6. METODYKA BADAŃ ZUŻYCIA EROZYJNEGO
6.2. Model systemu badawczego
W opracowanej metodyce badań zużycia erozyjnego materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych wyszczególniono cztery główne etapy: sformułowanie celów i zakresu badań, przygotowanie badań, realizacja badań oraz analiza wyników (rys. 43).
Pierwszym etapem jest zdefiniowanie celów, przyjęcie założeń i wyznaczenie zakresu badań zużycia erozyjnego, sprecyzowanie wymagań odnośnie do testowanych materiałów, zaproponowanie typu badań, tzn. procedur normatywnych lub badań niestandardowych oraz opracowanie specyfikacji warunków oddziaływania erozji w docelowej aplikacji.
Istotnym elementem drugiego etapu metodyki jest wybór materiału do zastosowań praktycznych oraz ustalenie zakresu i parametrów badań zużycia erozyjnego.
Wybór materiału wspomagany jest systemem ekspertowym. W bazach danych oraz bazach wiedzy zgromadzone są informacje na temat odporności erozyjnej materiałów dotychczas przebadanych, ich właściwości mechanicznych, wartości parametrów zrealizowanych testów erozyjnych oraz wiedza na temat, do jakich aplikacji można zastosować dany materiał.
W bazach zawarte są również informacje o wpływie parametrów procesu erozji, m.in. kąta natarcia i prędkości strugi erozyjnej, temperatury oraz rodzaju ścierniwa na intensywność zużywania materiałów. Wiedza w bazach jest uzupełniana po zrealizowaniu badań właściwości mechanicznych oraz testów erozyjnych. Dodatkowo bazy mogą gromadzić informacje uzyskane podczas eksploatacji materiału w docelowej aplikacji.
Trzecim etapem są badania właściwości mechanicznych oraz testy zużycia erozyjnego wytypowanych materiałów konstrukcyjnych lub funkcjonalnych. Wiedza pozyskana na temat właściwości mechanicznych erodowanych materiałów umożliwia precyzyjną interpretację uzyskanych wyników badań erozyjnych. Następnie realizowane są testy erozyjne wg planu badań opracowanego podczas definiowania celów i założeń oraz przygotowywania badań.
Czwartym etapem metodyki jest analiza wyników badań. Analiza wyników może zostać przeprowadzana po zakończeniu procesu erodowania lub w przypadku funkcjonalnych powłok „online”. W zależności od rodzaju materiału oceniany może być inny skutek oddziaływania strugi erozyjnej, m.in.: intensywność zużywania, ubytek objętościowy lub masowy próbki, czas uszkodzenia poszczególnych warstw materiałów funkcjonalnych itd.
Celem analizy jest wyznaczenie odporności erozyjnej materiałów oraz stwierdzenie, czy uzyskane rezultaty testów erozyjnych spełniają zakładane cele i przyjęte założenia.
Struktura opracowanego algorytmu jest otwarta, dlatego możliwa jest jego rozbudowa o dodatkowe elementy, które umożliwią realizację testów w szerszym zakresie dostosowanym do indywidualnych potrzeb.
128
Rys. 43. Schemat metodyki badań zużycia erozyjnego materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych Źródło: opracowanie własne.
Definiowanie celów i przyjęcie założeń badań materiałów konstrukcyjnych oraz funkcjonalnych narażonych na oddziaływanie erozji
Uzupełnienie
Definiowanie wymagań w odniesieniu do zakresu badań
Uzupełnienie
129 Etap I. Sformułowanie celów i zakresu badań.
Realizacja badań wg autorskiej metodyki rozpoczyna się od definiowania głównych celów, przyjęcia założeń oraz wyznaczenia zakresu badań (rys. 44). Należy sprecyzować oczekiwania oraz rezultaty, jakie powinny być osiągnięte na podstawie zrealizowanych badań oraz zdefiniować wymagania odnośnie do materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych, m.in. dotyczące odporności erozyjnej, dostępności materiału oraz kosztów. Charakter testów zużycia erozyjnego uzależniony jest od celu badań, do których zalicza się m.in.:
– wyznaczenie odporności erozyjnej materiałów potwierdzonej badaniami normatywnymi,
– realizacja badań niestandardowych symulujących różne warunki eksploatacyjne, np. aplikacji przemysłowych, w których erodentem może być mieszanina sproszkowanego węgla i powietrza lub popiół po procesie spalania, a dodatkowym czynnikiem oddziaływanie wysokiej temperatury,
– charakterystyka odporności erozyjnej nowo opracowanych materiałów funkcjonalnych lub konstrukcyjnych w pełnym zakresie parametrów procesu erozji,
– wyznaczenie odporności erozyjnej materiału, który będzie narażony na oddziaływanie erozji uderzeniowej o ściśle zdefiniowanych wartościach parametrów występujących podczas zużywania, np. prędkość strugi erozyjnej, kąt natarcia oraz rodzaj ścierniwa, – sprecyzowanie wpływu pojedynczego parametru na intensywność zużywania
erozyjnego materiału narażonego np. na oddziaływanie erozji przy stałym kącie natarcia oraz stałej prędkości mieszaniny erozyjnej, natomiast zmiennej temperaturze, dlatego należy wyznaczyć, jaki wpływ na intensywność zużywania badanego materiału będzie miała zmiana temperatury,
– wyznaczenie odporności erozyjnej na podstawie parametrów granicznych, tzn. przy założonych minimalnych oraz maksymalnych wartościach parametrów zużycia erozyjnego, zakładając, że głównym kryterium wyboru materiału do danej aplikacji jest jego koszt, badania umożliwią wytypowanie materiału adekwatnego kosztowo, który zapewni wymaganą odporność erozyjną w zdefiniowanym zakresie parametrów,
– realizacja badań statystycznych niezbędnych do wyznaczenia współczynników empirycznych występujących w modelach analitycznych.
Po sformułowaniu głównych celów badań definiowany jest rodzaj materiału oraz parametry badań. Wybór materiału uzależniony jest m.in. od zdefiniowanych celów, zakładanej odporności erozyjnej oraz docelowej aplikacji.
130
Rys. 44. Schemat blokowy celów oraz założeń badań zużycia erozyjnego Źródło: opracowanie własne.
W metodyce wyodrębniono cztery grupy materiałów, które zostaną poddane testom zużycia w celu wyznaczenia odporności erozyjnej w różnych zakresach parametrów badań.
Pierwszą grupę materiałów tworzą nowo opracowane materiały konstrukcyjne, funkcjonalne lub hybrydowe, stanowiące istotny wkład w poprawę odporności erozyjnej części maszyn i urządzeń poddawanych oddziaływaniu erozji. Wyniki badań dostarczą istotnych informacji technologom projektującym materiały o zwiększonej odporności erozyjnej m.in. czy zastosowanie większej liczby warstw powłoki oraz zmiana grubości lub kolejności nakładania poszczególnych warstw materiałów wpływa na poprawę odporności erozyjnej opracowywanych materiałów. Badania umożliwią również weryfikację skuteczności zastosowania obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej lub mechanicznej na wzrost odporności erozyjnej nowo opracowanych materiałów hybrydowych.
Do drugiej grupy należą standardowe materiały konstrukcyjne oraz funkcjonalne, powszechnie dostępne, których odporność erozyjna nie została dotychczas wyznaczona.
Materiał
Definiowanie wymagań w odniesieniu do zakresu badań
– rodzaj ścierniwa
(popiół, mieszanina węgla i powietrza), – prędkość mieszaniny erozyjnej, – odporność erozyjna materiałów w odniesieniu
do warunków występujących w docelowych aplikacjach, – identyfikacja mechanizmów zużywania erozyjnego,
Definiowanie celów i przyjęcie założeń badań materiałów konstrukcyjnych oraz funkcjonalnych
131
Badania przeprowadzane są po to, aby wyznaczyć intensywność zużywania ogólnodostępnych materiałów. Materiały standardowe mogą zostać wykorzystane w aplikacjach, w których parametry procesu erozji nie są krytyczne. Wówczas stosowanie funkcjonalnych powłok wielowarstwowych o wysokiej odporności erozyjnej nie jest zasadne.
Zastosowanie standardowych materiałów konstrukcyjnych w aplikacjach przemysłowych może okazać się wystarczające dla zapewnienia wymaganej odporności erozyjnej.
Trzecią grupę stanowią materiały z bazy danych, które zostały przebadane, w ograniczonym zakresie parametrów. Wytypowany materiał z bazy w docelowej aplikacji poddawany jest oddziaływaniu erozji w szerszym zakresie parametrów w porównaniu z obszarem badań dotychczas zrealizowanych. Informacje zgromadzone w bazie danych są niewystarczające do precyzyjnego wyznaczenia odporności erozyjnej. Wówczas realizowane są badania erozyjne w pełnym zakresie parametrów symulujących warunki występujące w docelowym środowisku eksploatacyjnym materiału.
Czwarta grupa dotyczy materiałów oraz parametrów badań zgromadzonych w bazach danych. Analizując informacje zgromadzone w bazach, wybierany jest materiał, który został wcześniej przebadany i wyznaczono jego odporność erozyjną. Jeżeli zakres parametrów zrealizowanych testów odpowiada wymaganym wartościom parametrów procesu erozji, w jakich będzie eksploatowany wytypowany materiał, wówczas realizacja badań może przebiegać w dwóch wariantach.
W pierwszym wariancie istotne jest szybkie uzyskanie informacji na temat odporności erozyjnej materiału, ograniczenie kosztów związanych z realizacją badań oraz wybór materiału do docelowej aplikacji. Jeżeli informacje z bazy danych dotyczące wyników badań erozyjnych oraz zakresu parametrów zrealizowanych testów są wystarczające do oceny odporności erozyjnej materiału w konkretnych warunkach eksploatacji, wówczas realizowany jest tylko wybór materiału z bazy danych, natomiast ponowne badania zużycia erozyjnego wybranego materiału nie są realizowane.
W drugim wariancie pomimo uzyskania informacji z baz danych na temat odporności erozyjnej wytypowanego materiału, testy erozyjne są przeprowadzane ponownie dla weryfikacji wyników z baz danych oraz potwierdzenia odporności erozyjnej materiału.
Badaniom podlega szczególnie grupa materiałów stosowanych na części maszyn i urządzeń produkowanych na skalę masową lub wykorzystywanych na odpowiedzialne elementy instalacji oraz części maszyn i urządzeń w przemyśle lotniczym, energetycznym lub petrochemicznym.
132
Osiągnięcie zdefiniowanych celów i wymagań w odniesieniu do odporności erozyjnej materiałów konstrukcyjnych oraz funkcjonalnych wymaga realizacji badań zużycia erozyjnego w dwóch głównych grupach: badań normatywnych oraz niestandardowych badań eksploatacyjnych. Zarówno grupa materiałów funkcjonalnych, jak i konstrukcyjnych może zostać poddana badaniom standardowym oraz niestandardowym. Zasadnicze różnice pomiędzy rodzajami badań wynikają z zakładanych celów, zakresu badań oraz wartości parametrów symulowanego procesu erozji.
Głównym celem badań normatywnych jest wyznaczenie odporności erozyjnej materiałów potwierdzonej badaniami standardowymi. Badania normatywne realizowane są wg warunków oddziaływania erozji oraz parametrów zdefiniowanych w normach.
Uzyskane wyniki można zweryfikować w innych laboratoriach, ponieważ badania przeprowadzane są wg ściśle sprecyzowanych procedur i wymagań. W opracowanej metodyce zdefiniowanie wymagań co do zakresu badań normatywnych ogranicza się do wyboru normy: ASTM G 76 lub DIN 50 332. Wyniki przeprowadzonych badań standardowych zasilają bazę danych systemu ekspertowego.
Celem opracowanej metodyki jest również realizacja niestandardowych badań eksploatacyjnych polegających na wyznaczeniu intensywności zużywania erozyjnego materiałów w docelowych aplikacjach np. materiałów stosowanych na rurociągi instalacji transportu pneumatycznego, łopatki silników odrzutowych, wentylatory przemysłowe, poszycie samolotu lub łopaty wirników elektrowni wiatrowych. Zakres oraz wartości parametrów podczas symulowania procesu erozji są uzależnione od warunków zużywania erozyjnego elementów występujących w konkretnych aplikacjach. Wyniki testów erozyjnych umożliwiają dobór materiału na docelowe rozwiązanie techniczne, gwarantujące odporność erozyjną w warunkach występujących w środowisku eksploatacyjnym. Możliwe jest również wyznaczenie parametrów granicznych procesu erozji, po przekroczeniu których wystąpi wzrost intensywności zużywania materiału.
W celu realizacji niestandardowych badań eksploatacyjnych należy scharakteryzować warunki oddziaływania środowiska na materiał narażony na zużywanie erozyjne. Ważne jest opracowanie specyfikacji warunków procesu zużywania erozyjnego występujących podczas eksploatacji docelowego rozwiązania technicznego, m.in.: rodzaju materiału ściernego, kształtu cząstek erodenta, istotne są również prędkość i kąt natarcia mieszaniny erozyjnej oraz wpływu temperatury. W zależności od aplikacji występują inne warunki oddziaływania erozyjnego oraz istotne są różne parametry procesu erozji. Na przykład w transporcie pneumatycznym ważna jest prędkość oraz rodzaj i twardość przesyłanego materiału, który
133
pełni rolę erodenta, natomiast w silnikach odrzutowych kluczowa jest temperatura strugi erozyjnej. Zdefiniowanie wszystkich czynników oddziaływania erozji umożliwia precyzyjną symulację procesu zużywania w trakcie badań erozyjnych, odpowiadającą warunkom występującym podczas eksploatacji materiału w docelowym rozwiązaniu.
Etap II. Przygotowanie badań.
Na podstawie sprecyzowanych celów oraz przyjętych założeń następuje przygotowanie badań zużycia erozyjnego materiałów konstrukcyjnych lub funkcjonalnych (rys. 45).
W przypadku testów standardowych przygotowanie badań ogranicza się do ustalenia zakresu oraz wartości parametrów badań zużycia erozyjnego zdefiniowanych w normach.
W niestandardowych badaniach eksploatacyjnych, po sprecyzowaniu warunków oddziaływania erozyjnego w konkretnej aplikacji następuje wybór materiału, który powinien odznaczać się odpornością erozyjną zapewniającą wymagany resurs eksploatacyjny.
Obiektem badań może być również nowo opracowany materiał, którego odporność erozyjna jeszcze nie została przebadana lub wyznaczona tylko w zakresie badań normatywnych, ale dotychczas materiał nie został poddany testom erozyjnym w różnych nietypowych warunkach eksploatacji.
Rys. 45. Schemat blokowy przygotowania badań Źródło: opracowanie własne.
– zakres badań oraz parametry testów erozyjnych, – wyniki badań właściwości mechanicznych, rodzaj ścierniwa, wydatek, kąt, czas, temperatura próbki
134
Na podstawie charakterystyki warunków eksploatacyjnych badaniom może zostać poddany materiał wytypowany z grupy materiałów z bazy danych, w której zgromadzone są informacje na temat odporności erozyjnej materiałów już przebadanych. Baza danych jest systematycznie uzupełniana wynikami badań właściwości mechanicznych, normatywnych testów erozyjnych oraz niestandardowych badań eksploatacyjnych. W bazie zawarte są parametry i zakresy badań zastosowane podczas testów erozyjnych zrealizowanych dotychczas. Zgromadzone są również informacje na temat zastosowania materiałów w konkretnych aplikacjach w środowisku oddziaływania erozyjnego, dane o warunkach ekonomicznych oraz dostępności materiału. System ekspertowy wykorzystujący bazy danych oraz bazy wiedzy na podstawie zadanych parametrów procesu erozji umożliwia wytypowanie materiału lub grupy materiałów do docelowej aplikacji. Jeżeli wartości parametrów oddziaływania erozji będą zawierały się w zakresach, w których odporność erozyjna materiałów z bazy danych została już wyznaczona, nie jest konieczne ponowne przeprowadzanie badań. Natomiast jeżeli w bazie danych nie zidentyfikowano materiału spełniającego zakładane cele i wymagania, wówczas zostanie zaproponowany materiał, który będzie spełniał największą liczbę kryteriów doboru. Następnie wytypowany materiał jest poddawany testom erozyjnym w wyznaczonym zakresie parametrów. Wraz ze wzrostem liczby zrealizowanych testów oraz zgromadzonych wyników badań zużycia erozyjnego system ekspertowy umożliwi precyzyjny dobór materiału z bazy bez konieczności realizacji badań. Informacje zgromadzone w bazie umożliwią również wyznaczanie współczynników empirycznych stosowanych w modelach analitycznych oraz mogą zostać wykorzystane do weryfikacji dotychczas opracowanych modeli zużywania erozyjnego i poprawy ich dokładności.
Po wytypowaniu materiału do zastosowań praktycznych definiowany jest zakres oraz parametry badań zużycia erozyjnego. Zakres oraz wartości parametrów badań standardowych zdefiniowane są w normach ASTM G76 lub DIN 50 332.
W przypadku testów niestandardowych parametry badań są dobierane wg indywidualnych potrzeb badaczy, np. w celu odwzorowania rzeczywistych warunków eksploatacji badanego materiału lub wyznaczenia wpływu konkretnego parametru badań na intensywność zużywania. Parametry wejściowe testów mogą również zostać zaczerpnięte z bazy danych systemu ekspertowego. Informacje zawarte w bazie dotyczą odporności erozyjnej materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych, w tym zakresu oraz wartości parametrów wpływających na zużywanie erozyjne materiałów.
Wykorzystując informacje dotyczące wartości parametrów zużycia zawarte w bazie, można
135
zasymulować docelowe warunki eksploatacyjne materiałów. W bazie gromadzone są również informacje definiujące zakres i wartości parametrów badań zużycia erozyjnego w zależności od rodzaju przeprowadzanych testów normatywnych oraz niestandardowych.
Bardziej precyzyjny dobór materiałów do zastosowań praktycznych staje się możliwy wraz ze wzrostem liczby przeprowadzanych testów erozyjnych.
Zestawienie parametrów determinujących zużywanie erozyjne zastosowanych w opracowanej metodyce zaprezentowano w tabeli 10. Opracowane typy badań oraz zakres parametrów ustalono na podstawie analizy literaturowej metod badawczych normatywnych, badań niestandardowych, badań modelowych oraz przeglądu aparatury badawczej stosowanej w testach erozyjnych. Autorski algorytm badań zużycia erozyjnego materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych jest modelem otwartym, w przyszłości w badaniach wg opracowanej metodyki mogą być również uwzględniane inne parametry wpływające na intensywność zużywania.
Tabela 10. Zestawienie parametrów badań zużycia erozyjnego w zależności od rodzaju realizowanych testów erozyjnych
Źródło: opracowanie własne.
Badania standardowe realizowane są z zastosowaniem dwóch norm ASTM G76 oraz DIN 50 332. Wszystkie parametry dotyczące testów erozyjnych m.in. prędkość i kąt natarcia strugi erozyjnej, rodzaj erodenta, kształt cząstek ścierniwa, temperatura badań
Normatywne
1 Prędkość strugi erozyjnej X X X X
2 Kąt natarcia strugi erozyjnej X X X X
3 Wydatek materiału ściernego X X X X
4 Całkowita masa ścierniwa użytego w testach X X X X
5 Badania w pokojowej temperaturze X X X X
6 Badania w podwyższonej temperaturze X X
6.1 Temperatura próbki X X X
6.2 Temperatura strugi erozyjnej X X X
7 Gęstość ścierniwa X X X
8 Twardość ścierniwa X X X X
9 Kołowość cząstki ścierniwa X X
10 Średnica cząstki ścierniwa X X X X
11 Cząstki ścierniwa o kształcie sferycznym X X
12 Cząstki ścierniwa o ostrych krawędziach skrawających X X X
13 Rodzaj materiału ściernego X X
14 Głębokość krateru X
15 Współczynnik tarcia X
16 Prędkość cząsteczki po odbiciu od erodowanej powierzchni X
17 Współczynnik zgrubienia wióra X
19 Współczynnik kształtu cząsteczki X
19 Energia jednostkowa zużycia przez wykruszenie X
20 Energia jednostkowa zużycia przez strawanie X
21 Parametr opisujący geometrią miktowióra, stosunek głębokości
kontaktu cząstki ścierniwa l do głębokości wcięcia (Yt) X
Badanie wpływu pojedynczego parametru na intensywność zużywania erozyjnego.
Badania zużycia erozyjnego
136
oraz wymiary próbek zdefiniowane są w normach. W badaniach niestandardowych wyszczególniono cztery typy badań: ograniczony, podstawowy, rozszerzony oraz badania w celu wyznaczania współczynników empirycznych do modeli analitycznych.
Badania w zakresie ograniczonym obejmują realizację testów erozyjnych, w których wyznaczany jest wpływ pojedynczego parametru na intensywność zużywania erozyjnego np. prędkości strugi erozyjnej lub wysokiej temperatury, przy stałych standardowych wartościach pozostałych parametrów. Badania skoncentrowane są na wybranym, głównym czynniku, który odgrywa kluczową rolę w naturalnych warunkach eksploatacji materiału.
W zakresie badań podstawowych uwzględnione są główne czynniki decydujące o szybkości erozji materiałów, m.in. kąt natarcia strugi erozyjnej, prędkość mieszaniny ścierniwa i powietrza, wielkość ziarna erodenta oraz wydatek ścierniwa. Obszar badań podstawowych jest zminimalizowany w celu zredukowania czasu realizacji testów erozyjnych oraz nakładów finansowych. Badania podstawowe wykonywane są w ograniczonym zakresie, w porównaniu z badaniami normatywnymi, dla przeprowadzenia szybkich testów porównawczych materiałów. Testy zużycia erozyjnego w zakresie podstawowym wykonywane są z wykorzystaniem erodenta występującego w docelowych warunkach eksploatacji. W przypadku trudności w precyzyjnym zidentyfikowaniu ścierniwa może być zastosowany inny materiał ścierny o zbliżonych właściwościach i kształcie ziaren.
Z przeprowadzonej analizy metod badawczych wynika, że ścierniwem najczęściej stosowanym podczas testów erozyjnych jest tlenek glinu. Założono, że materiałem ściernym wykorzystywanym podczas testów erozyjnych w zakresie podstawowym będzie Al2O3 o gramaturze 50 µm, co umożliwia zaimplementowanie metodyki przez szeroką grupę badaczy.
Badania zrealizowane w rozszerzonym zakresie obejmują większą grupę czynników wpływających na intensywność zużywania materiałów, w skład której wchodzi zestaw badań podstawowych oraz dodatkowe czynniki, m.in.: temperatura próbki, temperatura strugi erozyjnej oraz badania realizowane z zastosowaniem różnych rodzajów ścierniwa o zróżnicowanym kształcie i gramaturze.
Ostatnia grupa badań zużycia erozyjnego materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych obejmuje testy zrealizowane do wyznaczenia współczynników empirycznych niezbędnych do prognozowania zużywania erozyjnego z zastosowaniem klasycznych modeli analitycznych. Badania przeprowadzane w celu wyznaczania współczynników empirycznych uwzględniają większą liczbę parametrów zużycia erozyjnego, w tym wszystkie parametry z zakresu testów rozszerzonych i wymagają przeprowadzenia
137
większej liczby testów niż w badaniach rozszerzonych. W badaniach zużycia erozyjnego w zakresie rozszerzonym wymagane jest wyznaczenie minimalnej liczby testów erozyjnych niezbędnych do uzyskania wyniku zbliżonego do wartości oczekiwanej. Przy wyznaczeniu minimalnej liczby testów należy uwzględnić maksymalną liczbę próbek, jaką można umieścić w komorze pomiarowej. Wyznaczenie współczynników empirycznych niezbędnych do opracowania modeli zużywania erozyjnego wymaga przeprowadzenia większej liczby testów erozyjnych i bardziej dokładnej analizy statystycznej uzyskanych wyników.
Wymagana liczba testów zużycia erozyjnego dobierana jest indywidualnie przez badaczy w zależności od założonego poziomu istotności statystycznej analizy modelu.
Po wytypowaniu materiału do testów normatywnych lub badań niestandardowych następuje kontrola czynników oddziaływania erozji, aby stwierdzić, czy wszystkie założenia zostały uwzględnione, czy odpowiednio zdefiniowano wymagania materiałowe oraz poprawnie scharakteryzowano warunki oddziaływania erozji. Jeżeli podczas definiowania celów i założeń oraz ustalania zakresu i parametrów badań nie uwzględniono wszystkich wymagań co do zużycia materiałów konstrukcyjnych lub funkcjonalnych proces definiowania celów i założeń przeprowadzany jest ponownie. W przypadku poprawnego zdefiniowania wszystkich istotnych wymagań realizowane są badania właściwości mechanicznych oraz intensywności zużywania erozyjnego wytypowanych materiałów.
Etap III. Realizacja badań.
Badania przeprowadzane są dwuetapowo, w pierwszej kolejności realizowane są badania w celu wyznaczenia właściwości mechanicznych testowanych materiałów, następnie wykonywane są badania zużycia erozyjnego (rys. 46).
Precyzyjne wyznaczenie właściwości mechanicznych badanych materiałów, m.in. twardości, grubości powłoki oraz składu chemicznego powłoki, dostarcza istotnych informacji niezbędnych do interpretacji wyników zużywania erozyjnego i budowy funkcji korelacji pomiędzy właściwościami mechanicznymi materiałów, a ich właściwościami erozyjnymi. W zależności od rodzaju materiału realizowany jest różny zakres badań, inny dla materiałów konstrukcyjnych oraz dla materiałów funkcjonalnych.
Badania materiałów konstrukcyjnych obejmują wyznaczenie twardości, topografii, chropowatości obejmującej m.in. parametry Ra, Rz oraz Rt. W przypadku materiałów funkcjonalnych są to m.in.: wyznaczenie nanotwardości, grubości powłoki, adhezji i analiza składu chemicznego EDS.
138
Rys. 46. Schemat blokowy realizacji badań właściwości mechanicznych oraz badań zużycia erozyjnego wytypowanych materiałów
Źródło: opracowanie własne.
Uzyskane wyniki badań zasilają bazy danych oraz bazę wiedzy, która jest wykorzystywana przez system ekspertowy podczas kolejnych wyborów materiałów do zastosowań praktycznych. Realizowane są również badania właściwości mechanicznych materiału ściernego. Jeżeli badania zużycia są przeprowadzane z zastosowaniem materiału ściernego, który został już przebadany, a informacje na temat właściwości, gramatury, kształtu cząstek zostały zgromadzone w bazie wiedzy, ten etap badań może być pominięty.
Uzyskane wyniki badań zasilają bazy danych oraz bazę wiedzy, która jest wykorzystywana przez system ekspertowy podczas kolejnych wyborów materiałów do zastosowań praktycznych. Realizowane są również badania właściwości mechanicznych materiału ściernego. Jeżeli badania zużycia są przeprowadzane z zastosowaniem materiału ściernego, który został już przebadany, a informacje na temat właściwości, gramatury, kształtu cząstek zostały zgromadzone w bazie wiedzy, ten etap badań może być pominięty.