происходит по той же физической схеме [1], которая имеет место при
обычном сухом трении металлических поверхностей.
Процесс контакта пылинок газа с трубой происходит на микро-
уровне, а процессы сорбции, диссоциации молекул газов на атомы
на поверхностях происходят на наноуровне и поэтому кажутся не-
значительными. Следуя основам физики [10], мы должны помнить,
что процесс диффузии атомов протекает медленно, так как зависит
от скорости и коэффициента диффузии
D
. Уравнение нестационарной
диффузии позволяет нам рассчитывать значение концентрации водо-
рода
C
на глубине
х
по истечении времени
t
:
C
(
x, t
) =
C
0
1
−
erf
x
2
√
Dt
,
(1)
где
x
— среднеквадратическое расстояние от поверхности до места,
где определяется концентрация молекул, м;
t
— время проникания
молекулы водорода (изотопов водорода) от поверхности на глубину
x
, с;
С
0
— концентрация атомов изотопов водорода у поверхности
(в первом монослое сорбата), ат./см
3
;
D
— коэффициент диффузии
водорода (или его изотопа) в материале; erf — функция ошибок Гаусса.
При этом на поверхностях трения, как указано в работе [1], сохра-
няется постоянная (возобновляемая) концентрация
С
0
, не зависящая от
времени:
С
(0
, t
) =
С
0
. В обычных атмосферных условиях металлур-
гам и технологам, имеющим дело с большими значениями температур,
давлений, концентрацией присадок, концентрация по атмосферному
водороду
С
0
Н
(напомним, что парциальное давление атмосферного
водорода в 8 раз меньше, чем для атмосферного гелия), кажется несу-
щественной, но, согласно излагаемой концепции, результатам физиче-
ских расчетов и экспериментальным данным, это глубокое заблужде-
ние ортодоксальных практиков, так как это значение для первого моно-
слоя сорбата (изотопов водорода) составляет
С
0
Н
= 10
23
. . .
10
24
ат./см
3
(при концентрации водорода в толще металла исследованных образ-
цов
С
Н
= 10
17
. . .
10
19
ат./см
3
)
т.е. на 4–7 порядков (!) больше, чем в
толще металла. Напомним, что расчетная толщина этого слоя (первого
монослоя, что существенно!) составляет
3
∙
10
−
7
мкм, что большинству
практиков кажется не играющим существенной роли.
Для развития полученных результатов [4] была выполнена экс-
периментальная проверка [5] высказанной гипотезы на примере ма-
гистральных трубопроводов. Для этого из околосварной зоны трубы
был вырезан образец по схеме, приведенной на рис. 3. Марка стали
образца и ее состав приведены в табл. 1.
Задача проверки предлагаемой гипотезы на примере трения микро-
размерных пылинок (содержащихся в потоке газа) со стенкой трубы
90 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 3
