¿Cómo garantizar la resistencia a la corrosión de las materias primas de las cadenas de rodillos?

¿Cómo garantizar la resistencia a la corrosión de las materias primas de las cadenas de rodillos?

1. Selección de materiales
1.1 Seleccione acero con fuerte resistencia a la corrosión
El acero es la principal materia prima de las cadenas de rodillos, y su resistencia a la corrosión afecta directamente su vida útil y rendimiento. Seleccionar un acero con alta resistencia a la corrosión es el primer paso para garantizar la resistencia a la corrosión de las cadenas.cadenas de rodillos.
Aplicación de materiales de acero inoxidable: El acero inoxidable es uno de los aceros resistentes a la corrosión más utilizados. Contiene una cierta proporción de elementos de cromo, que pueden formar una densa película de óxido de cromo en la superficie que impide el contacto del medio corrosivo con el interior del acero. Por ejemplo, el contenido de cromo del acero inoxidable 304 es de aproximadamente el 18 %, lo que le confiere una buena resistencia a la corrosión y lo hace adecuado para entornos corrosivos generales. En algunos entornos especiales, como entornos marinos con alto contenido de iones cloruro, el acero inoxidable 316 presenta una mayor resistencia a las picaduras gracias a la adición de elementos de molibdeno, y su resistencia a la corrosión es aproximadamente un 30 % superior a la del acero inoxidable 304.
Resistencia a la corrosión del acero aleado: El acero aleado puede mejorar significativamente su resistencia a la corrosión mediante la adición de diversos elementos de aleación, como níquel, cobre, titanio, etc. Por ejemplo, la adición de níquel puede mejorar la estabilidad de la película de pasivación del acero, mientras que el cobre puede mejorar su resistencia a la corrosión en el ambiente atmosférico. Tras un tratamiento térmico adecuado, algunos aceros aleados de alta resistencia pueden formar una película de óxido uniforme en la superficie, lo que mejora aún más su resistencia a la corrosión. Por ejemplo, un acero aleado con níquel y cobre tiene una tasa de corrosión en un ambiente atmosférico industrial de tan solo una quinta parte de la del acero al carbono convencional.
Efecto del tratamiento superficial del acero en la resistencia a la corrosión: Además de seleccionar el acero adecuado, el tratamiento superficial también es un método importante para mejorar su resistencia. Por ejemplo, se recubre la superficie del acero con una capa de zinc, níquel y otros metales mediante tecnología de recubrimiento para formar una barrera física que evita el contacto con medios corrosivos. La capa galvanizada ofrece una buena resistencia a la corrosión en el ambiente atmosférico y su vida útil puede alcanzar décadas. La capa niquelada presenta mayor dureza y mejor resistencia al desgaste, lo que también puede mejorar eficazmente la resistencia a la corrosión del acero. Además, el tratamiento de película de conversión química, como la fosfatación, puede formar una película de conversión química sobre la superficie del acero para mejorar la resistencia a la corrosión y la adhesión del recubrimiento.

2. Tratamiento de superficies
2.1 Galvanizado
El galvanizado es uno de los métodos más importantes para el tratamiento superficial del acero de las cadenas de rodillos. Al recubrir la superficie del acero con una capa de zinc, se puede mejorar eficazmente su resistencia a la corrosión.
Principio de protección de la capa galvanizada: El zinc forma una densa película de óxido de zinc en el ambiente atmosférico, lo que impide el contacto del medio corrosivo con el acero. Cuando la capa galvanizada se daña, el zinc también actúa como ánodo de sacrificio para proteger el acero de la corrosión. Estudios han demostrado que la resistencia a la corrosión de la capa galvanizada puede alcanzar décadas, y su tasa de corrosión en un ambiente atmosférico general es solo aproximadamente una décima parte de la del acero convencional.
Efecto del proceso de galvanizado en la resistencia a la corrosión: Los procesos de galvanizado más comunes incluyen el galvanizado por inmersión en caliente y el electrogalvanizado. La capa de zinc formada por el galvanizado por inmersión en caliente es más gruesa y ofrece una mejor resistencia a la corrosión, pero puede presentar algunas irregularidades en la superficie. El electrogalvanizado permite controlar el espesor de la capa de zinc para lograr una superficie más uniforme y lisa. Por ejemplo, mediante el electrogalvanizado, el espesor de la capa de zinc se puede controlar entre 5 y 15 μm, con una resistencia a la corrosión comparable a la del galvanizado por inmersión en caliente y una mejor calidad de la superficie, lo que resulta adecuado para cadenas de rodillos con requisitos de superficie elevados.
Mantenimiento y precauciones de la capa galvanizada: Es necesario mantener la capa galvanizada durante su uso para evitar daños mecánicos. Si se daña, debe repararse a tiempo para evitar la exposición del acero a medios corrosivos. Además, en entornos especiales, como entornos ácidos o alcalinos fuertes, la resistencia a la corrosión de la capa galvanizada se verá afectada en cierta medida, por lo que es necesario seleccionar un proceso de galvanizado adecuado y tomar las medidas de protección correspondientes según el entorno específico.
2.2 Tratamiento de niquelado
El niquelado es otro método eficaz para mejorar la resistencia a la corrosión del acero de las cadenas de rodillos. Esta capa ofrece buena resistencia a la corrosión y al desgaste.
Resistencia a la corrosión del niquelado: El níquel posee propiedades electroquímicas estables y puede formar una película de pasivación estable en diversos medios corrosivos, impidiendo así eficazmente el contacto del medio corrosivo con el acero. La resistencia a la corrosión de la capa de niquelado es superior a la de la capa de cincado, especialmente en entornos con iones de cloruro, y su resistencia a la corrosión por picaduras es mayor. Por ejemplo, en un entorno de agua de mar con iones de cloruro, la resistencia a la corrosión de la capa de niquelado es de 3 a 5 veces mayor que la de la capa de cincado.
Proceso de niquelado y su impacto en el rendimiento: Los procesos comunes de niquelado incluyen la galvanoplastia y el niquelado químico. La capa de níquel galvanizada presenta una alta dureza y buena resistencia al desgaste, pero exige altos requisitos de planitud en la superficie del sustrato. El niquelado químico permite formar un recubrimiento uniforme sobre la superficie de un sustrato no conductor, cuyo espesor y composición se pueden ajustar mediante parámetros de proceso. Por ejemplo, mediante el niquelado químico, se puede formar una capa de niquelado con un espesor de 10-20 μm sobre la superficie del acero de la cadena de rodillos, con una dureza que puede superar el HV700, lo que no solo ofrece buena resistencia a la corrosión, sino también al desgaste.
Aplicaciones y limitaciones del niquelado: El niquelado se utiliza ampliamente en cadenas de rodillos con altos requisitos de resistencia a la corrosión y al desgaste, como en la industria química, la alimentaria y otras. Sin embargo, el proceso de niquelado es relativamente complejo y costoso, y en entornos con ácidos y álcalis fuertes, la resistencia a la corrosión de la capa de niquelado también se ve limitada en cierta medida. Además, las aguas residuales generadas durante el proceso de niquelado deben tratarse rigurosamente para evitar la contaminación ambiental.

3. Proceso de tratamiento térmico
3.1 Tratamiento de temple y revenido
El tratamiento de temple y revenido es un proceso clave para el tratamiento térmico de las materias primas de las cadenas de rodillos. Mediante la combinación de temple y revenido a alta temperatura, se puede mejorar significativamente el rendimiento integral del acero, mejorando así su resistencia a la corrosión.
El rol del temple y la selección de parámetros: El temple permite enfriar rápidamente el acero, formar estructuras de alta resistencia como la martensita y mejorar su dureza y resistencia. Para las materias primas de cadenas de rodillos, los medios de temple más comunes son el aceite y el agua. Por ejemplo, para algunos aceros aleados con contenido medio de carbono, el temple en aceite puede evitar la formación de grietas y obtener una mayor dureza. La selección de la temperatura de temple es crucial, generalmente entre 800 °C y 900 °C, y la dureza después del temple puede alcanzar HRC45-55. Si bien la dureza del acero templado es alta, la tensión residual interna es alta y la tenacidad es baja, por lo que se requiere un revenido a alta temperatura para mejorar estas propiedades.
Optimización del revenido a alta temperatura: El revenido a alta temperatura se realiza generalmente entre 500 ℃ y 650 ℃, y el tiempo de revenido suele ser de 2 a 4 horas. Durante el proceso de revenido, se libera la tensión residual del acero, la dureza disminuye ligeramente, pero la tenacidad mejora significativamente y se puede formar una estructura de troostita revenida estable, con buenas propiedades mecánicas integrales y resistencia a la corrosión. Estudios han demostrado que la resistencia a la corrosión del acero después del temple y revenido puede mejorarse entre un 30 % y un 50 %. Por ejemplo, en un entorno atmosférico industrial, la tasa de corrosión de las materias primas de las cadenas de rodillos que han sido templadas y revenidas es solo aproximadamente un tercio de la del acero sin tratar. Además, el temple y revenido también puede mejorar el rendimiento de fatiga del acero, lo cual es de gran importancia para el uso a largo plazo de las cadenas de rodillos bajo cargas dinámicas.
El mecanismo de la influencia del temple y revenido en la resistencia a la corrosión: El temple y revenido mejora la microestructura del acero, mejora su dureza superficial y tenacidad, y por lo tanto mejora su capacidad para resistir la erosión por medios corrosivos. Por un lado, una mayor dureza puede reducir el desgaste mecánico del medio corrosivo en la superficie del acero y reducir la velocidad de corrosión; por otro lado, una estructura organizativa estable puede ralentizar la velocidad de difusión del medio corrosivo y retrasar la aparición de reacciones de corrosión. Al mismo tiempo, el temple y revenido también puede mejorar la resistencia del acero a la fragilización por hidrógeno. En algunos entornos corrosivos que contienen iones de hidrógeno, puede prevenir eficazmente que el acero falle prematuramente debido a la fragilización por hidrógeno.

4. Inspección de calidad
4.1 Método de prueba de resistencia a la corrosión
La prueba de resistencia a la corrosión de las materias primas de la cadena de rodillos es fundamental para garantizar su calidad. Mediante métodos de prueba científicos y razonables, se puede evaluar con precisión la resistencia a la corrosión del material en diferentes entornos, garantizando así la fiabilidad del producto.
1. Prueba de niebla salina
La prueba de niebla salina es un método de prueba de corrosión acelerada que simula un ambiente oceánico o húmedo y se utiliza ampliamente para evaluar la resistencia a la corrosión de materiales metálicos.
Principio de la prueba: La muestra de cadena de rodillos se coloca en una cámara de ensayo de niebla salina, de modo que su superficie esté expuesta continuamente a una determinada concentración de niebla salina. Los iones de cloruro presentes en la niebla salina aceleran la reacción de corrosión de la superficie metálica. La resistencia a la corrosión de la muestra se evalúa observando su grado de corrosión durante un período determinado. Por ejemplo, de acuerdo con la norma internacional ISO 9227, se realiza una prueba de niebla salina neutra con una solución de NaCl al 5%, una temperatura controlada de aproximadamente 35 °C y una duración de prueba de 96 horas.
Evaluación de resultados: La resistencia a la corrosión se evalúa con base en indicadores como los productos de corrosión, la profundidad de las picaduras y la velocidad de corrosión en la superficie de la muestra. En el caso de las cadenas de rodillos de acero inoxidable, tras una prueba de niebla salina de 96 horas, la profundidad de las picaduras superficiales debe ser inferior a 0,1 mm y la velocidad de corrosión debe ser inferior a 0,1 mm/año para cumplir con los requisitos de uso en entornos industriales generales. En el caso de las cadenas de rodillos de acero aleado, tras el galvanizado o el niquelado, los resultados de la prueba de niebla salina deben cumplir con estándares más exigentes. Por ejemplo, tras una prueba de niebla salina de 96 horas, la cadena de rodillos niquelada no presenta corrosión evidente en la superficie y la profundidad de las picaduras es inferior a 0,05 mm.
2. Prueba electroquímica
Las pruebas electroquímicas pueden proporcionar una comprensión más profunda de la resistencia a la corrosión de los materiales al medir el comportamiento electroquímico de los metales en medios corrosivos.
Prueba de curva de polarización: La muestra de cadena de rodillos se utiliza como electrodo de trabajo y se sumerge en un medio corrosivo (como una solución de NaCl al 3,5 % o una solución de H₂SO₄ 0,1 mol/L). Su curva de polarización se registra mediante una estación de trabajo electroquímica. La curva de polarización puede reflejar parámetros como la densidad de corriente de corrosión y el potencial de corrosión del material. Por ejemplo, para una cadena de rodillos de acero inoxidable 316, la densidad de corriente de corrosión en una solución de NaCl al 3,5 % debe ser inferior a 1 μA/cm² y el potencial de corrosión debe ser cercano a -0,5 V (en relación con el electrodo de calomelanos saturado), lo que indica una buena resistencia a la corrosión.
Prueba de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS): La prueba EIS mide la impedancia de transferencia de carga y la impedancia de difusión del material en un medio corrosivo para evaluar la integridad y estabilidad de su película superficial. La resistencia a la corrosión del material se puede determinar analizando parámetros como el arco capacitivo y la constante de tiempo en el espectro de impedancia. Por ejemplo, la impedancia de transferencia de carga del acero de una cadena de rodillos, templado y revenido, debe ser superior a 10⁴Ω·cm² en la prueba EIS, lo que indica que su película superficial posee un buen efecto protector.
3. Prueba de inmersión
La prueba de inmersión es un método de prueba de corrosión que simula el entorno de uso real. La muestra de cadena de rodillos se sumerge en un medio corrosivo específico durante un tiempo prolongado para observar su comportamiento corrosivo y los cambios en el rendimiento.
Condiciones de prueba: Seleccione el medio corrosivo adecuado según el entorno de uso real de la cadena de rodillos, como una solución ácida (ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, etc.), una solución alcalina (hidróxido de sodio, etc.) o una solución neutra (como agua de mar). La temperatura de prueba generalmente se controla a temperatura ambiente o dentro del rango de temperatura de uso real, y la duración de la prueba suele ser de varias semanas a varios meses. Por ejemplo, para cadenas de rodillos utilizadas en entornos químicos, se sumergen en una solución de H₂SO₄ al 3 % a 40 °C durante 30 días.
Análisis de resultados: La resistencia a la corrosión se evalúa midiendo indicadores como la pérdida de masa, el cambio dimensional y la modificación de las propiedades mecánicas de la muestra. La tasa de pérdida de masa es un indicador importante para medir el grado de corrosión. En el caso de las cadenas de rodillos de acero inoxidable, la tasa de pérdida de masa tras 30 días de inmersión debe ser inferior al 0,5 %. En el caso de las cadenas de rodillos de acero aleado, la tasa de pérdida de masa debe ser inferior al 0,2 % tras el tratamiento superficial. Además, también deben analizarse los cambios en las propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción y la dureza, de la muestra para garantizar que siga cumpliendo los requisitos de uso en un entorno corrosivo.
4. Prueba de colgado en sitio
La prueba de suspensión en el sitio consiste en exponer directamente la muestra de cadena de rodillos al entorno de uso real y evaluar la resistencia a la corrosión observando su corrosión durante un tiempo prolongado.
Configuración de la prueba: Seleccione un entorno de uso real representativo, como un taller químico, una plataforma petrolífera, una planta de procesamiento de alimentos, etc., y cuelgue o fije la muestra de la cadena de rodillos en el equipo a intervalos determinados. El tiempo de prueba suele ser de varios meses a varios años para garantizar que se pueda observar completamente el comportamiento de la corrosión de la muestra en el entorno real.
Registro y análisis de resultados: Observe y analice las muestras periódicamente, y registre información como la corrosión superficial y la morfología del producto de corrosión. Por ejemplo, en un taller químico, tras un año de pruebas de suspensión, no se observan marcas de corrosión evidentes en la superficie de la cadena de rodillos niquelada, mientras que puede aparecer una pequeña cantidad de picaduras en la superficie de la cadena de rodillos galvanizada. Al comparar la corrosión de muestras de diferentes materiales y procesos de tratamiento en el entorno real, se puede evaluar con mayor precisión su resistencia a la corrosión, lo que constituye una base importante para la selección de materiales y el diseño del producto.

5. Resumen
Garantizar la resistencia a la corrosión de las materias primas de la cadena de rodillos es un proyecto sistemático que abarca múltiples etapas, como la selección de materiales, el tratamiento superficial, el tratamiento térmico y una rigurosa inspección de calidad. Mediante la selección de aceros adecuados con alta resistencia a la corrosión, como acero inoxidable y acero aleado, y la combinación de tratamientos superficiales como el galvanizado y el niquelado, se puede mejorar significativamente la resistencia a la corrosión de las cadenas de rodillos. El tratamiento de temple y revenido en el proceso de tratamiento térmico mejora aún más el rendimiento integral del acero al optimizar sus parámetros, lo que le otorga una mejor resistencia a la corrosión y mejores propiedades mecánicas en entornos complejos.
En cuanto a la inspección de calidad, la aplicación de diversos métodos de prueba, como la prueba de niebla salina, la prueba electroquímica, la prueba de inmersión y la prueba de suspensión in situ, proporciona una base científica para evaluar exhaustivamente la resistencia a la corrosión de las materias primas de las cadenas de rodillos. Estos métodos de prueba permiten simular diferentes entornos de uso reales y detectar con precisión el comportamiento de la corrosión y los cambios de rendimiento de los materiales en diversas condiciones, garantizando así la fiabilidad y durabilidad del producto en aplicaciones reales.
En general, a través de la optimización coordinada de los enlaces anteriores, se puede mejorar eficazmente la resistencia a la corrosión de las materias primas de la cadena de rodillos, extender su vida útil y cumplir con los requisitos de uso en diferentes entornos industriales.