Hvernig á að tryggja tæringarþol hráefna í rúllukeðjum?

Hvernig á að tryggja tæringarþol hráefna í rúllukeðjum?

1. Efnisval
1.1 Veldu stál með sterkri tæringarþol
Stál er aðalhráefnið í rúllukeðjum og tæringarþol þess hefur bein áhrif á endingartíma og afköst rúllukeðjanna. Að velja stál með sterka tæringarþol er fyrsta skrefið til að tryggja tæringarþol þeirra.rúllukeðjur.
Notkun ryðfríu stáls: Ryðfrítt stál er eitt af algengustu tæringarþolnu stáltegundunum. Það inniheldur ákveðið hlutfall krómþátta sem geta myndað þétta krómoxíðfilmu á yfirborðinu til að koma í veg fyrir að tærandi miðill komist í snertingu við stálið að innan. Til dæmis er króminnihald 304 ryðfríu stáls um 18%, sem hefur góða tæringarþol og hentar vel í almennt tærandi umhverfi. Í sumum sérstökum umhverfum, svo sem sjávarumhverfum með hátt klóríðjónainnihald, hefur 316 ryðfrítt stál sterkari pittingþol vegna viðbót mólýbdenþátta og tæringarþol þess er um 30% hærra en 304 ryðfrítt stál.
Tæringarþol stálblendis: Blendistál getur bætt tæringarþol stáls verulega með því að bæta við ýmsum málmblönduðum þáttum, svo sem nikkel, kopar, títan o.s.frv. Til dæmis getur viðbót nikkels bætt stöðugleika óvirkjunarfilmu stálsins og kopar getur bætt tæringarþol stáls í andrúmslofti. Eftir viðeigandi hitameðferð geta sum hástyrkt stálblendi myndað einsleita oxíðfilmu á yfirborðinu, sem eykur tæringarþol þeirra enn frekar. Sem dæmi um stálblendi sem inniheldur nikkel og kopar er tæringarhraði þess í iðnaðarumhverfi aðeins 1/5 af tæringarhraði venjulegs kolefnisstáls.
Áhrif yfirborðsmeðferðar stáls á tæringarþol: Auk þess að velja viðeigandi stál er yfirborðsmeðferð einnig mikilvæg leið til að bæta tæringarþol stáls. Til dæmis er sink-, nikkel- og öðrum málmum húðað á yfirborð stáls með húðunartækni til að mynda líkamlega hindrun til að koma í veg fyrir að tærandi efni snerti stálið. Galvaniseruðu lagið hefur góða tæringarþol í andrúmsloftinu og endingartími tæringarþols þess getur náð áratugum. Nikkelhúðað lag hefur meiri hörku og betri slitþol og getur einnig bætt tæringarþol stáls á áhrifaríkan hátt. Að auki getur efnafræðileg umbreytingarfilma, svo sem fosfötun, myndað efnafræðilega umbreytingarfilmu á yfirborði stáls til að bæta tæringarþol og viðloðun húðunar stálsins.

2. Yfirborðsmeðferð
2.1 Galvanisering
Galvanisering er ein mikilvægasta aðferðin við yfirborðsmeðhöndlun stáls á rúllukeðjum. Með því að húða yfirborð stálsins með sinki er hægt að bæta tæringarþol þess á áhrifaríkan hátt.
Verndarregla galvaniseruðu lagsins: Sink myndar þétta sinkoxíðfilmu í andrúmsloftinu sem getur komið í veg fyrir að tærandi miðill komist í snertingu við stálið. Þegar galvaniseruðu lagið skemmist mun sink einnig virka sem fórnaranóða til að vernda stálið gegn tæringu. Rannsóknir hafa sýnt að tæringarþol galvaniseruðu lagsins getur náð áratugum og tæringarhraði þess í almennu andrúmslofti er aðeins um 1/10 af tæringarhraði venjulegs stáls.
Áhrif galvaniseringarferlisins á tæringarþol: Algengar galvaniseringaraðferðir eru meðal annars heitgalvanisering, rafgalvanisering o.s.frv. Sinklagið sem myndast við heitgalvaniseringu er þykkara og hefur betri tæringarþol, en einhver ójöfnuður getur myndast á yfirborðinu. Rafgalvanisering getur stjórnað þykkt sinklagsins til að gera yfirborðið jafnara og sléttara. Til dæmis, með því að nota rafgalvaniseringarferlið, er hægt að stjórna þykkt sinklagsins á milli 5-15 μm, og tæringarþol þess er sambærilegt við heitgalvaniseringu, og yfirborðsgæðin eru betri, sem hentar fyrir rúllukeðjuvörur með miklar kröfur um yfirborð.
Viðhald og varúðarráðstafanir fyrir galvaniseruðu lagið: Galvaniseruðu lagið þarf að viðhalda meðan á notkun stendur til að koma í veg fyrir vélræna skemmdir. Ef galvaniseruðu lagið skemmist ætti að gera við það tímanlega til að koma í veg fyrir að stálið verði fyrir tærandi miðli. Að auki, í sumum sérstökum umhverfum, svo sem sterkum súrum eða basískum umhverfum, mun tæringarþol galvaniseruðu lagsins verða fyrir áhrifum að vissu marki og það er nauðsynlegt að velja viðeigandi galvaniserunarferli og síðari verndarráðstafanir í samræmi við tiltekið umhverfi.
2.2 Nikkelhúðunarmeðferð
Nikkelhúðun er önnur áhrifarík aðferð til að bæta tæringarþol rúllukeðjustáls. Nikkelhúðunarlagið hefur góða tæringarþol og slitþol.
Tæringarþol nikkelhúðunar: Nikkel hefur stöðuga rafefnafræðilega eiginleika og getur myndað stöðuga óvirkjunarfilmu í mörgum tærandi miðlum, sem kemur þannig í veg fyrir að tærandi miðillinn komist í snertingu við stálið. Tæringarþol nikkelhúðunarlagsins er betra en sinkhúðunarlagsins, sérstaklega í umhverfi sem inniheldur klóríðjónir, og viðnám þess gegn holum er sterkara. Til dæmis, í sjóumhverfi sem inniheldur klóríðjónir, er tæringarþol nikkelhúðunarlagsins 3-5 sinnum stærra en sinkhúðunarlagsins.
Nikkelhúðunarferli og áhrif þess á afköst: Algengar nikkelhúðunaraðferðir eru rafhúðun og efnafræðileg nikkelhúðun. Rafmagns nikkelhúðaða lagið hefur mikla hörku og góða slitþol, en það hefur miklar kröfur um flatleika undirlagsins. Efnafræðileg nikkelhúðun getur myndað einsleita húð á yfirborði óleiðandi undirlags og þykkt og samsetningu húðarinnar er hægt að aðlaga með ferlisbreytum. Til dæmis, með því að nota efnafræðilega nikkelhúðunarferlið, er hægt að mynda nikkelhúðunarlag með þykkt 10-20μm á yfirborði rúllukeðjustálsins og hörkan getur náð meira en HV700, sem hefur ekki aðeins góða tæringarþol, heldur einnig góða slitþol.
Notkun og takmarkanir nikkelhúðunar: Nikkelhúðun er mikið notuð í rúllukeðjuvörum með miklum kröfum um tæringarþol og slitþol, svo sem í efnaiðnaði, matvælavinnslu og öðrum atvinnugreinum. Hins vegar er nikkelhúðunarferlið tiltölulega flókið og kostnaðarsamt, og í sumum sterkum sýru- og sterkum basískum umhverfi verður tæringarþol nikkelhúðunarlagsins einnig takmarkað að vissu marki. Að auki þarf að meðhöndla skólp sem myndast við nikkelhúðunarferlið stranglega til að forðast umhverfismengun.

3. Hitameðferðarferli
3.1 Slökkvun og herðingarmeðferð
Herðing og hitun er lykilferli við hitameðferð á hráefnum úr rúllukeðjum. Með samsetningu herðingar og háhitaherðingar er hægt að bæta heildarafköst stáls verulega og þar með auka tæringarþol þess.
Hlutverk slökkvunar og val á breytum: Slökkvun getur kælt stál hratt, myndað hástyrktarbyggingar eins og martensít og bætt hörku og styrk stálsins. Fyrir hráefni úr rúllukeðjum eru algeng slökkviefni olía og vatn. Til dæmis, fyrir sumt meðalstál með kolefnisinnihaldi, getur olíuslökkvun komið í veg fyrir myndun sprungna í slökkvun og fengið meiri hörku. Val á slökkvunarhita er mikilvægt, almennt á milli 800℃-900℃, og hörkan eftir slökkvun getur náð HRC45-55. Þó að hörku slökktu stálsins sé mikil, er innri spenna mikil og seigjan léleg, þannig að háhitaherðing er nauðsynleg til að bæta þessa eiginleika.
Hámarksherjun við háan hita: Háhitaherjun er venjulega framkvæmd á milli 500℃-650℃ og herðingartíminn er almennt 2-4 klukkustundir. Við herðingarferlið losnar leifarspenna í stálinu, hörku minnkar lítillega, en seigjan batnar verulega og stöðug herðað troostítbygging getur myndast, sem hefur góða alhliða vélræna eiginleika og tæringarþol. Rannsóknir hafa sýnt að tæringarþol stáls eftir herðingu og herðingu er hægt að bæta um 30%-50%. Til dæmis, í iðnaðarumhverfi er tæringarhraði hráefna í herðuðum og herðuðum rúllukeðjum aðeins um 1/3 af tæringarhraða ómeðhöndlaðs stáls. Að auki getur herðing og herðing einnig bætt þreytuþol stáls, sem er mjög mikilvægt fyrir langtímanotkun rúllukeðja við kraftmikið álag.
Áhrif slökkvunar og herðingar á tæringarþol: Slökkvun og herðing bæta örbyggingu stáls, bæta yfirborðshörku og seiglu þess og auka þannig getu þess til að standast rof frá ætandi miðlum. Annars vegar getur meiri hörku dregið úr vélrænu sliti ætandi miðilsins á yfirborði stálsins og dregið úr tæringarhraða; hins vegar getur stöðugt skipulag hægt á dreifingarhraða ætandi miðilsins og seinkað tæringarviðbrögðum. Á sama tíma getur slökkvun og herðing einnig bætt viðnám stálsins gegn vetnissprúðun. Í sumum ætandi umhverfum sem innihalda vetnisjónir getur það á áhrifaríkan hátt komið í veg fyrir að stálið bili fyrir tímann vegna vetnissprúðunar.

4. Gæðaeftirlit
4.1 Prófunaraðferð fyrir tæringarþol
Tæringarþolprófun á hráefnum í rúllukeðjunni er lykilatriði í að tryggja gæði hennar. Með vísindalegum og skynsamlegum prófunaraðferðum er hægt að meta tæringarþol efnisins í mismunandi umhverfi nákvæmlega og þannig tryggja áreiðanleika vörunnar.
1. Saltúðapróf
Saltúðaprófið er hraðað tæringarprófunaraðferð sem hermir eftir hafi eða röku umhverfi og er mikið notuð til að meta tæringarþol málmefna.
Prófunarregla: Sýnið af rúllukeðjunni er sett í saltúðaprófunarklefa þannig að yfirborð sýnisins sé stöðugt útsett fyrir ákveðinni styrk saltúðaumhverfis. Klóríðjónirnar í saltúðanum munu flýta fyrir tæringarviðbrögðum málmyfirborðsins. Tæringarþol sýnisins er metið með því að fylgjast með tæringarstigi sýnisins innan ákveðins tíma. Til dæmis, í samræmi við alþjóðlega staðalinn ISO 9227, er hlutlaus saltúðaprófun framkvæmd með saltúðastyrk 5% NaCl lausn, hitastigi stýrt við um 35°C og prófunartíma yfirleitt 96 klukkustundir.
Niðurstöðumat: Tæringarþol er metið út frá vísbendingum eins og tæringarefnum, dýpt hola og tæringarhraða á yfirborði sýnisins. Fyrir rúllukeðjur úr ryðfríu stáli, eftir 96 klukkustunda saltúðapróf, ætti dýpt hola á yfirborði að vera minni en 0,1 mm og tæringarhraðinn ætti að vera minni en 0,1 mm/ári til að uppfylla kröfur almenns iðnaðarumhverfis. Fyrir rúllukeðjur úr álfelguðu stáli, eftir galvaniseringu eða nikkelhúðun, ættu niðurstöður saltúðaprófsins að uppfylla strangari kröfur. Til dæmis, eftir 96 klukkustunda saltúðapróf, sýnir nikkelhúðaða rúllukeðjuna enga augljósa tæringu á yfirborðinu og dýpt hola er minni en 0,05 mm.
2. Rafefnafræðileg prófun
Rafefnafræðilegar prófanir geta veitt dýpri skilning á tæringarþol efna með því að mæla rafefnafræðilega hegðun málma í ætandi miðlum.
Pólunarferillprófun: Sýnishorn af rúllukeðjunni er notað sem vinnurafskaut og dýft í tærandi miðil (eins og 3,5% NaCl lausn eða 0,1 mól/L af H₂SO₄ lausn) og pólunarferillinn er skráður með rafefnafræðilegri vinnustöð. Pólunarferillinn getur endurspeglað breytur eins og tæringarstraumþéttleika og tæringarmöguleika efnisins. Til dæmis, fyrir rúllukeðju úr 316 ryðfríu stáli, ætti tæringarstraumþéttleikinn í 3,5% NaCl lausn að vera minni en 1μA/cm² og tæringarmöguleikinn ætti að vera nálægt -0,5V (miðað við mettaða kalómel rafskaut), sem gefur til kynna að hún hafi góða tæringarþol.
Rafefnafræðileg impedansrófsgreiningarpróf (EIS): EIS prófið getur mælt hleðsluflutningsimpedans og dreifingarimpedans efnisins í tærandi miðli til að meta heilleika og stöðugleika yfirborðsfilmunnar. Hægt er að meta tæringarþol efnisins með því að greina breytur eins og rafrýmdarboga og tímafasta í impedansrófinu. Til dæmis ætti hleðsluflutningsimpedans rúllukeðjustálsins sem hefur verið hert og hert að vera meiri en 10⁴Ω·cm² í EIS prófinu, sem bendir til þess að yfirborðsfilman hafi góð verndandi áhrif.
3. Dýfingarpróf
Dýfingarprófið er tæringarprófunaraðferð sem hermir eftir raunverulegu notkunarumhverfi. Sýnið af rúllukeðjunni er dýft í ákveðið tærandi miðil í langan tíma til að fylgjast með tæringarhegðun þess og breytingum á afköstum.
Prófunarskilyrði: Veljið viðeigandi tærandi miðil í samræmi við raunverulegt notkunarumhverfi rúllukeðjunnar, svo sem súra lausn (brennisteinssýra, saltsýra o.s.frv.), basíska lausn (natríumhýdroxíð o.s.frv.) eða hlutlausa lausn (eins og sjó). Prófunarhitastigið er almennt stjórnað við stofuhita eða raunverulegt notkunarhitastig og prófunartíminn er venjulega nokkrar vikur til nokkurra mánaða. Til dæmis, fyrir rúllukeðjur sem notaðar eru í efnafræðilegu umhverfi, eru þær dýftar í 3% H₂SO₄ lausn við 40°C í 30 daga.
Niðurstöðugreining: Tæringarþol er metið með því að mæla vísbendingar eins og massatap, víddarbreytingar og breytingar á vélrænum eiginleikum sýnisins. Massatapshraði er mikilvægur vísir til að mæla tæringargráðu. Fyrir rúllukeðjur úr ryðfríu stáli ætti massatapshraðinn eftir 30 daga dýfingarpróf að vera minni en 0,5%. Fyrir rúllukeðjur úr álfelguðu stáli ætti massatapshraðinn að vera minni en 0,2% eftir yfirborðsmeðferð. Að auki ætti einnig að prófa breytingar á vélrænum eiginleikum eins og togstyrk og hörku sýnisins til að tryggja að það geti enn uppfyllt notkunarkröfur í tærandi umhverfi.
4. Prófun á staðnum
Hengiprófið á staðnum felst í því að útsetja rúllukeðjusýnið beint í raunverulegu notkunarumhverfi og meta tæringarþol með því að fylgjast með tæringu þess í langan tíma.
Prófunarfyrirkomulag: Veljið dæmigert raunverulegt notkunarumhverfi, svo sem efnaverkstæði, hafspall, matvælavinnslustöð o.s.frv., og hengið eða festið rúllukeðjusýnið á búnaðinn með ákveðnu millibili. Prófunartíminn er venjulega nokkrir mánuðir til nokkurra ára til að tryggja að hægt sé að fylgjast að fullu með tæringarhegðun sýnisins í raunverulegu umhverfi.
Skráning og greining niðurstaðna: Fylgist með og prófið sýnin reglulega og skráið upplýsingar eins og tæringu á yfirborði og formgerð tæringarafurða. Til dæmis, í umhverfi efnaverkstæðis, eftir 1 árs upphengingarprófun, er engin augljós tæringarmerki á yfirborði nikkelhúðaðrar rúllukeðju, en lítilsháttar holur geta komið fram á yfirborði galvaniseruðu rúllukeðjunnar. Með því að bera saman tæringu sýna úr mismunandi efnum og meðhöndlunarferlum í raunverulegu umhverfi er hægt að meta tæringarþol þeirra nákvæmar, sem veitir mikilvægan grunn fyrir efnisval og hönnun vörunnar.

5. Yfirlit
Að tryggja tæringarþol hráefna í rúllukeðjum er kerfisbundið verkefni sem felur í sér marga þætti eins og efnisval, yfirborðsmeðferð, hitameðferð og strangt gæðaeftirlit. Með því að velja viðeigandi stálefni með sterka tæringarþol, svo sem ryðfrítt stál og álfelguð stál, og sameina yfirborðsmeðferðarferli eins og galvaniseringu og nikkelhúðun, er hægt að bæta tæringarþol rúllukeðja verulega. Meðferðin með slökkvun og herðingu í hitameðferðinni eykur enn frekar heildarafköst stálsins með því að hámarka slökkvunar- og herðingarbreytur, þannig að það hafi betri tæringarþol og vélræna eiginleika í flóknu umhverfi.
Hvað varðar gæðaeftirlit veitir notkun ýmissa prófunaraðferða eins og saltúðaprófs, rafefnafræðilegra prófana, dýfingarprófa og upphengingarprófa á staðnum vísindalegan grunn til að meta tæringarþol hráefna í rúllukeðjum á ítarlegan hátt. Þessar prófunaraðferðir geta hermt eftir mismunandi raunverulegum notkunarumhverfum og greint nákvæmlega tæringarhegðun og breytingar á afköstum efna við ýmsar aðstæður og þannig tryggt áreiðanleika og endingu vörunnar í raunverulegum notkunum.
Almennt séð, með samræmdri hagræðingu ofangreindra tengla, er hægt að bæta tæringarþol hráefna úr rúllukeðjum á áhrifaríkan hátt, lengja endingartíma þeirra og uppfylla notkunarkröfur í mismunandi iðnaðarumhverfum.