Самый процесс испытаний для измерения износа в технике достаточно сложен. Ведь на любую деталь любого механизма в ходе его эксплуатации действуют десятки различных факторов. Чтобы правильно определить долговечность этой детали и всего механизма, нужно точно оценить влияние каждого фактора и в отдельности и в их совокупности. К тому же приходится учитывать, что это влияние при одних условиях может быть положительным, при других — отрицательным.
Редко какой шофер-любитель задумывается над тем, как был подобран тип масла для двигателя его нового автомобиля. А на ото наверняка ушли долгие месяцы. Ученые взяли образец такого двигателя, смоделировали условия его работы и эксплуатации и длительное время проводили испытания его износостойкости. По окончании испытаний все узлы и детали двигателя были разобраны, осмотрены, измерены, взвешены. Полученные результаты дали нужную информацию о качестве выбранного масла или материала.
Как только появляются новые образцы машин, новые технологические, конструкторские или эксплуатационные изменения, такие испытания нужно проводить внсвь. Снова все разбирается, анализируется…
И происходит это из-за простого, в сущности, явления: отделяются и уносятся с трущихся поверхностей частицы материала. С подошвы ботинка — частицы кожи, со стенок механизма — металла.
Это простое явление, однако, таит множество неожиданностей.
Скажем, двигатель может изнашиваться; не работая, — в нем происходит так называемый коррозионный износ; если говорить попросту, он ржавеет. И, наоборот, двигатель может работать, а износа при этом до поры не происходит. Такое имеет место в случае, если созданы условия стабилизации износа.
Установлено также, что двигатель от одного пуска изнашивается в такой же степени, как от пяти — восьми часов работы. Вот почему автомобиль, эксплуатируемый на улицах Москвы, изнашивается в 1,2–1,3 раза больше, чем его собрат, используемый только на шоссе.
А «гигиена» работающей машины! Обычное дело — между двумя трущимися деталями попала частица пыли. Ее острые грани, как лемех плуга, вспахивают борозду на поверхности. Частица врезается в металл (это называется «шаржирование»), раскачивается в нем, словно готовый выпасть молочный зуб, выпадает, вспахивая все новые и новые борозды.
А сколько таких твердых частиц поднимается в воздух, шаржируя и человеческие легкие и детали машины, когда грохочет по улице весь в клубах белой пыли самосвал с цементом!
Ученые установили общие закономерности износа двух трущихся поверхностей — мы их называем «парой». Любая вновь собранная пара прирабатывается («притирается» — это выражение распространено не только в технике) с повышенным темпом износа, но затем износ устанавливается на постоянном уровне — стабилизируется. Процесс стабилизации длится значительное время до наступления критического износа.
Я уже упоминал, что на темпы изнашивания по-разному влияют разные факторы. В процессе двигательных испытаний изучаемый фактор может уменьшить свое воздействие, «вылезет» же воздействие другого, не изучаемого в данное время. Это плохо, так как достоверность информации по фактору, из - за которого и затевались испытания, резко уменьшается. Вот почему так важно, чтобы износостойкие испытания были экспрессными. Старые методы этому требованию не отвечали. На смену им неизбежно должны были прийти и пришли новые — с псмощью радиоактивных изотопов и ионизационных излучений.
Примерно так. Трущиеся поверхности активируют — в них вкрапливают радиоактивные изотопы. По мере работы двигателя изотопы отделяются от детали вместе с продуктами износа.
Попадая в масляную систему, изотопы увеличивают её радиоактивность. Теперь достаточно включить радиометрический прибор, определить степень увеличения уровня активности в системе и на основе полученной информации рассчитать скорость износа.
При этом двигатель не нужно ни разбирать, ни даже останавливать! Сразу отпадает такая чрезвычайно дорогостоящая вещь, как излишний простой судна. Продолжительность испытаний сокращается в 10–15 раз, экономический же эффект возрастает в 20–25 раз!
Схема, однако, есть схема. В действительности все, конечно, обстоит сложнее. Если мы хотим судить о темпах износа по увеличению уровня радиоактивности, то обязаны предусмотреть средства защиты персонала от излучения. Следовательно, требуются специально оснащенные лаборатории.