Kako osigurati otpornost sirovina valjkastih lanaca na koroziju?

Kako osigurati otpornost sirovina valjkastih lanaca na koroziju?

1. Odabir materijala
1.1 Odaberite čelik sa jakom otpornošću na koroziju
Čelik je glavna sirovina za valjkaste lance, a njegova otpornost na koroziju direktno utiče na vijek trajanja i performanse valjkastih lanaca. Odabir čelika sa jakom otpornošću na koroziju je prvi korak ka osiguranju otpornosti na koroziju...valjkasti lanci.
Primjena materijala od nehrđajućeg čelika: Nehrđajući čelik je jedan od najčešće korištenih čelika otpornih na koroziju. Sadrži određeni udio hroma, koji na površini mogu formirati gusti film hrom oksida kako bi spriječili kontakt korozivnog medija s unutrašnjom stranom čelika. Na primjer, sadržaj hroma u nehrđajućem čeliku 304 je oko 18%, što ima dobru otpornost na koroziju i pogodno je za opća korozivna okruženja. U nekim posebnim okruženjima, kao što su okruženja s morskom vodom s visokim sadržajem hloridnih iona, nehrđajući čelik 316 ima jaču otpornost na koroziju zbog dodatka molibdena, a njegova otpornost na koroziju je oko 30% veća od otpornosti nehrđajućeg čelika 304.
Otpornost legiranog čelika na koroziju: Legirani čelik može značajno poboljšati otpornost čelika na koroziju dodavanjem raznih legirajućih elemenata, kao što su nikl, bakar, titan itd. Na primjer, dodavanje nikla može poboljšati stabilnost pasivizacijskog filma čelika, a bakar može poboljšati otpornost čelika na koroziju u atmosferskom okruženju. Nakon odgovarajuće termičke obrade, neki visokočvrsti legirani čelici mogu formirati ujednačen oksidni film na površini, dodatno poboljšavajući njihovu otpornost na koroziju. Uzimajući legirani čelik koji sadrži nikl i bakar kao primjer, njegova brzina korozije u industrijskom atmosferskom okruženju je samo 1/5 brzine korozije običnog ugljičnog čelika.
Utjecaj obrade površine čelika na otpornost na koroziju: Pored odabira odgovarajućeg čelika, obrada površine je također važno sredstvo za poboljšanje otpornosti čelika na koroziju. Na primjer, sloj cinka, nikla i drugih metala nanosi se na površinu čelika tehnologijom prevlačenja kako bi se formirala fizička barijera koja sprječava kontakt korozivnih medija s čelikom. Pocinčani sloj ima dobru otpornost na koroziju u atmosferskom okruženju, a njegov vijek trajanja otpornosti na koroziju može doseći desetljeća. Niklovani sloj ima veću tvrdoću i bolju otpornost na habanje, a također može učinkovito poboljšati otpornost čelika na koroziju. Osim toga, obrada hemijskim konverzijskim filmom, poput fosfatiranja, može formirati hemijski konverzijski film na površini čelika kako bi se poboljšala otpornost na koroziju i prianjanje premaza na čelik.

2. Površinska obrada
2.1 Cinčanje
Cinčanje je jedna od važnih metoda za površinsku obradu čelika valjkastih lanaca. Premazivanjem čelične površine slojem cinka, njena otpornost na koroziju može se efikasno poboljšati.
Princip zaštite pocinčanog sloja: Cink u atmosferskom okruženju formira gusti film cink oksida, koji može spriječiti kontakt korozivnog medija s čelikom. Kada je pocinčani sloj oštećen, cink će također djelovati kao žrtvena anoda kako bi zaštitio čelik od korozije. Studije su pokazale da otpornost pocinčanog sloja na koroziju može doseći decenije, a njegova brzina korozije u općem atmosferskom okruženju je samo oko 1/10 brzine korozije običnog čelika.
Utjecaj procesa cinčanja na otpornost na koroziju: Uobičajeni procesi cinčanja uključuju vruće cinčanje, elektrocinčanje itd. Sloj cinka formiran vrućim cinčanjem je deblji i ima bolju otpornost na koroziju, ali se na površini mogu pojaviti neke neravnine. Elektrocinčanjem se može kontrolirati debljina sloja cinka kako bi površina bila ujednačenija i glatkija. Na primjer, korištenjem procesa elektrocinčanja, debljina sloja cinka može se kontrolirati između 5-15 μm, a njegova otpornost na koroziju je usporediva s onom kod vrućeg cinčanja, a kvalitet površine je bolji, što je pogodno za proizvode od valjkastih lanaca s visokim zahtjevima za površinom.
Održavanje i mjere opreza za pocinčani sloj: Pocinčani sloj je potrebno održavati tokom upotrebe kako bi se izbjegla mehanička oštećenja. Ako je pocinčani sloj oštećen, treba ga na vrijeme popraviti kako bi se spriječilo izlaganje čelika korozivnom mediju. Osim toga, u nekim posebnim okruženjima, kao što su jaka kisela ili alkalna okruženja, otpornost pocinčanog sloja na koroziju će biti do određene mjere pogođena, te je potrebno odabrati odgovarajući postupak pocinčavanja i naknadne zaštitne mjere u skladu sa specifičnim okruženjem.
2.2 Tretman niklovanjem
Niklovanje je još jedna efikasna metoda za poboljšanje otpornosti čelika za valjkaste lance na koroziju. Sloj niklovanja ima dobru otpornost na koroziju i otpornost na habanje.
Otpornost na koroziju niklanja: Nikl ima stabilna elektrohemijska svojstva i može formirati stabilan pasivizacijski film u mnogim korozivnim medijima, čime efikasno sprječava kontakt korozivnog medija sa čelikom. Otpornost na koroziju sloja niklanja je bolja od one kod sloja cinkanja, posebno u okruženju koje sadrži hloridne ione, a njegova otpornost na koroziju je jača. Na primjer, u okruženju morske vode koje sadrži hloridne ione, vijek trajanja otpornosti na koroziju sloja niklanja je 3-5 puta duži od vijeka trajanja sloja cinkanja.
Proces niklovanja i njegov utjecaj na performanse: Uobičajeni procesi niklovanja uključuju galvanizaciju i hemijsko niklovanje. Elektrolitički sloj nikla ima visoku tvrdoću i dobru otpornost na habanje, ali ima visoke zahtjeve za ravnost površine podloge. Hemijsko niklovanje može formirati ujednačen premaz na površini neprovodljive podloge, a debljina i sastav premaza mogu se podesiti pomoću parametara procesa. Na primjer, korištenjem procesa hemijskog niklovanja, na površini čelika valjkastog lanca može se formirati sloj niklovanja debljine 10-20μm, a njegova tvrdoća može doseći više od HV700, što ne samo da ima dobru otpornost na koroziju, već i dobru otpornost na habanje.
Primjena i ograničenja niklovanja: Niklovanje se široko koristi u proizvodima valjkastih lanaca s visokim zahtjevima za otpornost na koroziju i otpornost na habanje, kao što je to slučaj u hemijskoj industriji, preradi hrane i drugim industrijama. Međutim, proces niklovanja je relativno složen i skup, a u nekim jakim kiselim i jakim alkalnim okruženjima, otpornost sloja niklovanja na koroziju također će biti ograničena do određene mjere. Osim toga, otpadne vode nastale tokom procesa niklovanja moraju se strogo tretirati kako bi se izbjeglo zagađenje okoliša.

3. Proces termičke obrade
3.1 Kaljenje i otpuštanje
Kaljenje i otpuštanje ključni su procesi za termičku obradu sirovina za valjkaste lance. Kombinacijom kaljenja i otpuštanja na visokim temperaturama, sveobuhvatne performanse čelika mogu se značajno poboljšati, čime se povećava njegova otpornost na koroziju.
Uloga kaljenja i odabir parametara: Kaljenje može brzo ohladiti čelik, formirati strukture visoke čvrstoće poput martenzita i poboljšati tvrdoću i čvrstoću čelika. Za sirovine za valjkaste lance, uobičajeno korišteni mediji za kaljenje uključuju ulje i vodu. Na primjer, za neke legirane čelike srednjeg udjela ugljika, kaljenje u ulju može izbjeći stvaranje pukotina od kaljenja i postići veću tvrdoću. Odabir temperature kaljenja je ključan, obično između 800℃-900℃, a tvrdoća nakon kaljenja može doseći HRC45-55. Iako je tvrdoća kaljenog čelika visoka, unutrašnji zaostali napon je velik, a žilavost slaba, pa je potrebno otpuštanje na visokim temperaturama kako bi se poboljšala ova svojstva.
Optimizacija otpuštanja na visokim temperaturama: Otpuštanje na visokim temperaturama se obično izvodi između 500℃-650℃, a vrijeme otpuštanja je uglavnom 2-4 sata. Tokom procesa otpuštanja, zaostali napon u čeliku se oslobađa, tvrdoća se neznatno smanjuje, ali se žilavost značajno poboljšava i može se formirati stabilna otpuštena troostitna struktura, koja ima dobra sveobuhvatna mehanička svojstva i otpornost na koroziju. Studije su pokazale da se otpornost čelika na koroziju nakon kaljenja i otpuštanja može poboljšati za 30%-50%. Na primjer, u industrijskom atmosferskom okruženju, brzina korozije sirovina valjkastih lanaca koji su kaljeni i otpušteni iznosi samo oko 1/3 brzine korozije netretiranog čelika. Osim toga, kaljenje i otpuštanje također mogu poboljšati performanse čelika na zamor, što je od velikog značaja za dugoročnu upotrebu valjkastih lanaca pod dinamičkim opterećenjima.
Mehanizam utjecaja kaljenja i otpuštanja na otpornost na koroziju: Kaljenje i otpuštanje poboljšava mikrostrukturu čelika, poboljšava njegovu površinsku tvrdoću i žilavost, te na taj način povećava njegovu sposobnost da se odupre eroziji uzrokovanoj korozivnim medijima. S jedne strane, veća tvrdoća može smanjiti mehaničko trošenje korozivnog medija na površini čelika i smanjiti brzinu korozije; s druge strane, stabilna organizacijska struktura može usporiti brzinu difuzije korozivnog medija i odgoditi pojavu korozijskih reakcija. Istovremeno, kaljenje i otpuštanje također mogu poboljšati otpornost čelika na vodikovu krtost. U nekim korozivnim okruženjima koja sadrže vodikove ione, mogu učinkovito spriječiti prerano uništenje čelika zbog vodikove krtosti.

4. Inspekcija kvalitete
4.1 Metoda ispitivanja otpornosti na koroziju
Ispitivanje otpornosti na koroziju sirovina valjkastog lanca ključna je karika u osiguranju njegovog kvaliteta. Pomoću naučnih i razumnih metoda ispitivanja, otpornost materijala na koroziju u različitim okruženjima može se precizno procijeniti, čime se garantuje pouzdanost proizvoda.
1. Test slane magle
Ispitivanje slanom maglom je ubrzana metoda ispitivanja korozije koja simulira okean ili vlažno okruženje i široko se koristi za procjenu otpornosti metalnih materijala na koroziju.
Princip ispitivanja: Uzorak valjkastog lanca se postavlja u komoru za ispitivanje slanom maglom tako da je površina uzorka kontinuirano izložena određenoj koncentraciji slane magle. Hloridni ioni u slanoj magli ubrzavaju korozijsku reakciju metalne površine. Otpornost uzorka na koroziju se procjenjuje posmatranjem stepena korozije uzorka u određenom vremenskom periodu. Na primjer, u skladu sa međunarodnim standardom ISO 9227, ispitivanje neutralne slane magle se provodi sa koncentracijom slane magle od 5% rastvora NaCl, kontrolisanom temperaturom na oko 35°C i vremenom ispitivanja od obično 96 sati.
Evaluacija rezultata: Otpornost na koroziju se procjenjuje na osnovu pokazatelja kao što su produkti korozije, dubina korozije i brzina korozije na površini uzorka. Kod valjkastih lanaca od nehrđajućeg čelika, nakon 96-satnog ispitivanja slanom vodom, dubina korozije na površini treba biti manja od 0,1 mm, a brzina korozije treba biti manja od 0,1 mm/godišnje kako bi se zadovoljili zahtjevi upotrebe u općim industrijskim okruženjima. Kod valjkastih lanaca od legiranog čelika, nakon cinčanja ili niklanja, rezultati ispitivanja slanom vodom trebaju ispunjavati više standarde. Na primjer, nakon 96-satnog ispitivanja slanom vodom, niklovani valjkasti lanac nema vidljivu koroziju na površini, a dubina korozije je manja od 0,05 mm.
2. Elektrohemijski test
Elektrohemijsko ispitivanje može pružiti dublje razumijevanje otpornosti materijala na koroziju mjerenjem elektrohemijskog ponašanja metala u korozivnim medijima.
Ispitivanje krivulje polarizacije: Uzorak valjkastog lanca se koristi kao radna elektroda i uranja u korozivni medij (kao što je 3,5% rastvor NaCl ili 0,1 mol/L rastvor H₂SO₄), a njegova krivulja polarizacije se snima elektrohemijskom radnom stanicom. Krivulja polarizacije može odražavati parametre kao što su gustina struje korozije i potencijal korozije materijala. Na primjer, za valjkasti lanac od nehrđajućeg čelika 316, gustina struje korozije u 3,5% rastvoru NaCl treba biti manja od 1μA/cm², a potencijal korozije treba biti blizu -0,5V (u odnosu na zasićenu kalomel elektrodu), što ukazuje na dobru otpornost na koroziju.
Test elektrohemijske impedansne spektroskopije (EIS): EIS test može mjeriti impedanciju prijenosa naboja i difuzijsku impedanciju materijala u korozivnom mediju kako bi se procijenio integritet i stabilnost njegovog površinskog filma. Otpornost materijala na koroziju može se procijeniti analizom parametara kao što su kapacitivni luk i vremenska konstanta u spektru impedancije. Na primjer, impedancija prijenosa naboja čelika valjkastog lanca koji je kaljen i otpušten treba biti veća od 10⁴Ω·cm² u EIS testu, što ukazuje da njegov površinski film ima dobar zaštitni učinak.
3. Test uranjanja
Ispitivanje uranjanjem je metoda ispitivanja korozije koja simulira stvarno okruženje upotrebe. Uzorak valjkastog lanca se uranja u određeni korozivni medij na duži period kako bi se posmatralo njegovo ponašanje u pogledu korozije i promjene performansi.
Uslovi ispitivanja: Odaberite odgovarajući korozivni medij u skladu sa stvarnim okruženjem upotrebe valjkastog lanca, kao što je kiseli rastvor (sumporna kiselina, hlorovodonična kiselina, itd.), alkalni rastvor (natrijum hidroksid, itd.) ili neutralni rastvor (kao što je morska voda). Temperatura ispitivanja se uglavnom kontroliše na sobnoj temperaturi ili u stvarnom temperaturnom rasponu upotrebe, a vrijeme ispitivanja je obično od nekoliko sedmica do nekoliko mjeseci. Na primjer, valjkasti lanci koji se koriste u hemijskim okruženjima, uranjaju se u 3% rastvor H₂SO₄ na 40°C tokom 30 dana.
Analiza rezultata: Otpornost na koroziju procjenjuje se mjerenjem pokazatelja kao što su gubitak mase, promjena dimenzija i promjena mehaničkih svojstava uzorka. Stopa gubitka mase je važan pokazatelj za mjerenje stepena korozije. Za valjkaste lance od nehrđajućeg čelika, stopa gubitka mase nakon 30 dana ispitivanja uranjanjem treba biti manja od 0,5%. Za valjkaste lance od legiranog čelika, stopa gubitka mase treba biti manja od 0,2% nakon površinske obrade. Osim toga, treba testirati i promjene mehaničkih svojstava kao što su zatezna čvrstoća i tvrdoća uzorka kako bi se osiguralo da i dalje može ispuniti zahtjeve upotrebe u korozivnom okruženju.
4. Ispitivanje vješanjem na licu mjesta
Ispitivanje vješanjem na licu mjesta služi direktnom izlaganju uzorka valjkastog lanca stvarnom okruženju upotrebe i procjeni otpornosti na koroziju posmatranjem korozije tokom dužeg vremena.
Raspored ispitivanja: Odaberite reprezentativno stvarno okruženje upotrebe, kao što je hemijska radionica, platforma na moru, pogon za preradu hrane itd., i objesite ili pričvrstite uzorak valjkastog lanca na opremu u određenom intervalu. Vrijeme ispitivanja je obično od nekoliko mjeseci do nekoliko godina kako bi se osiguralo da se ponašanje uzorka u stvarnom okruženju može u potpunosti posmatrati.
Zapisivanje i analiza rezultata: Redovno posmatrajte i testirajte uzorke i bilježite informacije kao što su površinska korozija i morfologija produkata korozije. Na primjer, u okruženju hemijske radionice, nakon 1 godine testa vješanja, na površini poniklovanog valjkastog lanca nema vidljivih tragova korozije, dok se na površini pocinkovanog valjkastog lanca može pojaviti mala količina tačkastog oštećenja. Poređenjem korozije uzoraka različitih materijala i procesa obrade u stvarnom okruženju, njegova otpornost na koroziju može se preciznije procijeniti, što pruža važnu osnovu za odabir materijala i dizajn proizvoda.

5. Sažetak
Osiguravanje otpornosti na koroziju sirovina valjkastih lanaca je sistematski projekat koji uključuje više karika kao što su odabir materijala, površinska obrada, proces termičke obrade i stroga kontrola kvaliteta. Odabirom odgovarajućih čeličnih materijala sa jakom otpornošću na koroziju, kao što su nehrđajući čelik i legirani čelik, i kombinovanjem procesa površinske obrade kao što su cinčanje i niklovanje, otpornost valjkastih lanaca na koroziju može se značajno poboljšati. Kaljenje i otpuštanje u procesu termičke obrade dodatno poboljšava sveobuhvatne performanse čelika optimizacijom parametara kaljenja i otpuštanja, tako da ima bolju otpornost na koroziju i mehanička svojstva u složenim okruženjima.
Što se tiče inspekcije kvaliteta, primjena različitih metoda ispitivanja kao što su ispitivanje slanom maglom, elektrohemijsko ispitivanje, ispitivanje uranjanjem i ispitivanje vješanjem na licu mjesta pruža naučnu osnovu za sveobuhvatnu procjenu otpornosti sirovina za valjkaste lance na koroziju. Ove metode ispitivanja mogu simulirati različita stvarna okruženja upotrebe i precizno detektovati ponašanje korozije i promjene performansi materijala pod različitim uslovima, čime se osigurava pouzdanost i trajnost proizvoda u stvarnim primjenama.
Općenito, koordiniranom optimizacijom gore navedenih veza, otpornost sirovina za valjkaste lance na koroziju može se efikasno poboljšati, produžiti njihov vijek trajanja i ispuniti zahtjevi upotrebe u različitim industrijskim okruženjima.