Como garantir a resistencia á corrosión das materias primas das cadeas de rolos?

Como garantir a resistencia á corrosión das materias primas das cadeas de rolos?

1. Selección de materiais
1.1 Escolla aceiro con forte resistencia á corrosión
O aceiro é a principal materia prima das cadeas de rolos e a súa resistencia á corrosión afecta directamente á vida útil e ao rendemento das cadeas de rolos. Seleccionar aceiro cunha forte resistencia á corrosión é o primeiro paso para garantir a resistencia á corrosión decadeas de rolos.
Aplicación dos materiais de aceiro inoxidable: o aceiro inoxidable é un dos aceiros resistentes á corrosión máis empregados. Contén unha certa proporción de elementos de cromo, que poden formar unha densa película de óxido de cromo na superficie para evitar que o medio corrosivo entre en contacto co interior do aceiro. Por exemplo, o contido de cromo do aceiro inoxidable 304 é de aproximadamente o 18 %, o que ten unha boa resistencia á corrosión e é axeitado para ambientes corrosivos xerais. Nalgúns ambientes especiais, como os ambientes de auga de mar con alto contido de ións de cloruro, o aceiro inoxidable 316 ten unha maior resistencia ás picaduras debido á adición de elementos de molibdeno, e a súa resistencia á corrosión é aproximadamente un 30 % maior que a do aceiro inoxidable 304.
Resistencia á corrosión do aceiro de aliaxe: o aceiro de aliaxe pode mellorar significativamente a resistencia á corrosión do aceiro engadindo unha variedade de elementos de aliaxe, como níquel, cobre, titanio, etc. Por exemplo, a adición de níquel pode mellorar a estabilidade da película de pasivación do aceiro e o cobre pode mellorar a resistencia á corrosión do aceiro no ambiente atmosférico. Despois dun tratamento térmico axeitado, algúns aceiros de aliaxe de alta resistencia poden formar unha película de óxido uniforme na superficie, mellorando aínda máis a súa resistencia á corrosión. Tomando como exemplo un aceiro de aliaxe que contén níquel e cobre, a súa taxa de corrosión nun ambiente atmosférico industrial é só 1/5 da do aceiro ao carbono ordinario.
O efecto do tratamento superficial do aceiro na resistencia á corrosión: Ademais de seleccionar o aceiro axeitado, o tratamento superficial tamén é un medio importante para mellorar a resistencia á corrosión do aceiro. Por exemplo, unha capa de zinc, níquel e outros metais revístase na superficie do aceiro mediante tecnoloxía de revestimento para formar unha barreira física que evite que os medios corrosivos entren en contacto co aceiro. A capa galvanizada ten unha boa resistencia á corrosión no ambiente atmosférico e a súa vida útil de resistencia á corrosión pode chegar a décadas. A capa niquelada ten maior dureza e mellor resistencia ao desgaste, e tamén pode mellorar eficazmente a resistencia á corrosión do aceiro. Ademais, o tratamento de película de conversión química, como a fosfatación, pode formar unha película de conversión química na superficie do aceiro para mellorar a resistencia á corrosión e a adhesión do revestimento do aceiro.

2. Tratamento superficial
2.1 Galvanización
A galvanización é un dos métodos importantes para o tratamento da superficie do aceiro das cadeas de rolos. Ao recubrir a superficie do aceiro cunha capa de zinc, pódese mellorar eficazmente a súa resistencia á corrosión.
Principio de protección da capa galvanizada: o zinc forma unha densa película de óxido de zinc no ambiente atmosférico, que pode evitar que o medio corrosivo entre en contacto co aceiro. Cando a capa galvanizada está danada, o zinc tamén actuará como ánodo de sacrificio para protexer o aceiro da corrosión. Os estudos demostraron que a resistencia á corrosión da capa galvanizada pode alcanzar décadas e que a súa taxa de corrosión nun ambiente atmosférico xeral é só aproximadamente 1/10 da do aceiro ordinario.
O efecto do proceso de galvanización na resistencia á corrosión: Os procesos de galvanización comúns inclúen a galvanización en quente, a electrogalvanización, etc. A capa de zinc formada pola galvanización en quente é máis grosa e ten unha mellor resistencia á corrosión, pero poden producirse algunhas irregularidades na superficie. A electrogalvanización pode controlar o grosor da capa de zinc para facer a superficie máis uniforme e lisa. Por exemplo, mediante o proceso de electrogalvanización, o grosor da capa de zinc pódese controlar entre 5-15 μm, e a súa resistencia á corrosión é comparable á da galvanización en quente, e a calidade da superficie é mellor, o que é axeitado para produtos de cadea de rolos con altos requisitos superficiais.
Mantemento e precaucións da capa galvanizada: É necesario manter a capa galvanizada durante o seu uso para evitar danos mecánicos. Se a capa galvanizada está danada, debe repararse a tempo para evitar que o aceiro quede exposto ao medio corrosivo. Ademais, nalgúns ambientes especiais, como ambientes ácidos ou alcalinos fortes, a resistencia á corrosión da capa galvanizada verase afectada ata certo punto, polo que é necesario seleccionar un proceso de galvanización axeitado e as medidas de protección posteriores segundo o ambiente específico.
2.2 Tratamento de niquelado
O niquelado é outro método eficaz para mellorar a resistencia á corrosión do aceiro das cadeas de rolos. A capa de niquelado ten boa resistencia á corrosión e ao desgaste.
Resistencia á corrosión do niquelado: o níquel ten propiedades electroquímicas estables e pode formar unha película de pasivación estable en moitos medios corrosivos, evitando así eficazmente que o medio corrosivo entre en contacto co aceiro. A resistencia á corrosión da capa de niquelado é mellor que a da capa de zincado, especialmente nun ambiente que contén ións de cloruro, e a súa resistencia á corrosión é maior. Por exemplo, nun ambiente de auga de mar que contén ións de cloruro, a vida útil da resistencia á corrosión da capa de niquelado é de 3 a 5 veces maior que a da capa de zincado.
Proceso de niquelado e o seu impacto no rendemento: Os procesos comúns de niquelado inclúen a galvanoplastia e o niquelado químico. A capa de níquel galvanizado ten unha alta dureza e unha boa resistencia ao desgaste, pero ten altos requisitos para a planitude da superficie do substrato. O niquelado químico pode formar un revestimento uniforme na superficie dun substrato non condutor, e o grosor e a composición do revestimento pódense axustar mediante parámetros do proceso. Por exemplo, mediante o proceso de niquelado químico, pódese formar unha capa de niquelado cun grosor de 10-20 μm na superficie do aceiro da cadea de rolos, e a súa dureza pode alcanzar máis de HV700, que non só ten unha boa resistencia á corrosión, senón tamén unha boa resistencia ao desgaste.
Aplicación e limitacións do niquelado: o niquelado úsase amplamente en produtos de cadeas de rolos con altos requisitos de resistencia á corrosión e ao desgaste, como na industria química, no procesamento de alimentos e noutras industrias. Non obstante, o proceso de niquelado é relativamente complexo e custoso, e nalgúns ambientes con ácidos fortes e álcalis fortes, a resistencia á corrosión da capa de niquelado tamén estará limitada ata certo punto. Ademais, as augas residuais xeradas durante o proceso de niquelado deben tratarse estritamente para evitar a contaminación ambiental.

3. Proceso de tratamento térmico
3.1 Tratamento de tempero e revenido
O tratamento de temple e revenido é un proceso clave para o tratamento térmico das materias primas das cadeas de rolos. Mediante a combinación de temple e revenido a alta temperatura, pódese mellorar significativamente o rendemento integral do aceiro, aumentando así a súa resistencia á corrosión.
O papel do temple e a selección de parámetros: o temple pode arrefriar rapidamente o aceiro, formar estruturas de alta resistencia como a martensita e mellorar a dureza e a resistencia do aceiro. Para as materias primas das cadeas de rolos, os medios de temple que se usan habitualmente inclúen aceite e auga. Por exemplo, para algúns aceiros de aliaxe de carbono medio, o temple en aceite pode evitar a xeración de gretas de temple e obter unha maior dureza. A selección da temperatura de temple é crucial, xeralmente entre 800 ℃ e 900 ℃, e a dureza despois do temple pode alcanzar HRC45-55. Aínda que a dureza do aceiro temple é alta, a tensión residual interna é grande e a tenacidade é baixa, polo que se require un revenido a alta temperatura para mellorar estas propiedades.
Optimización do revenido a alta temperatura: o revenido a alta temperatura adoita levarse a cabo entre 500 ℃ e 650 ℃, e o tempo de revenido é xeralmente de 2 a 4 horas. Durante o proceso de revenido, a tensión residual no aceiro libérase, a dureza diminúe lixeiramente, pero a tenacidade mellora significativamente e pódese formar unha estrutura de troostita revenida estable, que ten boas propiedades mecánicas integrais e resistencia á corrosión. Os estudos demostraron que a resistencia á corrosión do aceiro despois do tempero e o revenido pode mellorar entre un 30 % e un 50 %. Por exemplo, nun ambiente atmosférico industrial, a taxa de corrosión das materias primas das cadeas de rolos que foron temperadas e revenidas é só aproximadamente 1/3 da do aceiro sen tratar. Ademais, o tempero e o revenido tamén poden mellorar o rendemento á fatiga do aceiro, o que é de gran importancia para o uso a longo prazo das cadeas de rolos baixo cargas dinámicas.
O mecanismo da influencia do temple e revenido na resistencia á corrosión: o temple e revenido mellora a microestrutura do aceiro, mellora a súa dureza e tenacidade superficial e, polo tanto, aumenta a súa capacidade para resistir a erosión por medios corrosivos. Por unha banda, unha maior dureza pode reducir o desgaste mecánico do medio corrosivo na superficie do aceiro e reducir a velocidade de corrosión; por outra banda, unha estrutura organizativa estable pode frear a velocidade de difusión do medio corrosivo e atrasar a aparición de reaccións de corrosión. Ao mesmo tempo, o temple e revenido tamén poden mellorar a resistencia do aceiro á fragilización por hidróxeno. Nalgúns ambientes corrosivos que conteñen ións de hidróxeno, pode evitar eficazmente que o aceiro falle prematuramente debido á fragilización por hidróxeno.

4. Inspección de calidade
4.1 Método de proba de resistencia á corrosión
A proba de resistencia á corrosión das materias primas da cadea de rolos é un elo fundamental para garantir a súa calidade. Mediante métodos de proba científicos e razoables, pódese avaliar con precisión a resistencia á corrosión do material en diferentes ambientes, o que garante a fiabilidade do produto.
1. Proba de pulverización salina
A proba de pulverización salina é un método acelerado de proba de corrosión que simula un ambiente oceánico ou húmido e úsase amplamente para avaliar a resistencia á corrosión dos materiais metálicos.
Principio da proba: A mostra da cadea de rolos colócase nunha cámara de proba de pulverización salina para que a superficie da mostra estea exposta continuamente a unha determinada concentración de ambiente de pulverización salina. Os ións de cloruro na pulverización salina acelerarán a reacción de corrosión da superficie metálica. A resistencia á corrosión da mostra avalíase observando o grao de corrosión da mostra dentro dun determinado período de tempo. Por exemplo, de acordo coa norma internacional ISO 9227, realízase unha proba de pulverización salina neutra cunha concentración de pulverización salina dunha solución de NaCl ao 5 %, unha temperatura controlada a uns 35 °C e un tempo de proba que adoita ser de 96 horas.
Avaliación dos resultados: A resistencia á corrosión avalíase en función de indicadores como os produtos de corrosión, a profundidade das picaduras e a taxa de corrosión na superficie da mostra. Para as cadeas de rolos de aceiro inoxidable, despois dunha proba de pulverización de sal de 96 horas, a profundidade das picaduras na superficie debe ser inferior a 0,1 mm e a taxa de corrosión debe ser inferior a 0,1 mm/ano para cumprir cos requisitos de uso dos entornos industriais xerais. Para as cadeas de rolos de aceiro de aliaxe, despois da galvanización ou do niquelado, os resultados da proba de pulverización de sal deben cumprir estándares máis elevados. Por exemplo, despois dunha proba de pulverización de sal de 96 horas, a cadea de rolos niquelada non presenta corrosión evidente na superficie e a profundidade das picaduras é inferior a 0,05 mm.
2. Proba electroquímica
As probas electroquímicas poden proporcionar unha comprensión máis profunda da resistencia á corrosión dos materiais medindo o comportamento electroquímico dos metais en medios corrosivos.
Proba da curva de polarización: A mostra da cadea de rolos úsase como eléctrodo de traballo e mergúllase nun medio corrosivo (como unha solución de NaCl ao 3,5 % ou unha solución de H₂SO₄ a 0,1 mol/L) e a súa curva de polarización rexístrase nunha estación de traballo electroquímica. A curva de polarización pode reflectir parámetros como a densidade de corrente de corrosión e o potencial de corrosión do material. Por exemplo, para unha cadea de rolos de aceiro inoxidable 316, a densidade de corrente de corrosión nunha solución de NaCl ao 3,5 % debe ser inferior a 1 μA/cm² e o potencial de corrosión debe ser próximo a -0,5 V (en relación co eléctrodo de calomelano saturado), o que indica que ten unha boa resistencia á corrosión.
Proba de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS): A proba EIS pode medir a impedancia de transferencia de carga e a impedancia de difusión do material no medio corrosivo para avaliar a integridade e a estabilidade da súa película superficial. A resistencia á corrosión do material pódese avaliar analizando parámetros como o arco capacitivo e a constante de tempo no espectro de impedancia. Por exemplo, a impedancia de transferencia de carga do aceiro da cadea de rolos que foi temperado e revenido debe ser superior a 10⁴Ω·cm² na proba EIS, o que indica que a súa película superficial ten un bo efecto protector.
3. Proba de inmersión
A proba de inmersión é un método de proba de corrosión que simula o ambiente de uso real. A mostra da cadea de rolos mergúllase nun medio corrosivo específico durante un longo período de tempo para observar o seu comportamento á corrosión e os cambios de rendemento.
Condicións de proba: Seleccione os medios corrosivos axeitados segundo o ambiente de uso real da cadea de rolos, como unha solución ácida (ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, etc.), unha solución alcalina (hidróxido de sodio, etc.) ou unha solución neutra (como auga de mar). A temperatura de proba xeralmente contrólase a temperatura ambiente ou no rango de temperatura de uso real, e o tempo de proba adoita ser de varias semanas a varios meses. Por exemplo, para as cadeas de rolos utilizadas en ambientes químicos, mergúllanse nunha solución de H₂SO₄ ao 3 % a 40 °C durante 30 días.
Análise de resultados: A resistencia á corrosión avalíase medindo indicadores como a perda de masa, o cambio dimensional e o cambio nas propiedades mecánicas da mostra. A taxa de perda de masa é un indicador importante para medir o grao de corrosión. Para as cadeas de rolos de aceiro inoxidable, a taxa de perda de masa despois de 30 días de proba de inmersión debe ser inferior ao 0,5 %. Para as cadeas de rolos de aceiro de aliaxe, a taxa de perda de masa debe ser inferior ao 0,2 % despois do tratamento superficial. Ademais, tamén se deben probar os cambios nas propiedades mecánicas, como a resistencia á tracción e a dureza da mostra, para garantir que aínda pode cumprir os requisitos de uso nun ambiente corrosivo.
4. Proba de suspensión in situ
A proba de suspensión in situ consiste en expoñer directamente a mostra da cadea de rolos ao ambiente de uso real e avaliar a resistencia á corrosión observando a súa corrosión durante un longo período de tempo.
Disposición da proba: selecciona un ambiente de uso real representativo, como un taller químico, unha plataforma mariña, unha planta de procesamento de alimentos, etc., e colga ou fixa a mostra da cadea de rolos no equipo nun intervalo determinado. O tempo de proba adoita ser de varios meses a varios anos para garantir que se poida observar completamente o comportamento de corrosión da mostra no ambiente real.
Rexistro e análise de resultados: observe e probe as mostras regularmente e rexistre información como a corrosión superficial e a morfoloxía do produto de corrosión. Por exemplo, nun ambiente de taller químico, despois dun ano de proba de suspensión, non hai marcas de corrosión evidentes na superficie da cadea de rolos niquelada, mentres que pode aparecer unha pequena cantidade de picaduras na superficie da cadea de rolos galvanizada. Ao comparar a corrosión de mostras de diferentes materiais e procesos de tratamento no ambiente real, pódese avaliar con maior precisión a súa resistencia á corrosión, o que proporciona unha base importante para a selección de materiais e o deseño do produto.

5. Resumo
Garantir a resistencia á corrosión das materias primas da cadea de rolos é un proxecto sistemático que implica múltiples elos, como a selección de materiais, o tratamento superficial, o proceso de tratamento térmico e unha rigorosa inspección de calidade. Ao seleccionar materiais de aceiro axeitados con forte resistencia á corrosión, como o aceiro inoxidable e o aceiro de aliaxe, e combinar procesos de tratamento superficial como a galvanización e o niquelado, pódese mellorar significativamente a resistencia á corrosión das cadeas de rolos. O tratamento de temple e revenido no proceso de tratamento térmico mellora aínda máis o rendemento integral do aceiro ao optimizar os parámetros de temple e revenido, de xeito que teña unha mellor resistencia á corrosión e propiedades mecánicas en ambientes complexos.
En termos de inspección de calidade, a aplicación de varios métodos de ensaio, como a proba de pulverización de sal, a proba electroquímica, a proba de inmersión e a proba de suspensión in situ, proporciona unha base científica para avaliar exhaustivamente a resistencia á corrosión das materias primas das cadeas de rolos. Estes métodos de ensaio poden simular diferentes ambientes de uso reais e detectar con precisión o comportamento á corrosión e os cambios de rendemento dos materiais en diversas condicións, garantindo así a fiabilidade e a durabilidade do produto en aplicacións reais.
En xeral, mediante a optimización coordinada das ligazóns anteriores, pódese mellorar eficazmente a resistencia á corrosión das materias primas das cadeas de rolos, pódese prolongar a súa vida útil e pódense cumprir os requisitos de uso en diferentes ambientes industriais.