Com garantir la resistència a la corrosió de les matèries primeres de les cadenes de rodets?
1. Selecció de materials
1.1 Seleccioneu acer amb una forta resistència a la corrosió
L'acer és la principal matèria primera de les cadenes de rodets i la seva resistència a la corrosió afecta directament la vida útil i el rendiment de les cadenes de rodets. Seleccionar acer amb una forta resistència a la corrosió és el primer pas per garantir la resistència a la corrosió decadenes de rodets.
Aplicació de materials d'acer inoxidable: l'acer inoxidable és un dels acers resistents a la corrosió més utilitzats. Conté una certa proporció d'elements de crom, que poden formar una densa pel·lícula d'òxid de crom a la superfície per evitar que el medi corrosiu entri en contacte amb l'interior de l'acer. Per exemple, el contingut de crom de l'acer inoxidable 304 és d'aproximadament el 18%, que té una bona resistència a la corrosió i és adequat per a entorns corrosius generals. En alguns entorns especials, com ara entorns d'aigua de mar amb un alt contingut d'ions de clorur, l'acer inoxidable 316 té una resistència a la corrosió més forta a causa de l'addició d'elements de molibdè, i la seva resistència a la corrosió és aproximadament un 30% superior a la de l'acer inoxidable 304.
Resistència a la corrosió de l'acer d'aliatge: l'acer d'aliatge pot millorar significativament la resistència a la corrosió de l'acer afegint una varietat d'elements d'aliatge, com ara níquel, coure, titani, etc. Per exemple, l'addició de níquel pot millorar l'estabilitat de la pel·lícula de passivació de l'acer i el coure pot millorar la resistència a la corrosió de l'acer en l'entorn atmosfèric. Després d'un tractament tèrmic adequat, alguns acers d'aliatge d'alta resistència poden formar una pel·lícula d'òxid uniforme a la superfície, millorant encara més la seva resistència a la corrosió. Prenent com a exemple un acer d'aliatge que conté níquel i coure, la seva taxa de corrosió en un entorn atmosfèric industrial és només 1/5 de la de l'acer al carboni ordinari.
L'efecte del tractament superficial de l'acer sobre la resistència a la corrosió: a més de seleccionar l'acer adequat, el tractament superficial també és un mitjà important per millorar la resistència a la corrosió de l'acer. Per exemple, una capa de zinc, níquel i altres metalls es xapa a la superfície de l'acer mitjançant la tecnologia de xapat per formar una barrera física per evitar que els medis corrosius entrin en contacte amb l'acer. La capa galvanitzada té una bona resistència a la corrosió en l'entorn atmosfèric i la seva vida útil de resistència a la corrosió pot arribar a dècades. La capa niquelada té una major duresa i una millor resistència al desgast, i també pot millorar eficaçment la resistència a la corrosió de l'acer. A més, el tractament de pel·lícula de conversió química, com ara la fosfatació, pot formar una pel·lícula de conversió química a la superfície de l'acer per millorar la resistència a la corrosió i l'adherència del recobriment de l'acer.
2. Tractament superficial
2.1 Galvanització
La galvanització és un dels mètodes importants per al tractament de la superfície d'acer de les cadenes de rodets. En recobrir la superfície d'acer amb una capa de zinc, es pot millorar eficaçment la seva resistència a la corrosió.
Principi de protecció de la capa galvanitzada: el zinc forma una densa pel·lícula d'òxid de zinc a l'ambient atmosfèric, que pot evitar que el medi corrosiu entri en contacte amb l'acer. Quan la capa galvanitzada està danyada, el zinc també actuarà com a ànode de sacrifici per protegir l'acer de la corrosió. Els estudis han demostrat que la resistència a la corrosió de la capa galvanitzada pot arribar a dècades, i la seva taxa de corrosió en un entorn atmosfèric general és només aproximadament 1/10 de la de l'acer ordinari.
L'efecte del procés de galvanització sobre la resistència a la corrosió: els processos de galvanització comuns inclouen la galvanització per immersió en calent, l'electrogalvanització, etc. La capa de zinc formada per la galvanització per immersió en calent és més gruixuda i té una millor resistència a la corrosió, però es poden produir algunes irregularitats a la superfície. L'electrogalvanització pot controlar el gruix de la capa de zinc per fer que la superfície sigui més uniforme i llisa. Per exemple, mitjançant el procés d'electrogalvanització, el gruix de la capa de zinc es pot controlar entre 5-15 μm, i la seva resistència a la corrosió és comparable a la de la galvanització per immersió en calent, i la qualitat de la superfície és millor, cosa que és adequada per a productes de cadena de rodets amb requisits superficials elevats.
Manteniment i precaucions de la capa galvanitzada: Cal mantenir la capa galvanitzada durant l'ús per evitar danys mecànics. Si la capa galvanitzada està danyada, s'ha de reparar a temps per evitar que l'acer quedi exposat al medi corrosiu. A més, en alguns entorns especials, com ara entorns àcids o alcalins forts, la resistència a la corrosió de la capa galvanitzada es veurà afectada fins a cert punt, i cal seleccionar un procés de galvanització adequat i les mesures de protecció posteriors segons l'entorn específic.
2.2 Tractament de niquelat
El niquelat és un altre mètode eficaç per millorar la resistència a la corrosió de l'acer de les cadenes de rodets. La capa de niquelat té una bona resistència a la corrosió i al desgast.
Resistència a la corrosió del niquelat: el níquel té propietats electroquímiques estables i pot formar una pel·lícula de passivació estable en molts medis corrosius, evitant així eficaçment que el medi corrosiu entri en contacte amb l'acer. La resistència a la corrosió de la capa de niquelat és millor que la de la capa de zincat, especialment en un entorn que conté ions clorur, i la seva resistència a les picadures és més forta. Per exemple, en un entorn d'aigua de mar que conté ions clorur, la vida útil de la resistència a la corrosió de la capa de niquelat és de 3 a 5 vegades superior a la de la capa de zincat.
Procés de niquelat i el seu impacte en el rendiment: Els processos comuns de niquelat inclouen la galvanoplàstia i el niquelat químic. La capa de níquel galvanoplàstia té una alta duresa i una bona resistència al desgast, però té uns requisits elevats per a la planitud de la superfície del substrat. El niquelat químic pot formar un recobriment uniforme a la superfície d'un substrat no conductor, i el gruix i la composició del recobriment es poden ajustar mitjançant paràmetres del procés. Per exemple, mitjançant el procés de niquelat químic, es pot formar una capa de niquelat amb un gruix de 10-20 μm a la superfície de l'acer de la cadena de rodets, i la seva duresa pot arribar a més de HV700, que no només té una bona resistència a la corrosió, sinó que també té una bona resistència al desgast.
Aplicació i limitacions del niquelat: El niquelat s'utilitza àmpliament en productes de cadena de rodets amb alts requisits de resistència a la corrosió i al desgast, com ara en la indústria química, el processament d'aliments i altres indústries. Tanmateix, el procés de niquelat és relativament complex i costós, i en alguns ambients amb àcids forts i àlcalis forts, la resistència a la corrosió de la capa de niquelat també es veurà limitada fins a cert punt. A més, les aigües residuals generades durant el procés de niquelat s'han de tractar estrictament per evitar la contaminació ambiental.
3. Procés de tractament tèrmic
3.1 Tractament de tremp i reveniment
El tractament de tremp i reveniment és un procés clau per al tractament tèrmic de les matèries primeres de les cadenes de rodets. Mitjançant la combinació del tremp i el reveniment a alta temperatura, es pot millorar significativament el rendiment integral de l'acer, augmentant així la seva resistència a la corrosió.
El paper del tremp i la selecció de paràmetres: el tremp pot refredar ràpidament l'acer, formar estructures d'alta resistència com la martensita i millorar la duresa i la resistència de l'acer. Per a les matèries primeres de les cadenes de rodets, els mitjans de tremp que s'utilitzen habitualment inclouen oli i aigua. Per exemple, per a alguns acers d'aliatge de carboni mitjà, el tremp en oli pot evitar la generació d'esquerdes de tremp i obtenir una major duresa. La selecció de la temperatura de tremp és crucial, generalment entre 800 ℃ i 900 ℃, i la duresa després del tremp pot arribar a HRC45-55. Tot i que la duresa de l'acer tremp és alta, la tensió residual interna és gran i la tenacitat és deficient, per la qual cosa es requereix un reveniment a alta temperatura per millorar aquestes propietats.
Optimització del reveniment a alta temperatura: el reveniment a alta temperatura se sol dur a terme entre 500 ℃ i 650 ℃, i el temps de reveniment és generalment de 2 a 4 hores. Durant el procés de reveniment, s'allibera la tensió residual de l'acer, la duresa disminueix lleugerament, però la tenacitat millora significativament i es pot formar una estructura de troostita revenida estable, que té bones propietats mecàniques integrals i resistència a la corrosió. Els estudis han demostrat que la resistència a la corrosió de l'acer després del tremp i el reveniment es pot millorar entre un 30% i un 50%. Per exemple, en un entorn atmosfèric industrial, la taxa de corrosió de les matèries primeres de les cadenes de rodets que han estat trempades i revenides és només aproximadament 1/3 de la de l'acer sense tractar. A més, el tremp i el reveniment també poden millorar el rendiment de fatiga de l'acer, cosa que és de gran importància per a l'ús a llarg termini de cadenes de rodets sota càrregues dinàmiques.
El mecanisme de la influència del tremp i reveniment sobre la resistència a la corrosió: el tremp i reveniment millora la microestructura de l'acer, millora la seva duresa i tenacitat superficial i, per tant, augmenta la seva capacitat de resistir l'erosió per medis corrosius. D'una banda, una major duresa pot reduir el desgast mecànic del medi corrosiu a la superfície de l'acer i reduir la velocitat de corrosió; d'altra banda, una estructura organitzativa estable pot alentir la velocitat de difusió del medi corrosiu i retardar l'aparició de reaccions de corrosió. Al mateix temps, el tremp i reveniment també poden millorar la resistència de l'acer a la fragilització per hidrogen. En alguns ambients corrosius que contenen ions d'hidrogen, pot evitar eficaçment que l'acer es deteriori prematurament a causa de la fragilització per hidrogen.
4. Inspecció de qualitat
4.1 Mètode de prova de resistència a la corrosió
La prova de resistència a la corrosió de les matèries primeres de la cadena de rodets és un enllaç clau per garantir la seva qualitat. Mitjançant mètodes de prova científics i raonables, es pot avaluar amb precisió la resistència a la corrosió del material en diferents entorns, proporcionant així una garantia de la fiabilitat del producte.
1. Prova de polvorització salina
La prova de polvorització salina és un mètode d'assaig de corrosió accelerat que simula un oceà o un ambient humit i s'utilitza àmpliament per avaluar la resistència a la corrosió dels materials metàl·lics.
Principi de prova: La mostra de la cadena de rodets es col·loca en una cambra de prova de polvorització salina de manera que la superfície de la mostra estigui exposada contínuament a una determinada concentració d'entorn de polvorització salina. Els ions de clorur de la polvorització salina acceleraran la reacció de corrosió de la superfície metàl·lica. La resistència a la corrosió de la mostra s'avalua observant el grau de corrosió de la mostra dins d'un període de temps determinat. Per exemple, d'acord amb la norma internacional ISO 9227, es realitza una prova de polvorització salina neutra amb una concentració de polvorització salina de solució de NaCl al 5%, una temperatura controlada a uns 35 °C i un temps de prova normalment de 96 hores.
Avaluació dels resultats: La resistència a la corrosió s'avalua en funció d'indicadors com ara els productes de corrosió, la profunditat de les picadures i la velocitat de corrosió a la superfície de la mostra. Per a les cadenes de rodets d'acer inoxidable, després d'una prova de polvorització salina de 96 hores, la profunditat de les picadures a la superfície ha de ser inferior a 0,1 mm i la velocitat de corrosió ha de ser inferior a 0,1 mm/any per complir els requisits d'ús dels entorns industrials generals. Per a les cadenes de rodets d'acer d'aliatge, després de la galvanització o el niquelat, els resultats de la prova de polvorització salina han de complir estàndards més alts. Per exemple, després d'una prova de polvorització salina de 96 hores, la cadena de rodets niquelada no presenta corrosió evident a la superfície i la profunditat de les picadures és inferior a 0,05 mm.
2. Prova electroquímica
Les proves electroquímiques poden proporcionar una comprensió més profunda de la resistència a la corrosió dels materials mesurant el comportament electroquímic dels metalls en medis corrosius.
Prova de la corba de polarització: La mostra de la cadena de rodets s'utilitza com a elèctrode de treball i s'immergeix en un medi corrosiu (com ara una solució de NaCl al 3,5% o una solució de H₂SO₄ a 0,1 mol/L), i la seva corba de polarització es registra mitjançant una estació de treball electroquímica. La corba de polarització pot reflectir paràmetres com la densitat de corrent de corrosió i el potencial de corrosió del material. Per exemple, per a una cadena de rodets d'acer inoxidable 316, la densitat de corrent de corrosió en una solució de NaCl al 3,5% ha de ser inferior a 1 μA/cm², i el potencial de corrosió ha de ser proper a -0,5 V (en relació amb l'elèctrode de calomel saturat), la qual cosa indica que té una bona resistència a la corrosió.
Prova d'espectroscòpia d'impedància electroquímica (EIS): la prova EIS pot mesurar la impedància de transferència de càrrega i la impedància de difusió del material en el medi corrosiu per avaluar la integritat i l'estabilitat de la seva pel·lícula superficial. La resistència a la corrosió del material es pot jutjar analitzant paràmetres com l'arc capacitiu i la constant de temps a l'espectre d'impedància. Per exemple, la impedància de transferència de càrrega de l'acer de la cadena de rodets que ha estat tremp i revenit ha de ser superior a 10⁴Ω·cm² a la prova EIS, la qual cosa indica que la seva pel·lícula superficial té un bon efecte protector.
3. Prova d'immersió
La prova d'immersió és un mètode de prova de corrosió que simula l'entorn d'ús real. La mostra de la cadena de rodets s'immergeix en un medi corrosiu específic durant un període prolongat per observar el seu comportament de corrosió i els canvis de rendiment.
Condicions de prova: Seleccioneu els medis corrosius adequats segons l'entorn d'ús real de la cadena de rodets, com ara una solució àcida (àcid sulfúric, àcid clorhídric, etc.), una solució alcalina (hidròxid de sodi, etc.) o una solució neutra (com ara aigua de mar). La temperatura de prova generalment es controla a temperatura ambient o al rang de temperatura d'ús real, i el temps de prova sol ser de diverses setmanes a diversos mesos. Per exemple, per a les cadenes de rodets utilitzades en entorns químics, s'immergeixen en una solució de H₂SO₄ al 3% a 40 °C durant 30 dies.
Anàlisi de resultats: La resistència a la corrosió s'avalua mesurant indicadors com la pèrdua de massa, el canvi dimensional i el canvi de propietats mecàniques de la mostra. La taxa de pèrdua de massa és un indicador important per mesurar el grau de corrosió. Per a les cadenes de rodets d'acer inoxidable, la taxa de pèrdua de massa després de 30 dies de prova d'immersió ha de ser inferior al 0,5%. Per a les cadenes de rodets d'acer d'aliatge, la taxa de pèrdua de massa ha de ser inferior al 0,2% després del tractament superficial. A més, també s'han de provar els canvis en les propietats mecàniques, com ara la resistència a la tracció i la duresa de la mostra, per garantir que encara pugui complir els requisits d'ús en un entorn corrosiu.
4. Prova de penjat in situ
La prova de penjat in situ consisteix a exposar directament la mostra de la cadena de rodets a l'entorn d'ús real i avaluar la resistència a la corrosió observant la seva corrosió durant un llarg període de temps.
Disposició de la prova: seleccioneu un entorn d'ús real representatiu, com ara un taller químic, una plataforma marina, una planta de processament d'aliments, etc., i pengeu o fixeu la mostra de la cadena de rodets a l'equip a un interval determinat. El temps de prova sol ser de diversos mesos a diversos anys per garantir que es pugui observar completament el comportament de corrosió de la mostra en l'entorn real.
Registre i anàlisi de resultats: Observeu i proveu les mostres regularment i registreu informació com ara la corrosió superficial i la morfologia del producte de corrosió. Per exemple, en un entorn de taller químic, després d'1 any de prova de suspensió, no hi ha cap marca de corrosió evident a la superfície de la cadena de rodets niquelada, mentre que pot aparèixer una petita quantitat de picadura a la superfície de la cadena de rodets galvanitzada. En comparar la corrosió de mostres de diferents materials i processos de tractament en l'entorn real, es pot avaluar amb més precisió la seva resistència a la corrosió, proporcionant una base important per a la selecció de materials i el disseny del producte.
5. Resum
Garantir la resistència a la corrosió de les matèries primeres de la cadena de rodets és un projecte sistemàtic que implica múltiples enllaços com la selecció de materials, el tractament superficial, el procés de tractament tèrmic i una estricta inspecció de qualitat. Seleccionant materials d'acer adequats amb una forta resistència a la corrosió, com ara l'acer inoxidable i l'acer d'aliatge, i combinant processos de tractament superficial com ara la galvanització i el niquelat, es pot millorar significativament la resistència a la corrosió de les cadenes de rodets. El tractament de tremp i reveniment en el procés de tractament tèrmic millora encara més el rendiment integral de l'acer optimitzant els paràmetres de tremp i reveniment, de manera que tingui una millor resistència a la corrosió i propietats mecàniques en entorns complexos.
Pel que fa a la inspecció de qualitat, l'aplicació de diversos mètodes d'assaig, com ara la prova de polvorització salina, la prova electroquímica, la prova d'immersió i la prova de suspensió in situ, proporciona una base científica per avaluar exhaustivament la resistència a la corrosió de les matèries primeres de les cadenes de rodets. Aquests mètodes d'assaig poden simular diferents entorns d'ús reals i detectar amb precisió el comportament a la corrosió i els canvis de rendiment dels materials en diverses condicions, garantint així la fiabilitat i la durabilitat del producte en aplicacions reals.
En general, mitjançant l'optimització coordinada dels enllaços anteriors, es pot millorar eficaçment la resistència a la corrosió de les matèries primeres de les cadenes de rodets, es pot allargar la seva vida útil i es poden complir els requisits d'ús en diferents entorns industrials.
Data de publicació: 16 d'abril de 2025