способ определения скорости коррозии углеродистой стали в конструкциях с автобалансировочным устройством

Формула изобретения

Способ определения скорости коррозии углеродистой стали в конструкции бытовой стиральной машины с вертикальной осью вращения и центробежным отжимом, заключающийся в том, что сначала изготавливают два одинаковых по габаритным размерам автобалансировочных устройства с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы-жидкости внутри корпуса-кольца, причем в первое устройство дополнительно устанавливают кольцевой желоб для свободного перемещения испытуемых образцов в виде шариков, изготовленных из стали 10, занимающих 1/6 часть внутренней полости балансировочного кольца, и 5/12 частей полости кольца заполняют испытуемым щелочным раствором, а второе устройство имеет внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости, а испытуемым щелочным раствором заполняют 7/12 частей полости кольца, затем первое автобалансировочное устройство закрепляют в верхней части вращающегося барабана стиральной машины и при включении стиральной машины, в режиме центрифугирования без белья, во время разгона барабана измеряют уровень шума в дБ с использованием микрофона и устройства магнитной записи и регистрации уровня шума, второе автобалансировочное устройство также закрепляют в верхней части вращающегося барабана стиральной машины и при включении стиральной машины, в режиме центрифугирования без белья, во время разгона барабана также измеряют уровень шума в дБ, причем по разнице средних величин для пяти запусков стиральной машины без белья, соответственно, с первым и вторым балансировочными кольцами определяют диапазон изменения уровня шума, создаваемого рабочим телом внутри автобалансировочного устройства, от уровня шума, производимого стиральной машиной в начальной фазе процесса коррозии стали 10, до уровня шума, производимого машиной в конечной фазе процесса коррозии металла, и в любой интересующий наблюдателя момент времени скорость коррозии металлических шариков определяют измерением скорости изменения уровня шума, производимого рабочим телом внутри автобалансировочного устройства, установленного на барабане стиральной машины во время его разгона в режиме центрифугирования, и рассчитывают по формуле

=LP/St [г/(м²·ч)],

где L=(L_i-L_i+1)/(L₁-L₂) - изменение уровня шума в %, измеренного в промежутки времени t_i и t_i+1, измерения проводятся с интервалом не менее одного часа и являются независимыми, т.е. для каждого измерения производят свой запуск стиральной машины без белья;

L_i - уровень шума, измеренный в промежуток времени t_i;

L_i+1 - уровень шума, измеренный в промежуток времени t_i+1;

L₁ - начальный уровень шума - средняя величина измеренных уровней шума для пяти запусков стиральной машины без белья с первым автобалансировочным устройством с металлическими шариками;

L₂ - уровень шума - средняя величина измеренных уровней шума для пяти запусков стиральной машины без белья со вторым автобалансировочным устройством без металлических шариков;

t=t_i-t_i+1 - промежуток времени между измерениями;

Р - общий вес металлических шариков, г;

S - общая площадь поверхности металлических шариков, м².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам измерения скорости коррозии углеродистой стали, а именно к способам измерения скорости коррозии стали 10 с использованием автобалансировочных устройств.

Известен способ определения скорости коррозии углеродистой стали, включающий размещение образца в коррозионной среде, измерение потенциала коррозии, изменение содержания деполяризатора в среде, наложение на образец постоянного потенциала, равного потенциалу коррозии, выдержку образца до установившегося значения тока и определение величины этого тока, по которой судят о величине коррозии (RU 2094773 С1, 27.10.1997).

В уровне техники не обнаружено решений, относящихся к способу определения скорости коррозии углеродистой стали именно в конструкции бытовой стиральной машины с вертикальной осью вращения и центробежным отжимом.

Задачей данного изобретения является разработка указанного способа, сущность которого заключается в том, что изготавливают два одинаковых по габаритным размерам автобалансировочных устройства: первое представляет собой автобалансировочное устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы - жидкости внутри корпуса-кольца, где дополнительно устанавливают кольцевой желоб для свободного перемещения испытуемых образцов в виде шариков, изготовленных из углеродистой стали 10, занимающих 1/6 часть внутренней полости балансировочного кольца, а 5/12 частей полости кольца заполняют испытуемым щелочным раствором; второе представляет собой автобалансировочное устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы-жидкости внутри корпуса-кольца и имеет внутренние радиальные перегородки, не ограничивающие свободное перемещение жидкости, а 7/12 частей полости кольца заполняют испытуемым щелочным раствором.

Первое автобалансировочное устройство закрепляют в верхней части вращающегося барабана бытовой стиральной машины с центробежным отжимом и вертикальной осью вращения и при включении стиральной машины, в режиме центрифугирования без белья, во время разгона барабана измеряют уровень шума в дБ с использованием микрофона и устройства магнитной записи и регистрации уровня шума (магнитофона). Второе автобалансировочное устройство также закрепляют в верхней части вращающегося барабана бытовой стиральной машины и при включении стиральной машины, в режиме центрифугирования без белья, во время разгона барабана также измеряют уровень шума в дБ. По разнице средних величин для пяти запусков стиральной машины без белья, соответственно с первым и вторым балансировочными кольцами определяют диапазон измерения уровня шума, создаваемого рабочим телом внутри автобалансировочного устройства: от уровня шума, производимого стиральной машиной в начальной фазе процесса коррозии стали 10, до уровня шума, производимого машиной в конечной фазе процесса коррозии металла.

В любой интересующий наблюдателя момент времени скорость коррозии металлических шариков определяют измерением скорости изменения уровня шума, производимого рабочим телом внутри автобалансировочного устройства, установленного на барабане стиральной машины во время его разгона в режиме центрифугирования, и рассчитывают по формуле:

= LP/St[г/(м²час)], (1)

где L= (L_i-L_i+1)/(L₁-L₂) - изменение уровня шума в %, измеренного в промежутки времени t_i и t_i+1, измерения проводятся с интервалом не менее одного часа и являются независимыми, т.е. для каждого измерения производят свой запуск стиральной машины без белья; L_i - уровень шума, измеренный в промежуток времени t_i; L_i+1 - уровень шума, измеренный в промежуток времени t_i+1; L₁ - начальный уровень шума - средняя величина измеренных уровней шума для пяти запусков стиральной машины без белья с первым автобалансировочным устройством с металлическими шариками; L₂ - уровень шума - средняя величина измеренных уровней шума для пяти запусков стиральной машины без белья со вторым автобалансировочным устройством без металлических шариков; t=t_i-t_i+1 - промежуток времени между измерениями; Р - общий вес металлических шариков, г; S - общая площадь поверхности металлических шариков, м².

Данный способ может быть реализован в конструкции бытовой стиральной машины, представленной на фиг.1; на фиг.2 - автобалансировочное устройство с испытуемыми образцами в виде шариков, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг.4 - автобалансировочное устройство с радиальными перегородками, вид сверху; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4.

В корпусе 1 на опорах - растяжках 2 размещена внутренняя подвижная часть 3 с вертикальным барабаном 4 и автобалансировочным устройством 5 с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы - жидкости 11 внутри корпуса - кольца 6 с крышкой 10; автобалансировочное устройство выполняют двух видов: в первом установлен кольцевой желоб 8 для свободного перемещения испытуемых образцов - шариков 9, изготовленных из углеродистой стали 10 и занимающих 1/6 часть внутренней полости балансировочного кольца 6, причем 5/12 частей полости кольца заполняют щелочным раствором, а второе устройство имеет внутренние радиальные перегородки 7, не ограничивающие свободное перемещение жидкости, а полость кольца заполнена щелочным раствором на 7/12 ее частей.

Скорость изменения уровня шума, производимого рабочим телом автобалансировочного устройства 5 от начального значения, отнесенного ко всему предполагаемому диапазону изменения уровня шума, считается обратно пропорциональной скорости изменения общего веса и общей площади поверхности металлических шариков 9, отнесенных к их первоначальному общему весу и общей площади поверхности. С увеличением скорости коррозии металлических шариков увеличивается скорость уменьшения общего веса и площади их поверхности, тем самым уменьшается скорость изменения шума, производимого рабочим телом автобалансировочного устройства с течением времени.

Способ учитывает то, что процесс коррозии стали 10 протекает во времени и влияет на динамические характеристики подвижной части 3, содержащей автобалансировочное устройство 5. В начальной фазе этого процесса внутри балансировочного кольца 6 перемещается рабочее тело - шарики, изготовленные из углеродистой стали. С течением времени, в последней фазе процесса коррозии металла, внутри балансировочного кольца перемещается рабочее тело - жидкость, в составе которой присутствует Fе(ОН)₃, как вторичный продукт коррозии.

Корродируя, железо переходит в раствор в виде гидратированных ионов двухвалентного железа (анодный процесс):



В растворе коррозия протекает с кислородной деполяризацией (катодный процесс):



Гидратированные ионы железа и гидроксид-ионы образуют первичный продукт коррозии - гидроксид железа (II):



который, взаимодействуя с растворенным в электролите кислородом, образует труднорастворимый гидроксид железа (III) бурого цвета (вторичный продукт коррозии):



Эти продукты коррозии могут претерпевать дальнейшее превращение с образованием сложных гидратированных оксидов железа xFeOyFe₂O₃zH₂O.

Динамика движения жидкости внутри балансировочного кольца отличается от динамики движения твердых тел - шариков. Передача импульса движения от корпуса балансировочного кольца шарикам происходит за счет трения качения. Касание шарика о желоб 8 происходит в двух точках: снизу и сбоку. При разгоне и торможении барабана 4 с автобалансировочным устройством трение большей поверхности шариков о стенки корпуса кольца обуславливает высокий уровень шума - L₁ [дБ].

В случае, если рабочее тело - жидкость, вся поверхность желоба является передаточным звеном между корпусом балансировочного кольца и рабочим телом. Уровень шума, вызываемого трением жидкости о корпус балансировочного кольца, значительно снижается, до L₂ [дБ].