Як забяспечыць каразійную ўстойлівасць сыравіны ролікавых ланцугоў?

Як забяспечыць каразійную ўстойлівасць сыравіны ролікавых ланцугоў?

1. Выбар матэрыялу
1.1 Выберыце сталь з высокай каразійнай устойлівасцю
Сталь з'яўляецца асноўнай сыравінай для ролікавых ланцугоў, і яе каразійная ўстойлівасць непасрэдна ўплывае на тэрмін службы і прадукцыйнасць ролікавых ланцугоў. Выбар сталі з высокай каразійнай устойлівасцю - гэта першы крок да забеспячэння каразійнай устойлівасці.ролікавыя ланцугі.
Ужыванне нержавеючай сталі: Нержавеючая сталь з'яўляецца адной з найбольш распаўсюджаных каразійна-ўстойлівых сталей. Яна ўтрымлівае пэўную долю хрому, які можа ўтвараць на паверхні шчыльную плёнку аксіду хрому, каб прадухіліць кантакт каразійнага асяроддзя з унутраным бокам сталі. Напрыклад, утрыманне хрому ў нержавеючай сталі 304 складае каля 18%, што дазваляе ёй добра каразійна-ўстойліва і падыходзіць для агульных каразійных асяроддзяў. У некаторых спецыяльных асяроддзях, такіх як марская вада з высокім утрыманнем хларыд-іонаў, нержавеючая сталь 316 мае больш моцную каразійна-ўстойлівасць дзякуючы даданню малібдэнавых элементаў, і яе каразійна-ўстойлівасць прыкладна на 30% вышэйшая, чым у нержавеючай сталі 304.
Каразійная ўстойлівасць легаванай сталі: даданне розных легіруючых элементаў, такіх як нікель, медзь, тытан і г.д., дазваляе значна палепшыць каразійную ўстойлівасць сталі да легаванай сталі. Напрыклад, даданне нікеля можа палепшыць стабільнасць пасівацыйнай плёнкі сталі, а медзь — каразійную ўстойлівасць сталі ў атмасферным асяроддзі. Пасля належнай тэрмічнай апрацоўкі некаторыя высокатрывалыя легаваныя сталі могуць утвараць на паверхні аднастайную аксідную плёнку, што яшчэ больш павышае іх каразійную ўстойлівасць. Напрыклад, хуткасць карозіі легаванай сталі, якая змяшчае нікель і медзь, у прамысловым атмасферным асяроддзі складае ўсяго 1/5 ад хуткасці карозіі звычайнай вугляродзістай сталі.
Уплыў апрацоўкі паверхні сталі на каразійную ўстойлівасць: акрамя выбару падыходнай сталі, апрацоўка паверхні таксама з'яўляецца важным сродкам павышэння каразійнай устойлівасці сталі. Напрыклад, пласт цынку, нікеля і іншых металаў наносіцца на паверхню сталі з дапамогай тэхналогіі гальванічнага пакрыцця, каб утварыць фізічны бар'ер, які прадухіляе кантакт агрэсіўных асяроддзяў са сталлю. Ацынкаваны пласт мае добрую каразійную ўстойлівасць у атмасферным асяроддзі, і тэрмін яго каразійнай устойлівасці можа дасягаць дзесяцігоддзяў. Нікеляваны пласт мае больш высокую цвёрдасць і лепшую зносаўстойлівасць, а таксама можа эфектыўна палепшыць каразійную ўстойлівасць сталі. Акрамя таго, хімічная канверсійная плёнка, такая як фасфатаванне, можа ўтварыць хімічную канверсійную плёнку на паверхні сталі, каб палепшыць каразійную ўстойлівасць і адгезію пакрыцця сталі.

2. Апрацоўка паверхні
2.1 Ацынкаванне
Ацынкаванне — адзін з важных метадаў апрацоўкі паверхні сталі ролікавых ланцугоў. Пакрыццё сталёвай паверхні пластом цынку дазваляе эфектыўна палепшыць яе каразійную ўстойлівасць.
Прынцып абароны ацынкаванага пласта: цынк утварае шчыльную плёнку аксіду цынку ў атмасферным асяроддзі, якая можа прадухіліць кантакт агрэсіўнага асяроддзя са сталлю. Пры пашкоджанні ацынкаванага пласта цынк таксама выступае ў якасці ахвярнага анода для абароны сталі ад карозіі. Даследаванні паказалі, што каразійная ўстойлівасць ацынкаванага пласта можа дасягаць дзесяцігоддзяў, а яго хуткасць карозіі ў агульным атмасферным асяроддзі складае толькі каля 1/10 ад хуткасці карозіі звычайнай сталі.
Уплыў працэсу ацынкавання на каразійную ўстойлівасць: распаўсюджаныя працэсы ацынкавання ўключаюць гарачае ацынкаванне, электрацынкаванне і г.д. Цынкавы пласт, утвораны пры гарачым ацынкаванні, больш тоўсты і мае лепшую каразійную ўстойлівасць, але на паверхні могуць узнікаць некаторыя няроўнасці. Электрацынкаванне можа кантраляваць таўшчыню цынкавага пласта, каб зрабіць паверхню больш аднастайнай і гладкай. Напрыклад, з дапамогай працэсу электрацынкавання таўшчыня цынкавага пласта можа кантралявацца ў межах 5-15 мкм, а яго каразійная ўстойлівасць параўнальная з гарачым ацынкаваннем, а якасць паверхні лепшая, што падыходзіць для вырабаў з ролікавымі ланцугамі з высокімі патрабаваннямі да паверхні.
Тэхнічнае абслугоўванне і меры засцярогі для ацынкаванага пласта: Ацынкаваны пласт неабходна абслугоўваць падчас выкарыстання, каб пазбегнуць механічных пашкоджанняў. Калі ацынкаваны пласт пашкоджаны, яго неабходна своечасова адрамантаваць, каб прадухіліць уздзеянне каразійнага асяроддзя на сталь. Акрамя таго, у некаторых асаблівых умовах, такіх як моцныя кіслотныя або шчолачныя асяроддзі, каразійная стойкасць ацынкаванага пласта будзе пэўнай ступені пагаршацца, і неабходна выбраць адпаведны працэс ацынкавання і наступныя ахоўныя меры ў залежнасці ад канкрэтнага асяроддзя.
2.2 Нікеляваная апрацоўка
Нікеляванне — яшчэ адзін эфектыўны метад павышэння каразійнай устойлівасці сталі ролікавых ланцугоў. Нікеляваны пласт мае добрую каразійную ўстойлівасць і зносаўстойлівасць.
Каразійная ўстойлівасць нікелявання: нікель валодае стабільнымі электрахімічнымі ўласцівасцямі і можа ўтвараць стабільную пасівацыйную плёнку ў многіх агрэсіўных асяроддзях, тым самым эфектыўна прадухіляючы кантакт агрэсіўнага асяроддзя са сталлю. Каразійная ўстойлівасць нікеляванага пласта лепшая, чым у цынкаванага пласта, асабліва ў асяроддзі, якое змяшчае іоны хлору, і яго ўстойлівасць да кропкавай карозіі мацнейшая. Напрыклад, у асяроддзі марской вады, якое змяшчае іоны хлору, тэрмін службы нікеляванага пласта да карозіі ў 3-5 разоў вышэйшы, чым у цынкаванага пласта.
Працэс нікелявання і яго ўплыў на прадукцыйнасць: распаўсюджаныя працэсы нікелявання ўключаюць гальванічнае і хімічнае нікеляванне. Гальванічны нікелевы пласт мае высокую цвёрдасць і добрую зносаўстойлівасць, але да яго прад'яўляюцца высокія патрабаванні да роўнасці паверхні падкладкі. Хімічнае нікеляванне можа ўтварыць аднастайнае пакрыццё на паверхні неправоднай падкладкі, а таўшчыню і склад пакрыцця можна рэгуляваць з дапамогай параметраў працэсу. Напрыклад, пры выкарыстанні працэсу хімічнага нікелявання на паверхні сталі ролікавага ланцуга можна ўтварыць пласт нікелявання таўшчынёй 10-20 мкм, цвёрдасць якога можа дасягаць больш за HV700, што не толькі мае добрую каразійную ўстойлівасць, але і добрую зносаўстойлівасць.
Ужыванне і абмежаванні нікелявання: Нікеляванне шырока выкарыстоўваецца ў вырабах з ролікавымі ланцугамі з высокімі патрабаваннямі да каразійнай устойлівасці і зносаўстойлівасці, напрыклад, у хімічнай прамысловасці, харчовай прамысловасці і іншых галінах прамысловасці. Аднак працэс нікелявання адносна складаны і дарагі, і ў некаторых моцных кіслотных і моцных шчолачных асяроддзях каразійная ўстойлівасць нікеляванага пласта таксама будзе да пэўнай ступені абмежаваная. Акрамя таго, сцёкавыя воды, якія ўтвараюцца падчас працэсу нікелявання, патрабуюць строгай ачысткі, каб пазбегнуць забруджвання навакольнага асяроддзя.

3. Працэс тэрмічнай апрацоўкі
3.1 Загартоўка і адпуск
Загартоўка і адпачынак з'яўляюцца ключавым працэсам тэрмічнай апрацоўкі сыравіны для ролікавых ланцугоў. Дзякуючы спалучэнню загартоўкі і высокатэмпературнага адпачынку можна значна палепшыць комплексныя характарыстыкі сталі, тым самым павялічваючы яе каразійную ўстойлівасць.
Роля загартоўкі і выбар параметраў: загартоўка можа хутка астудзіць сталь, утварыць высокатрывалыя структуры, такія як мартэнсіт, і палепшыць цвёрдасць і трываласць сталі. Для матэрыялаў для ролікавых ланцугоў звычайна выкарыстоўваюцца загартоўчыя асяроддзі, такія як алей і вада. Напрыклад, для некаторых сярэдневугляродзістых легаваных сталей загартоўка ў алеі можа пазбегнуць узнікнення расколін і дасягнуць больш высокай цвёрдасці. Выбар тэмпературы загартоўкі мае вырашальнае значэнне, звычайна яна знаходзіцца ў межах 800–900 ℃, а цвёрдасць пасля загартоўкі можа дасягаць 45–55 HRC. Нягледзячы на ​​высокую цвёрдасць загартаванай сталі, унутраныя рэшткавыя напружанні вялікія, а глейкасць нізкая, таму для паляпшэння гэтых уласцівасцей патрабуецца высокатэмпературны адпачынак.
Аптымізацыя высокатэмпературнага адпуску: высокатэмпературны адпуск звычайна праводзіцца пры тэмпературы 500–650 ℃, а час адпуску звычайна складае 2–4 гадзіны. Падчас адпуску рэшткавыя напружанні ў сталі здымаюцца, цвёрдасць нязначна зніжаецца, але глейкасць значна паляпшаецца, і можа ўтварыцца стабільная адпушчаная траастытная структура, якая мае добрыя комплексныя механічныя ўласцівасці і каразійную стойкасць. Даследаванні паказалі, што каразійная стойкасць сталі пасля загартоўкі і адпуску можа быць палепшана на 30–50%. Напрыклад, у прамысловых атмасферных умовах хуткасць карозіі сыравіны для ролікавых ланцугоў, якія прайшлі загартоўку і адпуск, складае толькі каля 1/3 ад хуткасці карозіі неапрацаванай сталі. Акрамя таго, загартоўка і адпуск таксама могуць палепшыць характарыстыкі стомленасці сталі, што мае вялікае значэнне для працяглага выкарыстання ролікавых ланцугоў пры дынамічных нагрузках.
Механізм уплыву загартоўкі і адпуску на каразійную ўстойлівасць: загартоўка і адпуск паляпшаюць мікраструктуру сталі, павышаюць яе паверхневую цвёрдасць і глейкасць, і тым самым павышаюць яе здольнасць супраціўляцца эрозіі, выкліканай агрэсіўнымі асяроддзямі. З аднаго боку, больш высокая цвёрдасць можа паменшыць механічны знос агрэсіўнага асяроддзя на паверхні сталі і знізіць хуткасць карозіі; з іншага боку, стабільная арганізацыйная структура можа запаволіць хуткасць дыфузіі агрэсіўнага асяроддзя і адтэрмінаваць узнікненне каразійных рэакцый. Адначасова загартоўка і адпуск таксама могуць палепшыць устойлівасць сталі да вадароднага абкрышвання. У некаторых агрэсіўных асяроддзях, якія змяшчаюць іёны вадароду, гэта можа эфектыўна прадухіліць заўчаснае разбурэнне сталі з-за вадароднага абкрышвання.

4. Кантроль якасці
4.1 Метад выпрабаванняў на каразійную стойкасць
Выпрабаванне на каразійную ўстойлівасць сыравіны ролікавага ланцуга з'яўляецца ключавым звяном у забеспячэнні яго якасці. З дапамогай навуковых і абгрунтаваных метадаў выпрабаванняў можна дакладна ацаніць каразійную ўстойлівасць матэрыялу ў розных асяроддзях, тым самым гарантуючы надзейнасць прадукту.
1. Тэст у саляным тумане
Выпрабаванне ў саляным тумане — гэта паскораны метад выпрабаванняў на карозію, які імітуе акіян або вільготнае асяроддзе і шырока выкарыстоўваецца для ацэнкі каразійнай устойлівасці металічных матэрыялаў.
Прынцып выпрабавання: Узор ролікавага ланцуга змяшчаецца ў камеру для выпрабаванняў у саляным тумане такім чынам, каб паверхня ўзору пастаянна падвяргалася ўздзеянню пэўнай канцэнтрацыі салянога туману. Іоны хлору ў саляным тумане паскараюць каразійную рэакцыю металічнай паверхні. Каразійная стойкасць узору ацэньваецца шляхам назірання за ступенню карозіі ўзору на працягу пэўнага перыяду часу. Напрыклад, у адпаведнасці з міжнародным стандартам ISO 9227, выпрабаванне ў нейтральным саляным тумане праводзіцца з канцэнтрацыяй салянога туману 5% NaCl, тэмпературай каля 35°C і часам выпрабавання звычайна 96 гадзін.
Ацэнка вынікаў: Устойлівасць да карозіі ацэньваецца на аснове такіх паказчыкаў, як прадукты карозіі, глыбіня кропкавай карозіі і хуткасць карозіі паверхні ўзору. Для ролікавых ланцугоў з нержавеючай сталі пасля 96-гадзіннага выпрабавання ў саляным тумане глыбіня паверхневай кропкавай карозіі павінна быць меншай за 0,1 мм, а хуткасць карозіі павінна быць меншай за 0,1 мм/год, каб адпавядаць патрабаванням выкарыстання ў агульных прамысловых умовах. Для ролікавых ланцугоў з легаванай сталі пасля ацынкавання або нікелявання вынікі выпрабаванняў у саляным тумане павінны адпавядаць больш высокім стандартам. Напрыклад, пасля 96-гадзіннага выпрабавання ў саляным тумане нікеляваны ролікавы ланцуг не мае бачнай карозіі на паверхні, а глыбіня кропкавай карозіі складае менш за 0,05 мм.
2. Электрахімічны тэст
Электрахімічныя выпрабаванні могуць даць больш глыбокае разуменне каразійнай устойлівасці матэрыялаў шляхам вымярэння электрахімічных уласцівасцей металаў у агрэсіўных асяроддзях.
Выпрабаванне крывой палярызацыі: узор ролікавага ланцуга выкарыстоўваецца ў якасці працоўнага электрода і апускаецца ў каразійнае асяроддзе (напрыклад, 3,5% раствор NaCl або 0,1 моль/л раствор H₂SO₄), і яго крывая палярызацыі запісваецца электрахімічнай рабочай станцыяй. Крывая палярызацыі можа адлюстроўваць такія параметры, як шчыльнасць току каразіі і каразійны патэнцыял матэрыялу. Напрыклад, для ролікавага ланцуга з нержавеючай сталі 316 шчыльнасць току каразіі ў 3,5% растворы NaCl павінна быць меншай за 1 мкА/см², а каразійны патэнцыял павінен быць блізкі да -0,5 В (адносна насычанага каламельнага электрода), што сведчыць аб яго добрай каразійнай устойлівасці.
Выпрабаванне электрахімічнай імпеданснай спектраскапіяй (ЭІС): Выпрабаванне ЭІС дазваляе вымяраць імпеданс пераносу зарада і дыфузійны імпеданс матэрыялу ў каразійным асяроддзі для ацэнкі цэласнасці і стабільнасці яго павярхоўнай плёнкі. Каразійную ўстойлівасць матэрыялу можна ацаніць, аналізуючы такія параметры, як ёмістная дуга і пастаянная часу ў спектры імпедансу. Напрыклад, імпеданс пераносу зарада сталі ролікавага ланцуга, якая была загартаваная і адпушчаная, павінен быць большым за 10⁴Ω·см² у выпрабаванні ЭІС, што сведчыць аб тым, што яе павярхоўная плёнка мае добры ахоўны эфект.
3. Тэст на апусканне
Выпрабаванне на каразію метадам апускання — гэта метад выпрабаванняў на каразію, які імітуе рэальнае асяроддзе выкарыстання. Узор ролікавага ланцуга апускаюць у пэўнае каразійнае асяроддзе на працяглы час, каб назіраць за яго каразійнымі ўласцівасцямі і зменамі ў эксплуатацыйных характарыстыках.
Умовы выпрабаванняў: выбірайце адпаведныя каразійныя асяроддзі ў залежнасці ад фактычнага асяроддзя выкарыстання ролікавага ланцуга, такія як кіслы раствор (серная кіслата, саляная кіслата і г.д.), шчолачны раствор (гідраксід натрыю і г.д.) або нейтральны раствор (напрыклад, марская вада). Тэмпература выпрабаванняў звычайна кантралюецца пры пакаёвай тэмпературы або ў дыяпазоне фактычных тэмператур выкарыстання, а час выпрабаванняў звычайна складае ад некалькіх тыдняў да некалькіх месяцаў. Напрыклад, ролікавыя ланцугі, якія выкарыстоўваюцца ў хімічных асяроддзях, апускаюць у 3% раствор H₂SO₄ пры тэмпературы 40°C на 30 дзён.
Аналіз вынікаў: Каразійная стойкасць ацэньваецца шляхам вымярэння такіх паказчыкаў, як страта масы, змяненне памераў і змяненне механічных уласцівасцей узору. Хуткасць страты масы з'яўляецца важным паказчыкам для вымярэння ступені карозіі. Для ролікавых ланцугоў з нержавеючай сталі хуткасць страты масы пасля 30 дзён выпрабаванняў у апусканні павінна быць меншай за 0,5%. Для ролікавых ланцугоў з легаванай сталі хуткасць страты масы павінна быць меншай за 0,2% пасля апрацоўкі паверхні. Акрамя таго, неабходна праверыць змены механічных уласцівасцей, такіх як трываласць на разрыў і цвёрдасць узору, каб пераканацца, што ён усё яшчэ можа адпавядаць патрабаванням выкарыстання ў каразійным асяроддзі.
4. Выпрабаванне на падвешванне на месцы
Выпрабаванне на падвешванне на месцы заключаецца ў непасрэдным падвярганні ўзору ролікавага ланцуга ўздзеянню фактычных умоў эксплуатацыі і ацэнцы каразійнай устойлівасці шляхам назірання за яго карозіяй на працягу доўгага часу.
Арганізацыя выпрабаванняў: выберыце тыповае рэальнае асяроддзе выкарыстання, напрыклад, хімічны цэх, марскую платформу, харчовы завод і г.д., і падвесьце або замацуйце ўзор ролікавага ланцуга на абсталяванні праз пэўны інтэрвал. Час выпрабаванняў звычайна складае ад некалькіх месяцаў да некалькіх гадоў, каб пераканацца, што каразійныя ўласцівасці ўзору ў рэальным асяроддзі можна цалкам назіраць.
Фіксацыя і аналіз вынікаў: рэгулярна назірайце і правярайце ўзоры, а таксама запісвайце такую ​​інфармацыю, як павярхоўная карозія і марфалогія прадуктаў карозіі. Напрыклад, у хімічнай майстэрні пасля 1 года выпрабаванняў на падвешванне на паверхні нікеляванага ролікавага ланцуга няма бачных слядоў карозіі, у той час як на паверхні ацынкаванага ролікавага ланцуга можа з'явіцца невялікая колькасць кропкавай карозіі. Параўноўваючы карозію ўзораў з розных матэрыялаў і працэсаў апрацоўкі ў рэальных умовах, можна больш дакладна ацаніць іх каразійную ўстойлівасць, што забяспечвае важную аснову для выбару матэрыялу і праектавання вырабу.

5. Рэзюмэ
Забеспячэнне каразійнай устойлівасці сыравіны ролікавых ланцугоў — гэта сістэматычны праект, які ўключае ў сябе мноства звёнаў, такіх як выбар матэрыялу, апрацоўка паверхні, працэс тэрмічнай апрацоўкі і строгі кантроль якасці. Выбіраючы прыдатныя сталёвыя матэрыялы з высокай каразійнай устойлівасцю, такія як нержавеючая сталь і легаваная сталь, і камбінуючы працэсы апрацоўкі паверхні, такія як ацынкаванне і нікеляванне, можна значна палепшыць каразійную ўстойлівасць ролікавых ланцугоў. Загартоўка і адпачынак у працэсе тэрмічнай апрацоўкі яшчэ больш паляпшаюць комплексныя характарыстыкі сталі, аптымізуючы параметры загартоўкі і адпачынку, каб яна мела лепшую каразійную ўстойлівасць і механічныя ўласцівасці ў складаных умовах.
Што тычыцца кантролю якасці, прымяненне розных метадаў выпрабаванняў, такіх як выпрабаванне ў саляным тумане, электрахімічнае выпрабаванне, выпрабаванне ў апусканні і выпрабаванне на падвешванне на месцы, забяспечвае навуковую аснову для ўсебаковай ацэнкі каразійнай устойлівасці сыравіны для ролікавых ланцугоў. Гэтыя метады выпрабаванняў дазваляюць імітаваць розныя рэальныя ўмовы выкарыстання і дакладна выяўляць каразійныя паводзіны і змены характарыстык матэрыялаў у розных умовах, тым самым забяспечваючы надзейнасць і даўгавечнасць прадукту ў рэальных умовах прымянення.
У цэлым, дзякуючы скаардынаванай аптымізацыі вышэйзгаданых звёнаў, можна эфектыўна палепшыць каразійную ўстойлівасць сыравіны для ролікавых ланцугоў, падоўжыць тэрмін іх службы і задаволіць патрабаванні да выкарыстання ў розных прамысловых умовах.