Hogyan biztosítható a görgősláncok alapanyagainak korrózióállósága?
1. Anyagválasztás
1.1 Válasszon erős korrózióállóságú acélt
Az acél a görgősláncok fő nyersanyaga, és korrózióállósága közvetlenül befolyásolja a görgősláncok élettartamát és teljesítményét. Az erős korrózióállóságú acél kiválasztása az első lépés a görgősláncok korrózióállóságának biztosításához.görgős láncok.
Rozsdamentes acél anyagok alkalmazása: A rozsdamentes acél az egyik leggyakrabban használt korrózióálló acél. Bizonyos arányban króm elemeket tartalmaz, amelyek sűrű króm-oxid filmet képezhetnek a felületen, megakadályozva, hogy a korrozív közeg érintkezzen az acél belsejével. Például a 304 rozsdamentes acél krómtartalma körülbelül 18%, ami jó korrózióállósággal rendelkezik, és általános korrozív környezetekben is alkalmas. Bizonyos speciális környezetekben, például magas kloridion-tartalmú tengervízben a 316 rozsdamentes acél molibdén elemek hozzáadása miatt erősebb korrózióállósággal rendelkezik, és korrózióállósága körülbelül 30%-kal magasabb, mint a 304 rozsdamentes acélé.
Ötvözött acél korrózióállósága: Az ötvözött acél jelentősen javíthatja az acél korrózióállóságát különféle ötvözőelemek, például nikkel, réz, titán stb. hozzáadásával. Például a nikkel hozzáadása javíthatja az acél passziváló film stabilitását, a réz pedig javíthatja az acél korrózióállóságát atmoszférikus környezetben. Megfelelő hőkezelés után egyes nagy szilárdságú ötvözött acélok egyenletes oxidfilmet képezhetnek a felületükön, ami tovább fokozza a korrózióállóságukat. Példaként említve egy nikkelt és rezet tartalmazó ötvözött acélt, annak korróziós sebessége ipari légköri környezetben mindössze 1/5-e a hagyományos szénacélénak.
Az acél felületkezelésének hatása a korrózióállóságra: A megfelelő acél kiválasztása mellett a felületkezelés is fontos eszköz az acél korrózióállóságának javítására. Például galvanizálási technológiával cink-, nikkel- és más fémréteget visznek fel az acél felületére, hogy fizikai gátat képezzenek, megakadályozva a korrozív közegek érintkezését az acéllal. A horganyzott réteg jó korrózióállósággal rendelkezik a légköri környezetben, és korrózióállósági élettartama évtizedekig is eltarthat. A nikkelezett réteg nagyobb keménységgel és jobb kopásállósággal rendelkezik, és hatékonyan javíthatja az acél korrózióállóságát is. Ezenkívül a kémiai konverziós filmkezelés, például a foszfatálás, kémiai konverziós filmet képezhet az acél felületén, javítva az acél korrózióállóságát és bevonat tapadását.
2. Felületkezelés
2.1 Horganyzás
A horganyzás a görgősláncos acélfelület-kezelés egyik fontos módszere. Az acélfelület cinkréteggel való bevonásával hatékonyan javítható annak korrózióállósága.
A horganyzott réteg védelmi elve: A cink a légköri környezetben sűrű cink-oxid filmet képez, amely megakadályozza, hogy a korrozív közeg érintkezzen az acéllal. A horganyzott réteg sérülése esetén a cink áldozati anódként is működik, megvédve az acélt a korróziótól. Tanulmányok kimutatták, hogy a horganyzott réteg korrózióállósága elérheti az évtizedeket, és korróziós sebessége általános légköri környezetben csak körülbelül 1/10-e a hagyományos acélénak.
A horganyzási eljárás hatása a korrózióállóságra: A gyakori horganyzási eljárások közé tartozik a tűzihorganyzás, az elektrogalvanizálás stb. A tűzihorganyzással képződő cinkréteg vastagabb és jobban ellenáll a korróziónak, de a felületen némi egyenetlenség előfordulhat. Az elektrogalvanizálás szabályozhatja a cinkréteg vastagságát, hogy a felület egyenletesebb és simább legyen. Például az elektrogalvanizálási eljárás alkalmazásával a cinkréteg vastagsága 5-15 μm között szabályozható, korrózióállósága összehasonlítható a tűzihorganyzással, és a felületi minőség is jobb, ami alkalmas a magas felületi követelményeket támasztó görgősláncos termékekhez.
A horganyzott réteg karbantartása és óvintézkedései: A horganyzott réteget használat közben karban kell tartani a mechanikai sérülések elkerülése érdekében. Ha a horganyzott réteg sérült, időben meg kell javítani, hogy az acél ne legyen kitéve a korrozív közegnek. Ezenkívül bizonyos speciális környezetben, például erősen savas vagy lúgos környezetben a horganyzott réteg korrózióállósága bizonyos mértékig csökken, ezért a megfelelő horganyzási eljárást és az azt követő védőintézkedéseket az adott környezetnek megfelelően kell kiválasztani.
2.2 Nikkelezési kezelés
A nikkelbevonat egy másik hatékony módszer a görgőslánc-acél korrózióállóságának javítására. A nikkelbevonat réteg jó korrózióállósággal és kopásállósággal rendelkezik.
Nikkelbevonat korrózióállósága: A nikkel stabil elektrokémiai tulajdonságokkal rendelkezik, és számos korrozív közegben stabil passziváló filmet képezhet, ezáltal hatékonyan megakadályozva, hogy a korrozív közeg érintkezzen az acéllal. A nikkelbevonat réteg korrózióállósága jobb, mint a cinkbevonat rétegé, különösen kloridionokat tartalmazó környezetben, és erősebb a lyukkorrózióállósága. Például kloridionokat tartalmazó tengervízben a nikkelbevonat réteg korrózióállósági élettartama 3-5-szöröse a cinkbevonat rétegének.
Nikkelezési eljárás és annak hatása a teljesítményre: A gyakori nikkelezési eljárások közé tartozik a galvanizálás és a kémiai nikkelezés. A galvanizált nikkelréteg nagy keménységgel és jó kopásállósággal rendelkezik, de magas követelményeket támaszt az aljzat felületének síkságával szemben. A kémiai nikkelezés egyenletes bevonatot képezhet a nem vezetőképes aljzat felületén, és a bevonat vastagsága és összetétele a folyamatparamétereken keresztül állítható. Például a kémiai nikkelezési eljárás alkalmazásával 10-20 μm vastagságú nikkelezési réteg alakítható ki a görgőslánc acél felületén, amelynek keménysége elérheti a HV700-at is, ami nemcsak jó korrózióállósággal, hanem jó kopásállósággal is rendelkezik.
Nikkelbevonat alkalmazása és korlátai: A nikkelbevonatot széles körben alkalmazzák görgőslánc-termékekben, ahol magasak a korrózióállósági és kopásállósági követelmények, például a vegyiparban, az élelmiszer-feldolgozásban és más iparágakban. A nikkelbevonatolási folyamat azonban viszonylag bonyolult és költséges, és egyes erős savas és erős lúgos környezetben a nikkelbevonat réteg korrózióállósága is bizonyos mértékig korlátozott. Ezenkívül a nikkelbevonatolás során keletkező szennyvizet szigorúan kezelni kell a környezetszennyezés elkerülése érdekében.
3. Hőkezelési folyamat
3.1 Edzés és megeresztés
A hűtés és a megeresztés kulcsfontosságú eljárás a görgőslánc-alapanyagok hőkezelésében. A hűtés és a magas hőmérsékletű megeresztés kombinációjával az acél átfogó teljesítménye jelentősen javítható, ezáltal fokozva korrózióállóságát.
A kioltás szerepe és a paraméterek megválasztása: A kioltás gyorsan lehűtheti az acélt, nagy szilárdságú szerkezeteket, például martenzitet képezhet, és javíthatja az acél keménységét és szilárdságát. Görgőslánc-alapanyagokhoz az általánosan használt kioltóközegek közé tartozik az olaj és a víz. Például egyes közepes széntartalmú ötvözött acélok esetében az olajos kioltás elkerülheti a kioltási repedések kialakulását és nagyobb keménységet érhet el. A kioltási hőmérséklet megválasztása kulcsfontosságú, általában 800℃-900℃ között van, és a kioltás utáni keménység elérheti a HRC45-55 értéket. Bár a kioltott acél keménysége magas, a belső maradékfeszültség nagy, a szívósság pedig gyenge, ezért magas hőmérsékletű megeresztésre van szükség ezen tulajdonságok javításához.
A magas hőmérsékletű megeresztés optimalizálása: A magas hőmérsékletű megeresztést általában 500℃-650℃ között végzik, a megeresztési idő általában 2-4 óra. A megeresztési folyamat során az acélban maradó feszültség felszabadul, a keménység kissé csökken, de a szívósság jelentősen javul, és stabil megeresztett troosztit szerkezet alakulhat ki, amely jó átfogó mechanikai tulajdonságokkal és korrózióállósággal rendelkezik. Tanulmányok kimutatták, hogy az acél korrózióállósága a megeresztés után 30%-50%-kal javítható. Például ipari légköri környezetben a megeresztett görgősláncok alapanyagainak korróziós sebessége csak körülbelül 1/3-a a kezeletlen acélénak. Ezenkívül a megeresztés javíthatja az acél fáradási teljesítményét is, ami nagy jelentőséggel bír a görgősláncok dinamikus terhelés alatti hosszú távú használatához.
A megeresztés és edzés korrózióállóságra gyakorolt hatásának mechanizmusa: A megeresztés és edzés javítja az acél mikroszerkezetét, felületi keménységét és szívósságát, ezáltal fokozza a korrozív közeg okozta erózióval szembeni ellenállását. Egyrészt a nagyobb keménység csökkentheti a korrozív közeg mechanikai kopását az acél felületén és csökkentheti a korróziós sebességet; másrészt a stabil szervezeti felépítés lelassíthatja a korrozív közeg diffúziós sebességét és késleltetheti a korróziós reakciók bekövetkezését. Ugyanakkor a megeresztés és edzés javíthatja az acél hidrogénridegedés elleni ellenállását is. Bizonyos hidrogénionokat tartalmazó korrozív környezetben hatékonyan megakadályozhatja az acél idő előtti meghibásodását a hidrogénridegedés miatt.
4. Minőségellenőrzés
4.1 Korrózióállósági vizsgálati módszer
A görgőslánc alapanyagainak korrózióállósági vizsgálata kulcsfontosságú a minőség biztosításában. Tudományos és ésszerű vizsgálati módszerekkel pontosan kiértékelhető az anyag korrózióállósága különböző környezetekben, ezáltal garantálva a termék megbízhatóságát.
1. Sópermet-teszt
A sópermet-teszt egy gyorsított korrózióvizsgálati módszer, amely óceáni vagy párás környezetet szimulál, és széles körben használják fémes anyagok korrózióállóságának értékelésére.
Vizsgálati elv: A görgőslánc mintát sópermet-tesztkamrába helyezik, hogy a minta felülete folyamatosan egy bizonyos koncentrációjú sópermet-környezetnek legyen kitéve. A sópermetben lévő kloridionok felgyorsítják a fémfelület korróziós reakcióját. A minta korrózióállóságát a minta korróziós fokának egy bizonyos időtartamon belüli megfigyelésével értékelik. Például az ISO 9227 nemzetközi szabványnak megfelelően egy semleges sópermet-tesztet 5%-os NaCl-oldat koncentrációjú sópermettel, körülbelül 35°C-on szabályozott hőmérsékleten, általában 96 órás vizsgálati idővel végeznek.
Eredményértékelés: A korrózióállóságot olyan mutatók alapján értékelik, mint a korróziós termékek, a gödrösödés mélysége és a minta felületén lévő korróziós sebesség. Rozsdamentes acél görgősláncok esetében a 96 órás sópermet-teszt után a felületi gödrösödési mélységnek kevesebbnek kell lennie, mint 0,1 mm, a korróziós sebességnek pedig kevesebbnek kell lennie, mint 0,1 mm/év, hogy megfeleljenek az általános ipari környezet használati követelményeinek. Ötvözött acél görgősláncok esetében a horganyzás vagy nikkelezés után a sópermet-teszt eredményeinek magasabb szabványoknak kell megfelelniük. Például egy 96 órás sópermet-teszt után a nikkelezett görgősláncon nincs látható korrózió a felületen, és a gödrösödési mélység kevesebb, mint 0,05 mm.
2. Elektrokémiai vizsgálat
Az elektrokémiai vizsgálatok mélyebb megértést nyújthatnak az anyagok korrózióállóságáról azáltal, hogy mérik a fémek elektrokémiai viselkedését korrozív közegben.
Polarizációs görbe vizsgálat: A görgőslánc mintát munkaelektródaként használják, és korrozív közegbe (például 3,5%-os NaCl-oldatba vagy 0,1 mol/l H₂SO₄-oldatba) merítik, és polarizációs görbéjét egy elektrokémiai munkaállomás rögzíti. A polarizációs görbe olyan paramétereket tükrözhet, mint az anyag korróziós áramsűrűsége és korróziós potenciálja. Például 316 rozsdamentes acél görgőslánc esetén a korróziós áramsűrűségnek 3,5%-os NaCl-oldatban kisebbnek kell lennie, mint 1 μA/cm², a korróziós potenciálnak pedig közel -0,5 V-nak (a telített kalomel elektródához viszonyítva), ami a jó korrózióállóságot jelzi.
Elektrokémiai impedancia spektroszkópiai (EIS) vizsgálat: Az EIS vizsgálattal mérhető az anyag töltésátviteli impedanciája és diffúziós impedanciája a korrozív közegben, így értékelhető a felületi film integritása és stabilitása. Az anyag korrózióállósága olyan paraméterek elemzésével ítélhető meg, mint a kapacitív ív és az időállandó az impedancia spektrumban. Például a megeresztett görgőslánc acél töltésátviteli impedanciájának az EIS vizsgálat során nagyobbnak kell lennie, mint 10⁴Ω·cm², ami azt jelzi, hogy a felületi film jó védőhatással rendelkezik.
3. Merülési teszt
A merítési teszt egy korrózióvizsgálati módszer, amely a tényleges használati környezetet szimulálja. A görgőslánc-mintát hosszú időre egy adott korrozív közegbe merítik, hogy megfigyeljék a korróziós viselkedését és a teljesítményváltozásait.
Vizsgálati körülmények: A görgőslánc tényleges felhasználási környezetének megfelelően válasszon megfelelő korrozív közeget, például savas oldatot (kénsav, sósav stb.), lúgos oldatot (nátrium-hidroxid stb.) vagy semleges oldatot (például tengervíz). A vizsgálati hőmérsékletet általában szobahőmérsékleten vagy a tényleges felhasználási hőmérsékleti tartományban szabályozzák, és a vizsgálati idő általában több héttől több hónapig terjed. Például kémiai környezetben használt görgősláncok esetében 30 napig 40°C-on 3%-os H₂SO₄ oldatba merítik őket.
Eredményelemzés: A korrózióállóságot olyan mérési mutatókkal értékelik, mint a tömegveszteség, a méretváltozás és a minta mechanikai tulajdonságainak változása. A tömegveszteségi ráta fontos mutató a korrózió mértékének mérésére. Rozsdamentes acél görgősláncok esetében a tömegveszteségi rátának 30 napos merítési vizsgálat után kevesebbnek kell lennie, mint 0,5%. Ötvözött acél görgősláncok esetében a tömegveszteségi rátának felületkezelés után kevesebbnek kell lennie, mint 0,2%. Ezenkívül a minta mechanikai tulajdonságainak, például szakítószilárdságának és keménységének változásait is meg kell vizsgálni annak biztosítása érdekében, hogy a minta továbbra is megfeleljen a használati követelményeknek korrozív környezetben.
4. Helyszíni függesztési teszt
A helyszíni függesztési teszt célja, hogy a görgőslánc-mintát közvetlenül a tényleges felhasználási környezetnek tegyék ki, és a korrózióállóságot hosszú távú megfigyeléssel értékeljék.
Tesztelési elrendezés: Válasszon ki egy reprezentatív tényleges felhasználási környezetet, például vegyipari műhelyt, tengeri platformot, élelmiszer-feldolgozó üzemet stb., és bizonyos időközönként akassza vagy rögzítse a görgőslánc-mintát a berendezésre. A teszt időtartama általában több hónaptól több évig terjed, hogy a minta korróziós viselkedése a tényleges környezetben teljes mértékben megfigyelhető legyen.
Eredményrögzítés és elemzés: Rendszeresen figyelje meg és tesztelje a mintákat, és rögzítse az olyan információkat, mint a felületi korrózió és a korróziós termék morfológiája. Például egy vegyipari műhelykörnyezetben 1 év függesztési teszt után a nikkelezett görgőslánc felületén nincs nyilvánvaló korróziós nyom, míg a horganyzott görgőslánc felületén kis mennyiségű korrózió jelenhet meg. A különböző anyagokból és kezelési folyamatokból készült minták korróziójának összehasonlításával a tényleges környezetben pontosabban értékelhető a korrózióállóság, ami fontos alapot nyújt a termék anyagkiválasztásához és tervezéséhez.
5. Összefoglalás
A görgősláncok alapanyagainak korrózióállóságának biztosítása egy szisztematikus projekt, amely több láncszemet foglal magában, mint például az anyagválasztás, a felületkezelés, a hőkezelési folyamat és a szigorú minőségellenőrzés. A megfelelő, erős korrózióállóságú acélanyagok, például a rozsdamentes acél és az ötvözött acél kiválasztásával, valamint a felületkezelési eljárások, például a horganyzás és a nikkelezés kombinálásával a görgősláncok korrózióállósága jelentősen javítható. A hőkezelési folyamat során alkalmazott edzés és megeresztés tovább javítja az acél átfogó teljesítményét az edzési és megeresztési paraméterek optimalizálásával, így az összetett környezetben is jobb korrózióállósággal és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik.
A minőségellenőrzés terén a különféle vizsgálati módszerek, mint például a sópermet-teszt, az elektrokémiai vizsgálat, a merítési vizsgálat és a helyszíni függesztési vizsgálat alkalmazása tudományos alapot biztosít a görgőslánc-alapanyagok korrózióállóságának átfogó értékeléséhez. Ezek a vizsgálati módszerek képesek szimulálni a különböző tényleges felhasználási környezeteket, és pontosan érzékelni az anyagok korróziós viselkedését és teljesítményváltozásait különböző körülmények között, ezáltal biztosítva a termék megbízhatóságát és tartósságát a tényleges alkalmazásokban.
Általánosságban elmondható, hogy a fenti kapcsolatok összehangolt optimalizálásával hatékonyan javítható a görgőslánc-alapanyagok korrózióállósága, meghosszabbítható az élettartama, és teljesíthetők a különböző ipari környezetekben a felhasználási követelmények.
Közzététel ideje: 2025. április 16.