Risk Factors of Tribological Processes and Their Environmental Impact

Abstract

Tribology deals with the interaction of surfaces during relative motion, depending on their design, friction, wear and lubrication. However, tremendous development has been done for tribology in manufacturing, in the past 100 years, to transform this phenomenon to a known and avoidable nuisance from a sophisticated discipline, there is still many new challenges coming up due to upcoming scientific achievements. One of these challenges is estimating risk behind material's wear and friction existing by tribology. Therefore a clear need came up to scientific committees in order to approach new studies and ideas, How to minimize and limit this risk either by improving material resistance or having new lubrication uid formulas. According to various experiences and areas of application, tribological coatings play a key role in the performance of mechanical components and products by reducing wear and friction, increasing the life of the working material and reducing energy dissipation as heat, thus increasing the efficiency of the moving. This research will take proper use of PTA coatings as case study, which can significantly reduce friction and wear, leading to reduced energy consumption and extended service life. Studied material will be cermets based on B4C particles in Ni-based matrix. A tribology analyze for wear, abrasion, resistance of plasma deposited cermets, will be concluded with target to show impact of these phenomenon on industrial tribology and related processes on the environment. Goal of this case study, is collecting discharged particles from tribology tests and prepare a risk Assessment. The estimation of risk factor for plasma-welded material on tribologically treated surfaces will be shown by possible impurities generated during this process on the environment and possible proof improvement for wear resistance. Risk assessment will be prepared based on Agency of European Union regulations and standards, by showing hazard classifications and labelling for produced particles after tests running and notifying for after treatment necessity, which would be considered as future work.

Tribologie se zabývá interakcí povrchů při relativním pohybu v závislosti na jejich konstrukci, tření, opotřebení a mazání. Za posledních 100 let však prošla tribologie ve výrobě obrovským rozvojem, aby se tento jev přeměnil na známou a nevyhnutelnou obtíž ze sofistikované disciplíny, stále existuje mnoho nových výzev, které přicházejí kvůli nadcházejícím vědeckým úspěchům. Jednou z těchto výzev je odhadnout riziko opotřebení a tření materiálu existujících podle tribologie. Vědeckým výborům proto vyvstala jasná potřeba přistoupit k novým studiím a nápadům, Jak toto riziko minimalizovat a omezit buď zlepšením odolnosti materiálu nebo novými recepturami mazacích kapalin. Podle různých zkušeností a oblastí použití hrají tribologické povlaky klíčovou roli ve výkonu mechanických součástí a výrobků tím, že snižují opotřebení a tření, prodlužují životnost pracovního materiálu a snižují rozptyl energie ve formě tepla, čímž zvyšují účinnost pohyblivého. Tento výzkum vezme jako případovou studii správné použití povlaků PTA, které mohou výrazně snížit tření a opotřebení, což povede ke snížení spotřeby energie a prodloužení životnosti. Studovaným materiálem budou cermety na bázi $B_4C$ částic v matrici na bázi Ni. Bude ukončena tribologická analýza opotřebení, otěru a odolnosti plazmaticky nanesených cermetů s cílem ukázat dopad těchto jevů na průmyslovou tribologii a související procesy na životní prostředí. Cílem této případové studie je sesbírat vypuštěné částice z tribologických testů a připravit hodnocení rizik. Odhad rizikového faktoru pro plazmově svařovaný materiál na tribologicky ošetřených površích bude ukázán případnými nečistotami vznikajícími při tomto procesu na životním prostředí a možným důkazem zlepšení odolnosti proti opotřebení. Posouzení rizik bude vypracováno na základě předpisů a norem Agentury Evropské unie s uvedením klasifikace nebezpečnosti a značení produkovaných částic po provedení testů a upozorněním na nutnost následného zpracování, které bude považováno za budoucí práci.