разделения отдельных эффектов от всех контрольных факторов. Процентный вклад каждого контрольного фактора используется для измерения соответствующего воздействия на качественную характеристику [17].Таблицы 6 и 7 показывают результаты ANOVA с удельной скоростью износа и коэффициентом трения гибридных композитов. Последний столбец в таблицах 6 и 7 показывает процент вклада каждого параметра и их взаимодействия. Таблица 6 показывает, что скорость скольжения, нормальная нагрузка и содержание наполнителя являются определяющими факторами износа композитов. Таким образом, нагрузка и содержание наполнителя показали почти одинаковое влияние на скорость износа. Взаимодействие между скоростью и нормальной нагрузкой, а также между нагрузкой и содержанием наполнителя является существенным элементом модели взаимодействия.Влияние взаимодействия между скоростью и содержанием наполнителя незначительно, а вклад ошибки в ANOVA для скорости износа составляет всего 0,26%. Из таблицы 7 видно, что содержание наполнителя, нормальная нагрузка и скорость скольжения являются факторами, которые контролируют значения коэффициента трения гибридных композитов. Взаимодействие между скоростью и содержанием наполнителя является преобладающим членом модели взаимодействия, а другие модели взаимодействия менее значимы, а вклад ошибки в ANOVA для COF составляет только 0.47%. Понятно, что скорость скольжения и содержание наполнителя являются преобладающими факторами, которые контролируют скорость износа и коэффициент трения гибридных композитов, соответственно. Настоящий анализ показывает, что контрольные параметры, выбранные в исследовании, а также их взаимодействия имеют как статистическую, так и физическую значимость (процентный вклад> ошибка) в характеристиках скольжения в сухом состоянии композитов эпоксид / стекло / PTW.

Скорость скольжения () содержание () 0,10280 , -Sq = 99,74%, -Sq (прил.) = 99,14%.
DOF: степени свободы; Seq SS: последовательная сумма квадратов; Adj SS: скорректированная сумма квадратов; Adj MS: скорректированные средние квадраты; : процент вклада.

Источник DOF Seq SS Adj SS Adj MS -test -value (%)
31
2 2.06212 2,06212 1,03106 669,36 0,000 44,19
Нормальная нагрузка () 2 1,08337 1,08337 0,54169 6 0,54169 ,000 351
2 1.06880 1.06880 0.53440 346.93 0.000 22.91
4 0.30911 0,30911 0,07728 50,17 0,000 6,62
4 0,02761 0,02761 0,00690 4,48 0,034 4,48 0,10280 0,02570 16,68 0,001 2,20
Ошибка 8 0,01232 0.01232 0,00154 0,26

Итого 26 4,66613 100

24 910

Источник DOF Seq SS Adj SS Adj MS -test значение (%)
Скорость скольжения () 2 0,0008650 0,0008650 0,0004325 102,88 0,000 12,07
Нормальная нагрузка () 2 0.0015503 0,0015503 0,0007751 184,40 0,000 21,64
Содержание наполнителя () 2 0,0043983 0,0043983 0,003602491 0,0043983 0,003602491 0,003602491 4 0,0000257 0,0000257 0,0000064 1,53 0,282 0,36
4 0.0002117 0,0002117 0,0000529 12,59 0,002 2,95
4 0,0000797 0,0000797 0,0000199 0,04 0,0000199 4,730 0,0000336 0,0000336 0,0000042 0,47

Всего 26 0.0071643 100

= 0,00205029, -Sq = 99,53%, -Sq (прил.) = 98,47%.
3.5. Модели множественной регрессии

Взаимосвязь между контрольными факторами (скорость скольжения (), нормальная нагрузка () и содержание наполнителя ()) и выходными характеристиками (удельная скорость износа и коэффициент трения) получают с помощью множественного регрессионного анализа.В конечном итоге, следующие регрессионные модели соответствуют скорости износа и коэффициенту трения.

Коэффициент детерминации () для удельной скорости износа составляет 95,5%, а для COF — 89%. Это ожидаемый результат, поскольку композит эпоксид / стекло / PTW имеет многофазную структуру и трение, а данные об износе обычно разрознены. Из индивидуальных уравнений регрессии следует, что скорость износа гибридных композитов может быть описана более точно, чем COF. Низкое значение (89%) для COF связано с изменяющимися условиями контакта во время скольжения, главным образом из-за присутствия двух неорганических наполнителей (битое стекловолокно и керамические усы).Значение константы в предыдущих уравнениях является пересечением плоскости и является средним значением отклика для всех проведенных экспериментов [22]. Значение этой постоянной зависит не только от основных параметров, и, которые рассматриваются в данном исследовании, но и от экспериментальных отклонений, таких как вибрации станка, условия окружающей среды и качество поверхности как штифта, так и диска [23]. . Коэффициент контрольных переменных и его взаимодействия дает меру влияния соответствующих факторов на результаты теста.Из (4) видно, что скорость скольжения () имеет наибольшее влияние, за ней следует содержание наполнителя (), затем эффект взаимодействия между и (). Нормальная нагрузка () и другие взаимодействия оказывают менее значительное влияние на скорость износа. Уравнение (5) снова указывает на то, что скорость скольжения (), за которой следует содержание наполнителя (), оказывает значительное влияние на коэффициент трения композитов. Однако влияние других переменных на COF очень невелико. Положительные значения коэффициентов предполагают, что скорость износа композитов увеличивается с увеличением связанных переменных, тогда как отрицательные значения коэффициентов указывают на противоположный эффект.Таким образом, согласно (4), скорость износа композитов увеличивается с увеличением скорости скольжения и уменьшается с увеличением нормальной нагрузки и содержания наполнителя. Эти наблюдения хорошо согласуются с изменениями, представленными на графике основных эффектов для конкретной скорости износа (рис. 5 (а)). Аналогичным образом, (5) показывает, что коэффициент трения композитов уменьшается с увеличением скорости скольжения и нормальной нагрузки, но увеличивается с увеличением содержания наполнителя. Они также почти согласуются с наблюдениями, сделанными на графике основных эффектов для COF (рис. 6 (а)). Максимальное отклонение, наблюдаемое между экспериментальными значениями и рассчитанными по предыдущим уравнениям регрессии, составляет 12.46% для удельной скорости износа и 2,28% для коэффициента трения. Таким образом, полученные ранее уравнения множественной регрессии коррелируют оценку скорости износа и коэффициента трения с разумной степенью приближения.

3.6. Морфология изношенной поверхности

Морфология изношенных поверхностей композитов с помощью сканирующего электронного микроскопа представлена ​​на рисунке 7. Эти изношенные поверхности соответствуют образцам композитов C1, C2 и C3 при самых высоких условиях скольжения (90 Н, 7,5 м / с и 4,2 км). Эти SEM-изображения ясно показывают влияние содержания PTW на износ композитов.Изношенная поверхность образца C1 (рис. 7 (а)) показывает различные морфологические структуры, такие как разрыв волокна (обозначенный буквой «А»), пластическая деформация матрицы и обнажение длинных волокон, а также некоторые частицы износа, прикрепленные к поверхность образца (обозначена буквой «C»). Сильный разрыв волокна указывает на плохую износостойкость композитов С1. СЭМ-изображение для образца C2 на рисунке 7 (b) показывает разрыв только нескольких волокон (помеченных как «A»). Отпечатки (обозначенные буквой «B»), оставшиеся после удаления волокна из-за жестких условий скольжения, также можно увидеть на Рисунке 7 (b).Меньшее количество случаев обрыва волокна и удержания длинных волокон в образцах C2 указывает на положительный эффект от загрузки наполнителей PTW. Изношенная деталь образца C3 (рис. 7 (c)) показывает сравнительно гладкую изношенную поверхность, на которой отсутствуют случаи серьезного повреждения / удаления волокна. Обращаясь к Фигуре 7 (c), можно утверждать, что увеличение COF в основном происходит из-за трения волокон (обозначенных как «D») с поверхностью диска. Изношенная поверхность образца C3 показала меньше видимых волокон по сравнению с образцами C2 и C1.Это указывает на то, что в образцах C3 наполнители PTW смогли принять на себя часть приложенной нормальной нагрузки. Более того, армирующий эффект наполнителей PTW может уменьшить разрушение волокна за счет снижения концентрации напряжения на волокнах [8]. Микрофотографии изношенной поверхности показали, что основным механизмом износа в образцах C1 может быть усталостное истирание, которое в образцах C3 сменилось адгезионным истиранием. Механизмы износа, интерпретированные из представленных здесь изображений SEM, соизмеримы с механизмами, предложенными Kishore et al.[24] в связи с исследованиями композитов стекло / эпоксидная смола с различными керамическими наполнителями. Удельная скорость износа при максимальных условиях скольжения, наблюдаемых в исследовании, составляет 1,41032 × 10 −5 мм 3 / Нм для композитов C1 и 0,99336 × 10 −5 мм 3 / Нм для композитов C3. Это означает, что скорость износа снизилась почти на 30% за счет увеличения содержания наполнителя с 2,5 до 7,5 мас.% В композитах стекло / эпоксидная смола. Однако наблюдаемые значения COF лежат между 0,39 и 0.45, что является предпочтительным диапазоном для фрикционных материалов [8].

Всегда интересно отметить взаимосвязь трибологических и механических свойств полимерных композитов. В настоящем исследовании улучшение коэффициента трения и износостойкости гибридных композитов можно отнести к улучшению свойств твердости композитов с содержанием PTW (таблица 4), тем самым подтверждая уравнение Арчарда, связывающее скорость износа и твердость материалов [25].

4. Выводы

Систематически исследовано влияние содержания PTW на скорость изнашивания и коэффициент трения гибридных композитов. Из наблюдений, сделанных в ходе исследования, можно сделать следующие выводы. (1) Добавление повышенного содержания вискеров увеличило плотность, твердость, коэффициент трения и износостойкость композитов эпоксид / стекло / PTW. (2) Результаты дисперсионного анализа показали, что наиболее значимыми переменными, влияющими на скорость износа при скольжении, являются: скорость скольжения (44.19%), нормальная нагрузка (23,22%), содержание наполнителя (22,91%), эффект взаимодействия скорости скольжения с нормальной нагрузкой (6,62%) и нормальная нагрузка с содержанием наполнителя (2,20%) в выбранном диапазоне параметров. ANOVA также показал, что наиболее значимыми факторами, влияющими на характеристики трения, являются содержание наполнителя (61,40%), нормальная нагрузка (21,64%), скорость скольжения (12,07%) и влияние взаимодействия скорости скольжения с содержанием наполнителя (2,95%) в выбранных пределах. диапазон параметров. (3) Результаты полиномиальных моделей, разработанных с помощью регрессионного анализа, хорошо согласуются с экспериментальными значениями.Сравнение экспериментальных значений и результатов регрессионной модели показало максимальную ошибку 12,46% для удельной скорости износа и 2,28% для коэффициента трения. (4) СЭМ-изображения отобранных образцов показали изменение механизма износа от усталостного истирания к адгезионному. истирание с загрузкой наполнителей PTW и хорошо согласуются с экспериментальными данными. Исследование показало, что использование PTW в качестве гибридного армирования в системах эпоксидная смола / стекло может эффективно улучшить характеристики износостойкости при сухом скольжении.Этот материал может быть использован в будущем для разработки компонентов, предназначенных для работы с низким износом и умеренным трением.

Благодарности

Авторы благодарят директора, директора и проректора инженерного колледжа Св. Джозефа, Мангалор, за их поддержку в проведении этой исследовательской работы. Также выражаем благодарность и признательность руководству, директору и начальнику отдела машиностроения SDMIT, Уджире, Карнатака, Индия, за предоставление высокоскоростной, высоконагруженной установки «штифт на диск».

Что такое коэффициент износа — определение

В общем, износ — это механически вызванное повреждение поверхности, которое приводит к постепенному удалению материала из-за относительного движения между этой поверхностью и контактирующим веществом или веществами. Контактное вещество может состоять из другой поверхности, жидкости или твердых абразивных частиц, содержащихся в некоторой форме жидкости или суспензии, такой как, например, смазка. Как и в случае с трением, наличие износа может быть хорошим или плохим.Продуктивный контролируемый износ можно найти в таких процессах, как механическая обработка, резка, шлифовка и полировка. Однако в большинстве технологических применений возникновение износа крайне нежелательно и представляет собой чрезвычайно дорогостоящую проблему, поскольку приводит к износу или даже выходу из строя компонентов. С точки зрения безопасности это часто не так серьезно (или внезапно), как перелом. Это потому, что обычно ожидается износ.

Определенные характеристики материала, такие как твердость , , тип карбида и объемный процент, могут иметь решающее влияние на износостойкость материала в данной области применения. Износ , как и коррозия, имеет несколько типов и подтипов, в некоторой степени предсказуем, и его довольно сложно надежно протестировать и оценить в лаборатории или в процессе эксплуатации.

Коэффициент износа

Износ можно количественно оценить (соотнести) с помощью коэффициента износа , определяемого как масса или объем материала, удаляемого на единицу расстояния скольжения. Обычно он выражается через безразмерный коэффициент износа (K) или как удельную скорость износа (объем износа на единицу приложенной нормальной нагрузки на единицу расстояния скольжения) в (мм 3 * Нм -1 ).

Наиболее часто используемым уравнением износа для условий сухой прокатки и скольжения является уравнение износа Арчардса. Объем износа (V) для единичного расстояния скольжения (S) равен безразмерному коэффициенту износа (K), умноженному на приложенную нагрузку (Fn), деленному на твердость изношенного материала.

Поведение композитов с интерметаллической матрицей WC / FeAl-B при скольжении при высоких температурах

Характеристика композитов

Рентгенограммы композитов WC-40 об.% (FeAl-B) показаны на рис.1. На этом рисунке показаны основные фазы WC, Fe0.6Al0.4, FeAl3 и Fe2Al5. Из-за низкой растворимости вольфрама и углерода в FeAl без бора [24] растворенные W или C не были обнаружены с помощью дифракции рентгеновских лучей. Видно, что увеличение количества бора до 1000 ppm привело к уширению пиков FeAl, что могло быть связано с измельчением алюминидных зерен [25]. Также наблюдается небольшой сдвиг параметра решетки алюминида железа.

Фиг.2 представлены изображения керметов WC – 40 об.% (FeAl-B) в отраженных электронах, полученные с помощью СЭМ. Яркие области относятся к порошкам WC, а черные — к связующему FeAl-B. На этих изображениях видно, что частицы WC имеют относительно равномерное распределение в матрице. Кажется, что частицы карбида вольфрама смачиваются должным образом и что интерметаллические связующие составляют непрерывную межгранулярную фазу. С термодинамической точки зрения WC соответствует Fe – 40 ат.% Al на протяжении всего жидкофазного спекания [26].Можно видеть, что при добавлении некоторого количества бора к связующему FeAl частицы карбида вольфрама в WC-FeAl-B стали более плоскими по сравнению со связкой без бора. Это улучшение было объяснено повышенной растворимостью WC в матрице FeAl в присутствии бора [25]. Кроме того, известно, что бор выделяется на границах зерен FeAl. Это может повлиять на рост частиц WC и предотвратить межгранулярное разрушение интерметаллида [27].

На рис. 3 показаны изменения твердости и вязкости разрушения керметов WC / (FeAl-B) при изменении содержания бора.(Столбики ошибок отображены для диаграммы со стандартным отклонением). Очевидно, что твердость композитов несколько снижалась с увеличением количества бора в интерметаллической связке. Это можно объяснить снижением твердости алюминида железа с увеличением содержания бора [28].

Вязкость разрушения значительно увеличилась при добавлении бора до 500 ppm. Однако добавление большего количества бора до 1000 ppm не оказало большого влияния на вязкость разрушения.

Было показано, что ударную вязкость цементированного карбида WC – FeAl можно повысить путем реформинга границы раздела FeAl / WC в присутствии Cr, Zr и B [1].Повышенная вязкость разрушения цементированного карбида WC-FeAl в присутствии бора может быть связана с влиянием таких факторов, как повышенная пластичность, ударная вязкость и прочность алюминида железа, или, возможно, из-за повышенной растворимости карбида вольфрама в матрице алюминида железа. уменьшение прилегания WC и размера зерна алюминида, что приводит к увеличению прочности связи на границе раздела WC / FeAl [25]. Эта цепочка причин приводит к увеличению сопротивления росту трещин, что, следовательно, улучшает вязкость разрушения карбида [27].

Износостойкость композитов

На рис. 4 показаны изменения удельной скорости износа композитов WC / (FeAl-B), содержащих бор и обработанных при различных температурах. (Планки погрешностей отображены для серии диаграмм со стандартным отклонением). Во-первых, очевидно, что износостойкость WC / (FeAl-B) улучшается с увеличением содержания бора при всех указанных температурах. Это, конечно, верно для содержания бора ниже 500 ч. / Млн, превышение которого, по-видимому, не оказывает значительного положительного влияния на износостойкость этих композитов.Небольшое увеличение содержания бора в FeAl оказывает большое влияние на пластичность алюминида железа при низких температурах, по-видимому, из-за упрочняющего влияния бора на границе зерен [29,30]. Было доказано, что бор сегрегирует на границах зерен в алюминиде железа, что усиливает граничную когезию частиц и ускоряет скользящий переход через границы зерен [31]. Исследование также показало, что присутствие даже следовых количеств бора увеличивает ударную вязкость композита WC – FeAl, тем самым увеличивая прочность на границе раздела и износостойкость керметов WC / алюминид [25].

Во-вторых, удельная скорость износа при высоких температурах, которая приближается к значению, полученному при температуре окружающей среды, когда содержание бора увеличивается до 500 ppm. Это свидетельствует о правильном поведении этого композита при высоких температурах. Третий момент, который необходимо учитывать, — это увеличение удельной скорости износа за счет увеличения количества бора с 500 до 1000 частей на миллион. При увеличении B до 500 ppm вязкость разрушения значительно улучшается, но после 500 ppm она остается примерно стабильной, в то время как твердость снижается.Следовательно, ожидается, что с увеличением B до 1000 частей на миллион износостойкость незначительно снизится. Микроструктура, размер карбидных частиц и объемное соотношение матрицы в цементированных карбидах имеют важное влияние на износостойкость керметов [32].

Удельная скорость износа керметов WC / (FeAl-B) как единица температуры представлена ​​на рис. 5. (полосы погрешностей показаны для серии диаграмм со стандартным отклонением). Самые низкие и самые высокие значения износостойкости при всех температурах были зарегистрированы для образцов, содержащих ноль и 500 ppm бора соответственно.Удельная скорость изнашивания увеличивалась с повышением температуры до 300 ° С из-за термического обрушения поверхности у всех образцов. Однако при 400 ° C удельная скорость износа снизилась, вероятно, из-за явления адгезии (рис. 8 и 12). Фракционное окисление поверхности при 500 ° C приводит к небольшой адгезии (рис. 9 и 12), так что удельная скорость износа увеличивается. Повышение температуры до 600 ° C вызывает формирование оксидного слоя на поверхности образцов, снова снижающего их удельную скорость изнашивания.

Коэффициент трения композитов WC / (FeAl-B) как единица содержания бора и температуры показан на рис. 6 и 7 соответственно. Повышение температуры до 300 ° C привело к увеличению коэффициентов трения металлокерамики из-за большей интенсивности контакта изнашиваемой поверхности. Коэффициент трения снизился из-за снижения удельной скорости износа при 400 ° C (рис. 5). Коэффициент трения демонстрирует тенденцию к увеличению, когда образуются частицы оксида и керметы теряют большую часть своей массы при 500 ° C.При 600 ° C на поверхности металлокерамики образуется оксидный слой, снижающий коэффициент трения.

Износостойкие поверхности

СЭМ-изображения изношенных поверхностей керметов WC / FeAl-B при комнатной температуре показаны на рис. 8. Для образца без бора износ происходил путем образования кратеров на стыковых поверхностях керметов и диска. . Что касается более высокой твердости диска (1700 HV) по сравнению с композитом WC / FeAl (1600 HV), образование кратера, вероятно, вызвано вспашкой. В этом композите также были обнаружены микротрещины на изношенной поверхности.В образце с содержанием бора 500 ppm не было никаких следов кратеров на поверхности износа. Раствор бора в связующем FeAl привел к созданию прочной связи на границе связующего и частиц WC, что снизило вероятность образования хрупких трещин на границе связующего и армирующих частиц [28]. Это изменило механизм износа с кратерного на абразивный. При увеличении содержания бора до 1000 частей на миллион вязкость разрушения при вдавливании оставалась постоянной, но твердость снижалась.Механизм износа в этом образце также был идентифицирован как абразивный, но глубина истирания от износа была больше по сравнению с образцом, содержащим 500 ppm бора. В отсутствие бора преобладающим механизмом было образование кратеров и удаление хрупкого материала. Наконец, композит WC-FeAl показал более высокую удельную скорость износа, что хорошо согласуется с результатами, представленными на рис. 4. Такая же тенденция наблюдалась во всем исследованном диапазоне температур.

СЭМ-изображения изношенных поверхностей керметов WC / FeAl-B, обработанных при 300 ° C, показаны на рис.9. На изношенной поверхности можно увидеть несколько царапин, трещин и частичек (рис. 9а). На поверхности карбидных частиц видны отслоение и отрыв частиц, выдавливание связки и проскальзывание ленты (рис. 9а). Однако на изнашиваемых поверхностях не наблюдается следов интенсивной пластической деформации (рис. 9б и в). Эти два образца имеют схожие характеристики поверхности (след грубого износа). Эти изображения указывают на механизм абразивного износа. Сравнение этих изнашиваемых поверхностей с поверхностями, обработанными при температуре окружающей среды, показывает, что они различаются только повышенной степенью истирания и площадью, на которой образовались потертости.Механизм износа этих композитов при 300 ° C такой же, как и при температуре окружающей среды, за исключением более высокой удельной скорости износа первого. Это подтверждается результатами удельной скорости износа для всех образцов, представленных на рис. 5. Наконец, образец, содержащий 500 частей на миллион бора, демонстрирует наивысшую износостойкость из-за его меньшего износа как по количеству, так и по глубине по сравнению с другими керметами.

СЭМ-изображения изношенных поверхностей керметов WC / FeAl-B при 400 ° C показаны на рис.10. На изображениях, полученных с помощью вторичных электронов, на поверхности износа образцов отмечается неровность, которая является результатом налипания на штифт некоторого количества мусора с диска. При этой температуре происходит термический коллапс как на поверхности диска из оксида алюминия, так и на композитных штифтах. Следовательно, во время скольжения штифта по диску часть мусора отделяется от поверхности диска и прилипает к штифту. Повышение температуры до 400 ° C приведет к более глубоким и большему количеству кратеров на изношенной поверхности образцов.Однако при этой температуре некоторые обломки диска, по-видимому, заполняли некоторые части кратеров, что уменьшало удельную скорость износа по сравнению с условиями, наблюдаемыми при 300 ° C. Кроме того, это хорошо согласуется с результатами удельной скорости износа для всех образцов, представленных на рис. 5. Таким образом, кажется, что доминирующим механизмом при этой температуре является адгезия.

СЭМ-изображения изношенных поверхностей керметов WC / FeAl-B при 600 ° C показаны на рис. 11. Повышение температуры привело к совершенно различным поверхностям износа.При этой температуре морфология изношенных поверхностей отличается от таковой при более низких температурах. Здесь изношенные поверхности относительно гладкие, на следе износа не наблюдается кратеров. Кроме того, на этих изображениях наблюдаются новые оксидные вещества. Повышение температуры до 600 ° C приводит к образованию окислительного слоя на поверхности композитов, который естественным образом уменьшает площадь контакта между штифтом и диском на протяжении всего процесса скольжения. Поэтому удельная скорость износа стала меньше, чем у композита, обработанного при 500 ° C.Это подтверждается результатами удельной скорости износа для всех образцов, представленных на рис. 5. Холмистые особенности, наблюдаемые на этих изображениях, указывают на механизм окисления.

Элементный анализ поверхностей образцов, обработанных при различных температурах, дает информацию о том, произошла ли физическая или химическая реакция. С этой целью была использована энергодисперсионная спектрометрия (EDS) для анализа элементов приклеенных и неприлипающих участков поверхностей композита WC / (FeAl-B), обработанных при 400 ° C.Результаты показаны на рис. 12 и 13 для образцов с содержанием бора 500 и 1000 ppm соответственно. Процент Al выше в застрявших областях, чем в незакрепленных, что свидетельствует о передаче Al2O3 от диска к штифту. Обе морфологии показаны на рис. 10, и результаты EDS подтверждают, что адгезивный механизм работает при 400 ° C. Чтобы исследовать образование оксида при 600 ° C, изношенные поверхности образцов при комнатной температуре и 600 ° C были проанализированы с использованием анализа EDS [33].Результаты этого анализа для образца с 500 ppm бора после обработки при температуре окружающей среды показали канавки износа, аналогичные тем, что на рис. 8b. Низкое и постоянное процентное содержание кислорода наблюдалось во всех областях образца, что указывает на образование незначительных оксидных фаз при температуре окружающей среды. Истирание можно наблюдать на рис. 8, и аналитические результаты указывают на абразивный механизм для композитов WC / FeAl-B при температуре окружающей среды [33].

Результаты EDS для образца без бора после обработки при 600 ° C представлены на рис.14. Процентное содержание кислорода в оксидной (более темной) области больше, чем в неоксидных областях, что свидетельствует о наличии оксидных веществ в более темной области. Процентное содержание кислорода при температуре окружающей среды ниже, чем процентное содержание кислорода в оксидной области в образце, обработанном при 600 ° C. Эти наблюдения указывают на возможность образования оксидной фазы при высоких температурах. Другой анализ показывает, что изнашиваемые поверхности включают WO3 после обработки при 600 ° C [18]. WO3 считается недавно образованной фазой из-за реакции WC с O2.Уравнение реакции выражается следующим образом [34]:

Присутствие оксидов означает реакцию окисления, происходящую на изнашиваемых поверхностях при высоких температурах после обработки при 600 ° C. Морфология, показанная на рис. 11, и результаты EDS также указывают на механизм окисления при 600 ° C [33]. Разнообразие характеристик изношенных поверхностей композита WC-FeAl-B при термообработке при различных температурах связано с окислением связующего в ходе экспериментов на износ [18].

По-видимому, различные механизмы задействованы в удалении мусора с поверхности керметов WC / FeAl-B во время испытаний на износ при температуре окружающей среды [12,20].В этом исследовании было отмечено, что механизмы износа, включая истирание, выброс частиц, удаление матрицы, адгезию и окисление, участвуют в удалении мусора из композитов WC / FeAl-B, обработанных при различных температурах. Среди них удаление матрицы и вырывание частиц (для образца WC-FeAl) и истирание (для образца WC / FeAl-B) считались основными при низких температурах (до 300 ° C), в то время как клей был основным механизмом износа при промежуточных температурах (400 ° C).Наконец, механизм окислительного износа был идентифицирован для образцов, обработанных при 600 ° C. Вообще говоря, некоторые механизмы износа работают одновременно и, следовательно, оказывают синергетическое воздействие друг на друга.

Значительная износостойкость этих твердых металлов при высоких температурах требуется во многих промышленных приложениях, таких как режущие инструменты, металлические ролики, компоненты двигателя и горнодобывающий инструмент.

% PDF-1.4 % 1 0 объект > поток 2019-10-11T19: 50: 51 + 05: 002021-10-30T18: 30: 43-07: 002021-10-30T18: 30: 43-07: 00iТекст 4.2.0 от 1T3XTuuid: 9eaa14fd-562b-470a-9af9-1e482a8de8b3xmp.did: 1970533D3300EA119CDCAE0BD19BAE80xmp.did: 1970533D3300EA119CDCAE0BD19BAE80

  • savedxmp.iid: 1970533D3300EA119CDCAE0BD19BAE802019-11-06T06: 47: 46 + 05: 30Adobe Мост CS6 (Windows) / метаданных
  • application / pdf
  • Калентьев Е.А.
  • В.В. Тарасов
  • С.Ю. Лоханина
  • конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток xXˮ6WH @ `E + zwAV-z7 (n7) Ӷf4iZ} 8G_v2 {CT v? WGl}, h ^ t ^ ـڒ G3; $ b) kc3tx {seJs ~ [8% r2 LO / 1g

    ‘cd? BkSnj {

    ӏKPJC yl0 & 0WX | si # h2 | CsEB | ^ 9gt3k ~ RH) 5v5c b] ‘k \ 8A] M / 4є> / S> D +> # Sfg jFi {D ‘! 7 * ~ JӚHϐh a + NNOZk? Ew2 څ u) [.

    Опубликовано в категории: Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2019 © Все права защищены.