Bagaimana cara memastikan ketahanan korosi pada bahan baku rantai rol?

Bagaimana cara memastikan ketahanan korosi pada bahan baku rantai rol?

1. Pemilihan material
1.1 Pilih baja dengan ketahanan korosi yang kuat
Baja merupakan bahan baku utama rantai rol, dan ketahanan korosinya secara langsung memengaruhi umur pakai dan kinerja rantai rol. Memilih baja dengan ketahanan korosi yang kuat adalah langkah pertama untuk memastikan ketahanan korosi rantai rol.rantai rol.
Penerapan material baja tahan karat: Baja tahan karat adalah salah satu jenis baja tahan korosi yang umum digunakan. Baja ini mengandung proporsi unsur kromium tertentu, yang dapat membentuk lapisan oksida kromium yang padat di permukaan untuk mencegah media korosif bersentuhan dengan bagian dalam baja. Misalnya, kandungan kromium pada baja tahan karat 304 sekitar 18%, yang memiliki ketahanan korosi yang baik dan cocok untuk lingkungan korosif umum. Dalam beberapa lingkungan khusus, seperti lingkungan air laut dengan kandungan ion klorida tinggi, baja tahan karat 316 memiliki ketahanan terhadap korosi pitting yang lebih kuat karena penambahan unsur molibdenum, dan ketahanan korosinya sekitar 30% lebih tinggi daripada baja tahan karat 304.
Ketahanan korosi baja paduan: Baja paduan dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan korosi baja dengan menambahkan berbagai unsur paduan, seperti nikel, tembaga, titanium, dll. Misalnya, penambahan nikel dapat meningkatkan stabilitas lapisan pasivasi baja, dan tembaga dapat meningkatkan ketahanan korosi baja dalam lingkungan atmosfer. Setelah perlakuan panas yang tepat, beberapa baja paduan berkekuatan tinggi dapat membentuk lapisan oksida yang seragam di permukaan, yang selanjutnya meningkatkan ketahanan korosinya. Mengambil contoh baja paduan yang mengandung nikel dan tembaga, laju korosinya dalam lingkungan atmosfer industri hanya 1/5 dari baja karbon biasa.
Pengaruh perlakuan permukaan baja terhadap ketahanan korosi: Selain pemilihan baja yang sesuai, perlakuan permukaan juga merupakan cara penting untuk meningkatkan ketahanan korosi baja. Misalnya, lapisan seng, nikel, dan logam lainnya dilapisi pada permukaan baja melalui teknologi pelapisan untuk membentuk penghalang fisik guna mencegah media korosif bersentuhan dengan baja. Lapisan galvanis memiliki ketahanan korosi yang baik dalam lingkungan atmosfer, dan masa pakai ketahanan korosinya dapat mencapai puluhan tahun. Lapisan berlapis nikel memiliki kekerasan yang lebih tinggi dan ketahanan aus yang lebih baik, dan juga dapat secara efektif meningkatkan ketahanan korosi baja. Selain itu, perlakuan film konversi kimia, seperti fosfatasi, dapat membentuk film konversi kimia pada permukaan baja untuk meningkatkan ketahanan korosi dan daya rekat lapisan baja.

2. Perawatan permukaan
2.1 Galvanisasi
Galvanisasi adalah salah satu metode penting untuk perawatan permukaan baja rantai rol. Dengan melapisi permukaan baja dengan lapisan seng, ketahanan korosinya dapat ditingkatkan secara efektif.
Prinsip perlindungan lapisan galvanis: Seng membentuk lapisan oksida seng yang padat di lingkungan atmosfer, yang dapat mencegah media korosif bersentuhan dengan baja. Ketika lapisan galvanis rusak, seng juga akan bertindak sebagai anoda korban untuk melindungi baja dari korosi. Studi menunjukkan bahwa ketahanan korosi lapisan galvanis dapat mencapai puluhan tahun, dan laju korosinya di lingkungan atmosfer umum hanya sekitar 1/10 dari baja biasa.
Pengaruh proses galvanisasi terhadap ketahanan korosi: Proses galvanisasi umum meliputi galvanisasi celup panas, elektrogalvanisasi, dll. Lapisan seng yang terbentuk melalui galvanisasi celup panas lebih tebal dan memiliki ketahanan korosi yang lebih baik, tetapi mungkin terdapat ketidakrataan pada permukaan. Elektrogalvanisasi dapat mengontrol ketebalan lapisan seng untuk membuat permukaan lebih seragam dan halus. Misalnya, dengan menggunakan proses elektrogalvanisasi, ketebalan lapisan seng dapat dikontrol antara 5-15μm, dan ketahanan korosinya sebanding dengan galvanisasi celup panas, serta kualitas permukaannya lebih baik, sehingga cocok untuk produk rantai rol dengan persyaratan permukaan yang tinggi.
Perawatan dan pencegahan lapisan galvanis: Lapisan galvanis perlu dirawat selama penggunaan untuk menghindari kerusakan mekanis. Jika lapisan galvanis rusak, harus segera diperbaiki untuk mencegah baja terpapar media korosif. Selain itu, di beberapa lingkungan khusus, seperti lingkungan asam atau basa kuat, ketahanan korosi lapisan galvanis akan terpengaruh sampai batas tertentu, dan perlu memilih proses galvanisasi yang sesuai dan tindakan perlindungan selanjutnya sesuai dengan lingkungan spesifik tersebut.
2.2 Perlakuan pelapisan nikel
Pelapisan nikel adalah metode efektif lainnya untuk meningkatkan ketahanan korosi baja rantai rol. Lapisan pelapisan nikel memiliki ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik.
Ketahanan korosi lapisan nikel: Nikel memiliki sifat elektrokimia yang stabil dan dapat membentuk lapisan pasivasi yang stabil di banyak media korosif, sehingga secara efektif mencegah media korosif bersentuhan dengan baja. Ketahanan korosi lapisan nikel lebih baik daripada lapisan seng, terutama di lingkungan yang mengandung ion klorida, dan ketahanan terhadap korosi lubangnya lebih kuat. Misalnya, di lingkungan air laut yang mengandung ion klorida, masa pakai ketahanan korosi lapisan nikel adalah 3-5 kali lipat dari lapisan seng.
Proses pelapisan nikel dan dampaknya terhadap kinerja: Proses pelapisan nikel yang umum meliputi pelapisan elektro dan pelapisan nikel kimia. Lapisan nikel hasil pelapisan elektro memiliki kekerasan tinggi dan ketahanan aus yang baik, tetapi memiliki persyaratan tinggi untuk kerataan permukaan substrat. Pelapisan nikel kimia dapat membentuk lapisan seragam pada permukaan substrat non-konduktif, dan ketebalan serta komposisi lapisan dapat disesuaikan melalui parameter proses. Misalnya, dengan menggunakan proses pelapisan nikel kimia, lapisan pelapisan nikel dengan ketebalan 10-20μm dapat dibentuk pada permukaan baja rantai rol, dan kekerasannya dapat mencapai lebih dari HV700, yang tidak hanya memiliki ketahanan korosi yang baik, tetapi juga memiliki ketahanan aus yang baik.
Penerapan dan keterbatasan pelapisan nikel: Pelapisan nikel banyak digunakan pada produk rantai rol dengan persyaratan tinggi terhadap ketahanan korosi dan ketahanan aus, seperti di industri kimia, pengolahan makanan, dan industri lainnya. Namun, proses pelapisan nikel relatif kompleks dan mahal, dan di beberapa lingkungan asam kuat dan basa kuat, ketahanan korosi lapisan pelapisan nikel juga akan terbatas sampai batas tertentu. Selain itu, air limbah yang dihasilkan selama proses pelapisan nikel perlu diolah secara ketat untuk menghindari pencemaran lingkungan.

3. Proses perlakuan panas
3.1 Perlakuan pendinginan dan temper
Perlakuan pendinginan dan penempaan merupakan proses kunci dalam perlakuan panas bahan baku rantai rol. Melalui kombinasi pendinginan dan penempaan suhu tinggi, kinerja komprehensif baja dapat ditingkatkan secara signifikan, sehingga meningkatkan ketahanan korosinya.
Peran pendinginan cepat dan pemilihan parameter: Pendinginan cepat dapat mendinginkan baja dengan cepat, membentuk struktur berkekuatan tinggi seperti martensit, dan meningkatkan kekerasan serta kekuatan baja. Untuk bahan baku rantai rol, media pendinginan yang umum digunakan meliputi minyak dan air. Misalnya, untuk beberapa baja paduan karbon menengah, pendinginan dengan minyak dapat menghindari pembentukan retakan pendinginan dan menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi. Pemilihan suhu pendinginan sangat penting, umumnya antara 800℃-900℃, dan kekerasan setelah pendinginan dapat mencapai HRC45-55. Meskipun kekerasan baja yang didinginkan cepat tinggi, tegangan sisa internalnya besar dan ketangguhannya buruk, sehingga diperlukan temper suhu tinggi untuk meningkatkan sifat-sifat ini.
Optimalisasi temper suhu tinggi: Temper suhu tinggi biasanya dilakukan antara 500℃-650℃, dan waktu temper umumnya 2-4 jam. Selama proses temper, tegangan sisa dalam baja dilepaskan, kekerasan sedikit menurun, tetapi ketangguhan meningkat secara signifikan, dan struktur troostit temper yang stabil dapat terbentuk, yang memiliki sifat mekanik komprehensif dan ketahanan korosi yang baik. Studi menunjukkan bahwa ketahanan korosi baja setelah pendinginan dan temper dapat ditingkatkan sebesar 30%-50%. Misalnya, dalam lingkungan atmosfer industri, laju korosi bahan baku rantai rol yang telah didinginkan dan di-temper hanya sekitar 1/3 dari baja yang tidak diolah. Selain itu, pendinginan dan temper juga dapat meningkatkan kinerja kelelahan baja, yang sangat penting untuk penggunaan jangka panjang rantai rol di bawah beban dinamis.
Mekanisme pengaruh pendinginan dan penempaan terhadap ketahanan korosi: Pendinginan dan penempaan memperbaiki struktur mikro baja, meningkatkan kekerasan dan ketangguhan permukaannya, sehingga meningkatkan kemampuannya untuk menahan erosi oleh media korosif. Di satu sisi, kekerasan yang lebih tinggi dapat mengurangi keausan mekanis media korosif pada permukaan baja dan mengurangi laju korosi; di sisi lain, struktur organisasi yang stabil dapat memperlambat laju difusi media korosif dan menunda terjadinya reaksi korosi. Pada saat yang sama, pendinginan dan penempaan juga dapat meningkatkan ketahanan baja terhadap kerapuhan hidrogen. Dalam beberapa lingkungan korosif yang mengandung ion hidrogen, hal ini dapat secara efektif mencegah baja dari kegagalan dini akibat kerapuhan hidrogen.

4. Inspeksi Kualitas
4.1 Metode Uji Ketahanan Korosi
Uji ketahanan korosi bahan baku rantai rol merupakan mata rantai kunci dalam memastikan kualitasnya. Melalui metode pengujian yang ilmiah dan rasional, ketahanan korosi material di berbagai lingkungan dapat dievaluasi secara akurat, sehingga memberikan jaminan atas keandalan produk.
1. Uji Semprot Garam
Uji semprot garam adalah metode uji korosi yang dipercepat yang mensimulasikan lingkungan laut atau lembap dan banyak digunakan untuk mengevaluasi ketahanan korosi material logam.
Prinsip Pengujian: Sampel rantai rol ditempatkan dalam ruang uji semprot garam sehingga permukaan sampel terus-menerus terpapar lingkungan semprot garam dengan konsentrasi tertentu. Ion klorida dalam semprot garam akan mempercepat reaksi korosi permukaan logam. Ketahanan korosi sampel dievaluasi dengan mengamati tingkat korosi sampel dalam jangka waktu tertentu. Misalnya, sesuai dengan standar internasional ISO 9227, uji semprot garam netral dilakukan dengan konsentrasi semprot garam larutan NaCl 5%, suhu terkontrol sekitar 35°C, dan waktu pengujian biasanya 96 jam.
Evaluasi hasil: Ketahanan korosi dievaluasi berdasarkan indikator seperti produk korosi, kedalaman pitting, dan laju korosi pada permukaan sampel. Untuk rantai rol baja tahan karat, setelah uji semprot garam selama 96 jam, kedalaman pitting permukaan harus kurang dari 0,1 mm dan laju korosi harus kurang dari 0,1 mm/tahun untuk memenuhi persyaratan penggunaan lingkungan industri umum. Untuk rantai rol baja paduan, setelah galvanisasi atau pelapisan nikel, hasil uji semprot garam harus memenuhi standar yang lebih tinggi. Misalnya, setelah uji semprot garam selama 96 jam, rantai rol berlapis nikel tidak menunjukkan korosi yang jelas pada permukaan dan kedalaman pitting kurang dari 0,05 mm.
2. Uji elektrokimia
Pengujian elektrokimia dapat memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang ketahanan korosi material dengan mengukur perilaku elektrokimia logam dalam media korosif.
Uji kurva polarisasi: Sampel rantai rol digunakan sebagai elektroda kerja dan direndam dalam media korosif (seperti larutan NaCl 3,5% atau larutan H₂SO₄ 0,1 mol/L), dan kurva polarisasinya direkam oleh stasiun kerja elektrokimia. Kurva polarisasi dapat mencerminkan parameter seperti kerapatan arus korosi dan potensial korosi material. Misalnya, untuk rantai rol baja tahan karat 316, kerapatan arus korosi dalam larutan NaCl 3,5% harus kurang dari 1 μA/cm², dan potensial korosi harus mendekati -0,5 V (relatif terhadap elektroda kalomel jenuh), yang menunjukkan bahwa material tersebut memiliki ketahanan korosi yang baik.
Uji spektroskopi impedansi elektrokimia (EIS): Uji EIS dapat mengukur impedansi transfer muatan dan impedansi difusi material dalam medium korosif untuk mengevaluasi integritas dan stabilitas lapisan permukaannya. Ketahanan korosi material dapat dinilai dengan menganalisis parameter seperti busur kapasitif dan konstanta waktu dalam spektrum impedansi. Misalnya, impedansi transfer muatan baja rantai rol yang telah dipadamkan dan ditempa harus lebih besar dari 10⁴Ω·cm² dalam uji EIS, yang menunjukkan bahwa lapisan permukaannya memiliki efek perlindungan yang baik.
3. Tes imersi
Uji perendaman adalah metode uji korosi yang mensimulasikan lingkungan penggunaan sebenarnya. Sampel rantai rol direndam dalam media korosif tertentu dalam waktu lama untuk mengamati perilaku korosi dan perubahan kinerjanya.
Kondisi pengujian: Pilih media korosif yang sesuai dengan lingkungan penggunaan sebenarnya dari rantai rol, seperti larutan asam (asam sulfat, asam klorida, dll.), larutan basa (natrium hidroksida, dll.) atau larutan netral (seperti air laut). Suhu pengujian umumnya dikontrol pada suhu ruangan atau kisaran suhu penggunaan sebenarnya, dan waktu pengujian biasanya beberapa minggu hingga beberapa bulan. Misalnya, untuk rantai rol yang digunakan di lingkungan kimia, rantai tersebut direndam dalam larutan H₂SO₄ 3% pada suhu 40°C selama 30 hari.
Analisis hasil: Ketahanan korosi dievaluasi dengan mengukur indikator seperti kehilangan massa, perubahan dimensi, dan perubahan sifat mekanik sampel. Tingkat kehilangan massa merupakan indikator penting untuk mengukur tingkat korosi. Untuk rantai rol baja tahan karat, tingkat kehilangan massa setelah uji perendaman selama 30 hari harus kurang dari 0,5%. Untuk rantai rol baja paduan, tingkat kehilangan massa harus kurang dari 0,2% setelah perlakuan permukaan. Selain itu, perubahan sifat mekanik seperti kekuatan tarik dan kekerasan sampel juga harus diuji untuk memastikan bahwa sampel tersebut masih dapat memenuhi persyaratan penggunaan di lingkungan korosif.
4. Uji penggantungan di lokasi
Uji gantung di lokasi bertujuan untuk secara langsung memaparkan sampel rantai rol ke lingkungan penggunaan sebenarnya dan mengevaluasi ketahanan korosi dengan mengamati korosinya dalam jangka waktu yang lama.
Pengaturan pengujian: Pilih lingkungan penggunaan aktual yang representatif, seperti bengkel kimia, anjungan lepas pantai, pabrik pengolahan makanan, dll., dan gantung atau pasang sampel rantai rol pada peralatan tersebut dengan interval tertentu. Waktu pengujian biasanya beberapa bulan hingga beberapa tahun untuk memastikan bahwa perilaku korosi sampel di lingkungan aktual dapat diamati sepenuhnya.
Pencatatan dan analisis hasil: Amati dan uji sampel secara teratur, dan catat informasi seperti korosi permukaan dan morfologi produk korosi. Misalnya, di lingkungan bengkel kimia, setelah 1 tahun pengujian gantung, tidak ada tanda korosi yang jelas pada permukaan rantai rol berlapis nikel, sementara sejumlah kecil lubang mungkin muncul pada permukaan rantai rol galvanis. Dengan membandingkan korosi sampel dari berbagai material dan proses pengolahan di lingkungan aktual, ketahanan korosinya dapat dievaluasi dengan lebih akurat, memberikan dasar penting untuk pemilihan material dan desain produk.

5. Ringkasan
Memastikan ketahanan korosi bahan baku rantai rol merupakan proyek sistematis yang melibatkan berbagai tahapan seperti pemilihan material, perlakuan permukaan, proses perlakuan panas, dan inspeksi kualitas yang ketat. Dengan memilih material baja yang sesuai dengan ketahanan korosi yang kuat, seperti baja tahan karat dan baja paduan, serta menggabungkan proses perlakuan permukaan seperti galvanisasi dan pelapisan nikel, ketahanan korosi rantai rol dapat ditingkatkan secara signifikan. Perlakuan pendinginan dan temper dalam proses perlakuan panas lebih lanjut meningkatkan kinerja komprehensif baja dengan mengoptimalkan parameter pendinginan dan temper, sehingga memiliki ketahanan korosi dan sifat mekanik yang lebih baik dalam lingkungan yang kompleks.
Dalam hal inspeksi kualitas, penerapan berbagai metode pengujian seperti uji semprot garam, uji elektrokimia, uji perendaman, dan uji gantung di lokasi memberikan dasar ilmiah untuk mengevaluasi secara komprehensif ketahanan korosi bahan baku rantai rol. Metode pengujian ini dapat mensimulasikan berbagai lingkungan penggunaan aktual dan secara akurat mendeteksi perilaku korosi dan perubahan kinerja material dalam berbagai kondisi, sehingga memastikan keandalan dan daya tahan produk dalam aplikasi aktual.
Secara umum, melalui optimasi terkoordinasi dari tautan-tautan di atas, ketahanan korosi bahan baku rantai rol dapat ditingkatkan secara efektif, masa pakainya dapat diperpanjang, dan persyaratan penggunaan di berbagai lingkungan industri dapat dipenuhi.