Det tekniske hjørne – Hvad er slid og hvordan forhindres det?
Artiklen er leveret af Diatom
Tribologi er videnskaben om friktion, slid og smøring af overflader, der bevæger sig i forhold til hinanden. Tribologi er et interdisciplinært forskningsfelt, der berører både kemi, fluidmekanik, materialevidenskab og faststoffysik.
Slid udgør en stor bekymring for industrien, da slid tegner sig for over 50 % af en maskines funktionstab. Ved at styre forholdene der medfører slid, vil man kunne forhindre maskinsvigt og optimere den industrielle proces.
Hvad er slid?
Maskindele og værktøj i glidende eller roterende bevægelse er næsten altid udsat for slid. Slid kan defineres som de skader, som en fast overflade udsættes for pga. glidning, rulning eller stød mod en anden fast overflade. Der vil altid være mindst to kontaktflader involveret, og dette medfører et slid, da der sker en kraftpåvirkning og vekselvirkning mellem de to materialer.
Slid er oftest uønsket, da det kan føre til øget friktion og i sidste ende til materielfejl eller funktionstab.
Slid kan klassificeres efter, hvordan overfladen beskadiges:
- Adhæsivt slid (adhesive wear)
- Abrasivt slid (abrasive wear)
- Udmattelsesslid (surface fatique)
- Friktionsslid (fretting wear)
- Erosivt slid (erosive wear)
- Ætsende og oxidationsslid (corrosive and oxidation wear).
Hver type slid er forårsaget af en eller flere mekanismer. Disse mekanismer kan forekomme isoleret eller i en kompleks interaktion, hvilket fører til en forøget slitage.
Faktorer, der påvirker slid
- Materiale (type, form, overflade)
- Belastningstype (f.eks. stød, statisk, dynamisk)
- Bevægelsestype (f.eks. glidende, rullende)
- Temperatur
- Smøring.
Typer af slid
De mest almindelige typer af slid er adhæsivt og abrativt slid, men udmattelses-, friktions-, erosivt og ætsende slid kan også forekomme i mange industrielle applikationer under specifikke forhold.
- ADHÆSIVT SLIDAdhæsivt slid (adhesive wear) opstår, når materialer/kontaktflader i relativ bevægelse binder sig så stærkt til hinanden, at der opstår sammensvejsning. Adhæsivt slid kan føre til en øget overfladeruhed og danne rivninger på overfladerne. Adhæsivt slid kan ofte forebygges ved valg af en passende materialekombination, smøring, brug af coating eller en lavere belastning.
- ABRASIVT SLIDAbrasivt slid (abrasive wear) er den hyppigste type slid, der findes i industrien. Abrasivt slid opstår, når hårde partikler eller en hård, ru overflade glider hen over en blødere overflade og dermed forårsager materialetab. Den hyppigste årsag til abrasivt slid er udefrakommende hårde partikler i form af f.eks. snavs og støv.
- UDMATTELSESSLIDUdmattelsesslid (surface fatique) opstår, når et materiales overflade svækkes som følge af gentagende vekslende mekaniske spændinger. Det sker, når slidpartikler løsner sig fra overfladen pga. en ophobning af mikroskader i materialet. Udmattelsesslid kan fremme dannelsen af mikrorevner og fordybninger i overfladerne, som kan være fra få µm til flere millimeter.
Dette fænomen kan let identificeres, da overfladen bliver gråplettet. - FRIKTIONSSLIDFriktionsslid (fretting wear) opstår som følge af gentagen cyklisk gnidning, f.eks. mikrovibrationer, mellem overfladerne af to objekter. Friktionsslid medfører en gradvis forringelse af overfladen, hvilket resulterer i tab af kontakttryk og f.eks. revner i aksler og andre stærkt belastede komponenter.
- EROSIVT SLIDErosivt slid (erosive wear) frembringes ved korte glidende bevægelser udført inden for et meget kort tidsinterval. Sliddet opstår, når partikler gradvist fjerner materiale fra overfladen pga. en kontinuerlig påvirkning, deformering og beskadigelse af materialet.
Effekten af erosivt slid afhænger af typen af partikler (størrelse, form og hårdhed) såvel som hastigheden og vinklen, hvormed partiklerne rammer overfladen. - KORROSION OG OXIDATIONSSLIDKorrosion og oxidationsslid (corrosive and oxidation wear) opstår som en kombination af kemiske og mekaniske påvirkninger. Den kemiske påvirkning øger overfladens porøsitet, mens den mekaniske påvirkning fører til slid. Der er en række faktorer, der påvirker sliddet, bl.a. forkert maskinel design eller manglende evne til at fjerne tilstrækkelig varme eller fugt fra kontaktområdet.
Hvordan kan slid forhindres? Find svaret her!
