Kaip užtikrinti ritininių grandinių žaliavų atsparumą korozijai?

Kaip užtikrinti ritininių grandinių žaliavų atsparumą korozijai?

1. Medžiagų pasirinkimas
1.1 Pasirinkite plieną, pasižymintį dideliu atsparumu korozijai
Plienas yra pagrindinė ritininių grandinių žaliava, o jo atsparumas korozijai tiesiogiai veikia ritininių grandinių tarnavimo laiką ir našumą. Plieno, pasižyminčio dideliu atsparumu korozijai, pasirinkimas yra pirmas žingsnis siekiant užtikrinti grandinių atsparumą korozijai.ritininės grandinės.
Nerūdijančio plieno medžiagų panaudojimas: Nerūdijantis plienas yra vienas iš dažniausiai naudojamų korozijai atsparių plienų. Jame yra tam tikras chromo elementų kiekis, kuris gali sudaryti tankią chromo oksido plėvelę ant paviršiaus, kad koroziją sukelianti terpė nepatektų į plieno vidų. Pavyzdžiui, 304 nerūdijančio plieno chromo kiekis yra apie 18 %, todėl jis pasižymi geru atsparumu korozijai ir tinka naudoti bendro pobūdžio koroziją sukeliančiose aplinkose. Kai kuriose specialiose aplinkose, pavyzdžiui, jūros vandens aplinkoje, kurioje yra daug chlorido jonų, 316 nerūdijantis plienas yra atsparesnis taškiniam korozijai dėl molibdeno elementų pridėjimo, o jo atsparumas korozijai yra apie 30 % didesnis nei 304 nerūdijančio plieno.
Legiruotojo plieno atsparumas korozijai: Legiruotasis plienas gali žymiai pagerinti plieno atsparumą korozijai, pridedant įvairių legiruojamųjų elementų, tokių kaip nikelis, varis, titanas ir kt. Pavyzdžiui, nikelio pridėjimas gali pagerinti plieno pasyvavimo plėvelės stabilumą, o varis gali pagerinti plieno atsparumą korozijai atmosferos aplinkoje. Tinkamai termiškai apdorojus, kai kurie didelio stiprumo legiruotieji plienai gali sudaryti vienodą oksido plėvelę ant paviršiaus, dar labiau padidindami jų atsparumą korozijai. Pavyzdžiui, legiruotojo plieno, kuriame yra nikelio ir vario, korozijos greitis pramoninėje atmosferos aplinkoje yra tik 1/5 įprasto anglinio plieno.
Plieno paviršiaus apdorojimo poveikis atsparumui korozijai: Be tinkamo plieno pasirinkimo, paviršiaus apdorojimas taip pat yra svarbi priemonė plieno atsparumui korozijai pagerinti. Pavyzdžiui, naudojant dengimo technologiją, ant plieno paviršiaus padengiamas cinko, nikelio ir kitų metalų sluoksnis, kuris sudaro fizinį barjerą, neleidžiantį korozinėms terpėms liestis su plienu. Cinkuotas sluoksnis yra atsparus korozijai atmosferos aplinkoje, o jo atsparumo korozijai tarnavimo laikas gali siekti dešimtmečius. Nikeliuotas sluoksnis yra kietesnis ir atsparesnis dilimui, be to, gali veiksmingai pagerinti plieno atsparumą korozijai. Be to, cheminis konversijos plėvelės apdorojimas, pvz., fosfatavimas, gali sudaryti cheminę konversijos plėvelę ant plieno paviršiaus, kad pagerėtų atsparumas korozijai ir dangos sukibimas.

2. Paviršiaus apdorojimas
2.1 Cinkavimas
Cinkavimas yra vienas iš svarbių ritininių grandinių plieno paviršiaus apdorojimo metodų. Padengus plieno paviršių cinko sluoksniu, galima veiksmingai pagerinti jo atsparumą korozijai.
Cinkuoto sluoksnio apsaugos principas: cinkas atmosferos aplinkoje sudaro tankią cinko oksido plėvelę, kuri gali užkirsti kelią korozinei terpei sąlyčiui su plienu. Pažeidus cinkuotą sluoksnį, cinkas taip pat veikia kaip apsauginis anodas, apsaugantis plieną nuo korozijos. Tyrimai parodė, kad cinkuoto sluoksnio atsparumas korozijai gali siekti dešimtmečius, o jo korozijos greitis bendrojoje atmosferos aplinkoje yra tik apie 1/10 įprasto plieno.
Cinkavimo proceso poveikis atsparumui korozijai: Įprasti cinkavimo procesai yra karštasis cinkavimas, elektrocinkavimas ir kt. Karštojo cinkavimo būdu susidaręs cinko sluoksnis yra storesnis ir atsparesnis korozijai, tačiau paviršiuje gali būti tam tikrų nelygumų. Elektrocinkavimo būdu galima kontroliuoti cinko sluoksnio storį, kad paviršius būtų tolygesnis ir lygesnis. Pavyzdžiui, naudojant elektrocinkavimo procesą, cinko sluoksnio storį galima kontroliuoti nuo 5 iki 15 μm, o jo atsparumas korozijai yra panašus į karštojo cinkavimo, o paviršiaus kokybė yra geresnė, todėl tinka ritininių grandinių gaminiams, kuriems keliami aukšti paviršiaus reikalavimai.
Cinkuoto sluoksnio priežiūra ir atsargumo priemonės: Cinkuoto sluoksnio eksploatavimo metu jį reikia prižiūrėti, kad būtų išvengta mechaninių pažeidimų. Jei cinkuotas sluoksnis pažeistas, jį reikia laiku suremontuoti, kad plienas nebūtų veikiamas korozinės terpės. Be to, kai kuriose specialiose aplinkose, tokiose kaip stipri rūgštinė arba šarminė aplinka, cinkuoto sluoksnio atsparumas korozijai tam tikru mastu paveiks, todėl reikia pasirinkti tinkamą cinkavimo procesą ir vėlesnes apsaugos priemones pagal konkrečią aplinką.
2.2 Nikeliavimo apdorojimas
Nikeliavimas yra dar vienas veiksmingas būdas pagerinti ritininių grandinių plieno atsparumą korozijai. Nikeliavimo sluoksnis pasižymi geru atsparumu korozijai ir dilimui.
Nikeliavimo atsparumas korozijai: Nikelis pasižymi stabiliomis elektrocheminėmis savybėmis ir gali sudaryti stabilią pasyvavimo plėvelę daugelyje korozinių terpių, taip veiksmingai neleisdamas korozinei terpei liestis su plienu. Nikeliavimo sluoksnio atsparumas korozijai yra geresnis nei cinkavimo sluoksnio, ypač aplinkoje, kurioje yra chlorido jonų, ir jo atsparumas taškiniam įbrėžimui yra stipresnis. Pavyzdžiui, jūros vandens aplinkoje, kurioje yra chlorido jonų, nikelio apdorojimo sluoksnio atsparumo korozijai tarnavimo laikas yra 3–5 kartus ilgesnis nei cinkavimo sluoksnio.
Nikeliavimo procesas ir jo įtaka eksploatacinėms savybėms: Įprasti nikeliavimo procesai yra galvanizavimas ir cheminis nikeliavimas. Galvanizuotas nikelio sluoksnis pasižymi dideliu kietumu ir atsparumu dilimui, tačiau jam keliami aukšti reikalavimai pagrindo paviršiaus lygumui. Cheminis nikeliavimas gali sudaryti vienodą dangą ant nelaidžios pagrindo paviršiaus, o dangos storį ir sudėtį galima reguliuoti proceso parametrais. Pavyzdžiui, naudojant cheminį nikeliavimo procesą, ant ritininės grandinės plieno paviršiaus galima suformuoti 10–20 μm storio nikelio dengimo sluoksnį, kurio kietumas gali siekti daugiau nei HV700, o tai ne tik pasižymi geru atsparumu korozijai, bet ir geru atsparumu dilimui.
Nikeliavimo taikymas ir apribojimai: Nikeliavimas plačiai naudojamas ritininių grandinių gaminiuose, kuriems keliami aukšti atsparumo korozijai ir dilimui reikalavimai, pavyzdžiui, chemijos pramonėje, maisto perdirbimo ir kitose pramonės šakose. Tačiau nikelio dengimo procesas yra gana sudėtingas ir brangus, o kai kuriose stipriose rūgštinėse ir šarminėse aplinkose nikelio dengimo sluoksnio atsparumas korozijai taip pat tam tikru mastu bus ribotas. Be to, nikelio dengimo proceso metu susidarančios nuotekos turi būti griežtai valomos, kad būtų išvengta aplinkos taršos.

3. Terminio apdorojimo procesas
3.1 Grūdinimas ir atleidimas
Grūdinimas ir atleidimas yra pagrindinis ritininių grandinių žaliavų terminio apdorojimo procesas. Grūdinimo ir aukštoje temperatūroje atleidimo derinimas gali žymiai pagerinti visapusiškas plieno eksploatacines savybes, taip padidinant jo atsparumą korozijai.
Grūdinimo ir parametrų parinkimo vaidmuo: Grūdinimas gali greitai atvėsinti plieną, suformuoti didelio stiprumo struktūras, tokias kaip martensitas, ir pagerinti plieno kietumą bei stiprumą. Ritininių grandinių žaliavoms dažniausiai naudojamos grūdinimo terpės yra alyva ir vanduo. Pavyzdžiui, kai kuriems vidutinio anglies kiekio legiruotiems plienams gesinimas alyva gali padėti išvengti įtrūkimų susidarymo ir gauti didesnį kietumą. Grūdinimo temperatūros pasirinkimas yra labai svarbus, paprastai ji yra nuo 800 ℃ iki 900 ℃, o kietumas po grūdinimo gali siekti HRC45–55. Nors grūdinto plieno kietumas yra didelis, vidinis liekamasis įtempis yra didelis, o tvirtumas prastas, todėl norint pagerinti šias savybes, reikalingas aukštoje temperatūroje atliekamas atleidimas.
Aukštos temperatūros atleidimo optimizavimas: Aukštos temperatūros atleidimas paprastai atliekamas 500–650 ℃ temperatūroje, o atleidimo laikas paprastai yra 2–4 ​​valandos. Atleidimo metu pliene išsiskiria liekamasis įtempis, kietumas šiek tiek sumažėja, tačiau tvirtumas žymiai pagerėja ir susidaro stabili grūdinto troostito struktūra, pasižyminti geromis visapusiškomis mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai. Tyrimai parodė, kad plieno atsparumas korozijai po grūdinimo gali padidėti 30–50 %. Pavyzdžiui, pramoninėje atmosferos aplinkoje grūdintų ritininių grandinių žaliavų korozijos greitis yra tik apie 1/3 neapdoroto plieno korozijos greičio. Be to, grūdinimas taip pat gali pagerinti plieno nuovargio charakteristikas, o tai labai svarbu ilgalaikiam ritininių grandinių naudojimui dinaminėmis apkrovomis.
Grūdinimo ir atleidimo įtakos atsparumui korozijai mechanizmas: Grūdinimas ir atleidimas pagerina plieno mikrostruktūrą, padidina jo paviršiaus kietumą ir tvirtumą, todėl padidina jo gebėjimą atsispirti korozijai, kurią sukelia korozinė terpė. Viena vertus, didesnis kietumas gali sumažinti korozijos terpės mechaninį dilimą plieno paviršiuje ir sumažinti korozijos greitį; kita vertus, stabili organizacinė struktūra gali sulėtinti korozijos terpės difuzijos greitį ir atidėti korozijos reakcijų atsiradimą. Tuo pačiu metu grūdinimas ir atleidimas taip pat gali pagerinti plieno atsparumą vandenilio trapumui. Kai kuriose koroziją sukeliančiose aplinkose, kuriose yra vandenilio jonų, tai gali veiksmingai užkirsti kelią plieno per anksti sugedimui dėl vandenilio trapumo.

4. Kokybės patikra
4.1 Atsparumo korozijai bandymo metodas
Ritininės grandinės žaliavų atsparumo korozijai bandymas yra pagrindinė grandis užtikrinant jos kokybę. Moksliniais ir pagrįstais bandymų metodais galima tiksliai įvertinti medžiagos atsparumą korozijai skirtingose ​​aplinkose, taip užtikrinant gaminio patikimumą.
1. Druskos purškimo bandymas
Druskos purškimo bandymas yra pagreitintas korozijos bandymo metodas, imituojantis vandenyną arba drėgną aplinką ir plačiai naudojamas metalinių medžiagų atsparumui korozijai įvertinti.
Bandymo principas: Ritininės grandinės pavyzdys dedamas į druskos purškimo bandymo kamerą, kad bandinio paviršius būtų nuolat veikiamas tam tikros koncentracijos druskos purškimo aplinkos. Druskos purškime esantys chlorido jonai pagreitina metalo paviršiaus korozijos reakciją. Bandinio atsparumas korozijai įvertinamas stebint bandinio korozijos laipsnį per tam tikrą laikotarpį. Pavyzdžiui, pagal tarptautinį standartą ISO 9227 neutralus druskos purškimo bandymas atliekamas naudojant 5 % NaCl druskos purškimo tirpalo koncentraciją, kontroliuojamą maždaug 35 °C temperatūrą ir bandymo laiką, paprastai 96 valandas.
Rezultatų vertinimas: Atsparumas korozijai vertinamas remiantis tokiais rodikliais kaip korozijos produktai, įdubimų gylis ir korozijos greitis bandinio paviršiuje. Nerūdijančio plieno ritininių grandinių atveju, po 96 valandų druskos purškimo bandymo, paviršiaus įdubimų gylis turėtų būti mažesnis nei 0,1 mm, o korozijos greitis – mažesnis nei 0,1 mm per metus, kad būtų laikomasi bendrosios pramoninės aplinkos naudojimo reikalavimų. Legiruotojo plieno ritininių grandinių atveju, po cinkavimo arba nikelio padengimo, druskos purškimo bandymo rezultatai turėtų atitikti aukštesnius standartus. Pavyzdžiui, po 96 valandų druskos purškimo bandymo nikeliu padengtos ritininės grandinės paviršiuje nėra akivaizdžių korozijos požymių, o įdubimų gylis yra mažesnis nei 0,05 mm.
2. Elektrocheminis bandymas
Elektrocheminiai bandymai gali suteikti gilesnį supratimą apie medžiagų atsparumą korozijai, matuojant metalų elektrocheminį elgesį korozinėje terpėje.
Poliarizacijos kreivės bandymas: ritininės grandinės pavyzdys naudojamas kaip darbinis elektrodas ir panardinamas į korozinę terpę (pvz., 3,5 % NaCl tirpalą arba 0,1 mol/l H₂SO₄ tirpalą), o jo poliarizacijos kreivė registruojama elektrocheminiu darbo stočiu. Poliarizacijos kreivė gali atspindėti tokius parametrus kaip medžiagos korozijos srovės tankis ir korozijos potencialas. Pavyzdžiui, 316 nerūdijančio plieno ritininės grandinės korozijos srovės tankis 3,5 % NaCl tirpale turėtų būti mažesnis nei 1 μA/cm², o korozijos potencialas turėtų būti artimas -0,5 V (sotaus kalomelinio elektrodo atžvilgiu), o tai rodo gerą atsparumą korozijai.
Elektrocheminės varžos spektroskopijos (EIS) bandymas: EIS bandymu galima išmatuoti medžiagos krūvio perdavimo varžą ir difuzijos varžą korozinėje terpėje, siekiant įvertinti jos paviršiaus plėvelės vientisumą ir stabilumą. Medžiagos atsparumą korozijai galima įvertinti analizuojant tokius parametrus kaip talpinė arka ir laiko konstanta varžos spektre. Pavyzdžiui, grūdinto ir atleisto ritininės grandinės plieno krūvio perdavimo varža EIS bandyme turėtų būti didesnė nei 10⁴Ω·cm², o tai rodo, kad jos paviršiaus plėvelė turi gerą apsauginį poveikį.
3. Panardinimo testas
Panardinimo bandymas yra korozijos bandymo metodas, imituojantis tikrąją naudojimo aplinką. Ritininės grandinės pavyzdys ilgą laiką panardinamas į konkrečią korozinę terpę, kad būtų galima stebėti jo korozijos elgseną ir eksploatacinių savybių pokyčius.
Bandymo sąlygos: Pasirinkite tinkamą korozinę terpę pagal faktinę ritininės grandinės naudojimo aplinką, pvz., rūgštinį tirpalą (sieros rūgštis, druskos rūgštis ir kt.), šarminį tirpalą (natrio hidroksidas ir kt.) arba neutralų tirpalą (pvz., jūros vandenį). Bandymo temperatūra paprastai kontroliuojama kambario temperatūroje arba faktinėje naudojimo temperatūros diapazone, o bandymo laikas paprastai yra nuo kelių savaičių iki kelių mėnesių. Pavyzdžiui, cheminėje aplinkoje naudojamos ritininės grandinės 30 dienų panardinamos į 3 % H₂SO₄ tirpalą 40 °C temperatūroje.
Rezultatų analizė: atsparumas korozijai vertinamas matuojant tokius rodiklius kaip mėginio masės nuostoliai, matmenų pokyčiai ir mechaninių savybių pokyčiai. Masės nuostolių rodiklis yra svarbus rodiklis korozijos laipsniui matuoti. Nerūdijančio plieno ritininių grandinių masės nuostolių rodiklis po 30 dienų panardinimo bandymo turėtų būti mažesnis nei 0,5 %. Legiruotojo plieno ritininių grandinių masės nuostolių rodiklis po paviršiaus apdorojimo turėtų būti mažesnis nei 0,2 %. Be to, taip pat reikėtų patikrinti mėginio mechaninių savybių, tokių kaip tempiamasis stipris ir kietumas, pokyčius, siekiant užtikrinti, kad jis vis dar atitiktų naudojimo reikalavimus korozinėje aplinkoje.
4. Pakabinimo bandymas vietoje
Pakabinimo bandymas vietoje yra skirtas tiesiogiai paveikti ritininės grandinės pavyzdį realia naudojimo aplinka ir įvertinti atsparumą korozijai, ilgą laiką stebint jo koroziją.
Bandymo išdėstymas: Pasirinkite reprezentatyvią faktinę naudojimo aplinką, pvz., chemijos dirbtuves, jūrinę platformą, maisto perdirbimo gamyklą ir kt., ir tam tikru intervalu pakabinkite arba pritvirtinkite ritininės grandinės pavyzdį ant įrangos. Bandymo laikas paprastai būna nuo kelių mėnesių iki kelerių metų, siekiant užtikrinti, kad būtų galima visapusiškai stebėti mėginio korozijos elgseną realioje aplinkoje.
Rezultatų registravimas ir analizė: reguliariai stebėkite ir tikrinkite mėginius, registruokite informaciją, pvz., paviršiaus koroziją ir korozijos produktų morfologiją. Pavyzdžiui, chemijos dirbtuvių aplinkoje po 1 metų pakabinimo bandymo nikeliu padengtos ritininės grandinės paviršiuje nėra akivaizdžių korozijos žymių, o cinkuotos ritininės grandinės paviršiuje gali atsirasti nedidelis duobėjimas. Palyginus skirtingų medžiagų mėginių koroziją ir apdorojimo procesus realioje aplinkoje, galima tiksliau įvertinti jų atsparumą korozijai, o tai yra svarbus pagrindas medžiagų pasirinkimui ir gaminio projektavimui.

5. Santrauka
Ritininių grandinių žaliavų atsparumo korozijai užtikrinimas yra sistemingas projektas, apimantis daugybę grandžių, tokių kaip medžiagų parinkimas, paviršiaus apdorojimas, terminio apdorojimo procesas ir griežta kokybės kontrolė. Pasirinkus tinkamas plieno medžiagas, pasižyminčias dideliu atsparumu korozijai, tokias kaip nerūdijantis plienas ir legiruotas plienas, ir derinant paviršiaus apdorojimo procesus, tokius kaip cinkavimas ir nikelio dengimas, galima žymiai pagerinti ritininių grandinių atsparumą korozijai. Grūdinimas ir atleidimas terminio apdorojimo procese dar labiau pagerina visapusiškas plieno eksploatacines savybes, optimizuojant grūdinimo ir atleidimo parametrus, kad jis pasižymėtų geresniu atsparumu korozijai ir mechaninėmis savybėmis sudėtingoje aplinkoje.
Kalbant apie kokybės kontrolę, įvairių bandymų metodų, tokių kaip druskos purškimo bandymas, elektrocheminis bandymas, panardinimo bandymas ir pakabinimo bandymas vietoje, taikymas suteikia mokslinį pagrindą išsamiam ritininių grandinių žaliavų atsparumo korozijai įvertinimui. Šie bandymų metodai gali imituoti skirtingas faktines naudojimo aplinkas ir tiksliai nustatyti medžiagų korozijos elgseną bei eksploatacinių savybių pokyčius įvairiomis sąlygomis, taip užtikrinant gaminio patikimumą ir ilgaamžiškumą realiomis sąlygomis.
Apskritai, koordinuotai optimizuojant minėtas jungtis, galima efektyviai pagerinti ritininių grandinių žaliavų atsparumą korozijai, pailginti jų tarnavimo laiką ir patenkinti naudojimo reikalavimus skirtingose ​​pramoninėse aplinkose.