Cum se asigură rezistența la coroziune a materiilor prime ale lanțurilor cu role?
1. Selectarea materialelor
1.1 Selectați oțel cu o rezistență ridicată la coroziune
Oțelul este principala materie primă a lanțurilor cu role, iar rezistența sa la coroziune afectează direct durata de viață și performanța lanțurilor cu role. Selectarea oțelului cu o rezistență puternică la coroziune este primul pas pentru a asigura rezistența la coroziune a lanțurilor cu role.lanțuri cu role.
Aplicarea materialelor din oțel inoxidabil: Oțelul inoxidabil este unul dintre oțelurile rezistente la coroziune utilizate în mod obișnuit. Acesta conține o anumită proporție de elemente de crom, care pot forma o peliculă densă de oxid de crom la suprafață pentru a împiedica mediul coroziv să intre în contact cu interiorul oțelului. De exemplu, conținutul de crom al oțelului inoxidabil 304 este de aproximativ 18%, având o bună rezistență la coroziune și fiind potrivit pentru medii corozive generale. În anumite medii speciale, cum ar fi mediile cu apă de mare cu conținut ridicat de ioni de clorură, oțelul inoxidabil 316 are o rezistență mai mare la coroziune datorită adăugării de elemente de molibden, iar rezistența sa la coroziune este cu aproximativ 30% mai mare decât cea a oțelului inoxidabil 304.
Rezistența la coroziune a oțelului aliat: Oțelul aliat poate îmbunătăți semnificativ rezistența la coroziune a oțelului prin adăugarea unei varietăți de elemente de aliaj, cum ar fi nichelul, cuprul, titanul etc. De exemplu, adăugarea de nichel poate îmbunătăți stabilitatea peliculei de pasivizare a oțelului, iar cuprul poate îmbunătăți rezistența la coroziune a oțelului în mediul atmosferic. După un tratament termic adecvat, unele oțeluri aliate de înaltă rezistență pot forma o peliculă de oxid uniformă la suprafață, sporindu-le și mai mult rezistența la coroziune. Luând ca exemplu un oțel aliat care conține nichel și cupru, rata sa de coroziune într-un mediu atmosferic industrial este de doar 1/5 din cea a oțelului carbon obișnuit.
Efectul tratamentului suprafeței oțelului asupra rezistenței la coroziune: Pe lângă selectarea oțelului adecvat, tratamentul suprafeței este, de asemenea, un mijloc important de îmbunătățire a rezistenței la coroziune a oțelului. De exemplu, un strat de zinc, nichel și alte metale este placat pe suprafața oțelului prin tehnologia de placare pentru a forma o barieră fizică care să prevină contactul mediilor corozive cu oțelul. Stratul galvanizat are o bună rezistență la coroziune în mediul atmosferic, iar durata sa de rezistență la coroziune poate ajunge la decenii. Stratul nichelat are o duritate mai mare și o rezistență mai bună la uzură și poate, de asemenea, îmbunătăți eficient rezistența la coroziune a oțelului. În plus, tratamentul cu peliculă de conversie chimică, cum ar fi fosfatarea, poate forma o peliculă de conversie chimică pe suprafața oțelului pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune și aderența stratului de acoperire al oțelului.
2. Tratamentul suprafeței
2.1 Galvanizare
Galvanizarea este una dintre metodele importante pentru tratarea suprafeței oțelului lanțurilor cu role. Prin acoperirea suprafeței oțelului cu un strat de zinc, rezistența sa la coroziune poate fi îmbunătățită eficient.
Principiul de protecție al stratului galvanizat: Zincul formează o peliculă densă de oxid de zinc în mediul atmosferic, care poate împiedica mediul coroziv să intre în contact cu oțelul. Când stratul galvanizat este deteriorat, zincul va acționa și ca un anod de sacrificiu pentru a proteja oțelul de coroziune. Studiile au arătat că rezistența la coroziune a stratului galvanizat poate ajunge la decenii, iar rata sa de coroziune într-un mediu atmosferic general este de doar aproximativ 1/10 din cea a oțelului obișnuit.
Efectul procesului de galvanizare asupra rezistenței la coroziune: Procesele comune de galvanizare includ galvanizarea la cald, electrogalvanizarea etc. Stratul de zinc format prin galvanizarea la cald este mai gros și are o rezistență mai bună la coroziune, dar pot apărea unele neuniformități la suprafață. Electrogalvanizarea poate controla grosimea stratului de zinc pentru a face suprafața mai uniformă și mai netedă. De exemplu, prin utilizarea procesului de electrogalvanizare, grosimea stratului de zinc poate fi controlată între 5-15 μm, iar rezistența sa la coroziune este comparabilă cu cea a galvanizării la cald, iar calitatea suprafeței este mai bună, ceea ce este potrivit pentru produsele cu lanțuri cu role cu cerințe ridicate de suprafață.
Întreținerea și precauțiile stratului galvanizat: Stratul galvanizat trebuie întreținut în timpul utilizării pentru a evita deteriorarea mecanică. Dacă stratul galvanizat este deteriorat, acesta trebuie reparat la timp pentru a preveni expunerea oțelului la mediul coroziv. În plus, în anumite medii speciale, cum ar fi mediile puternic acide sau alcaline, rezistența la coroziune a stratului galvanizat va fi afectată într-o anumită măsură și este necesar să se selecteze un proces de galvanizare adecvat și măsurile de protecție ulterioare în funcție de mediul specific.
2.2 Tratament de nichelare
Nichelarea este o altă metodă eficientă de îmbunătățire a rezistenței la coroziune a oțelului lanțurilor cu role. Stratul de nichelare are o bună rezistență la coroziune și la uzură.
Rezistența la coroziune a nichelării: Nichelul are proprietăți electrochimice stabile și poate forma o peliculă de pasivare stabilă în multe medii corozive, împiedicând astfel eficient contactul mediului coroziv cu oțelul. Rezistența la coroziune a stratului de nichelare este mai bună decât cea a stratului de zincare, în special într-un mediu care conține ioni de clorură, iar rezistența sa la coroziune este mai mare. De exemplu, într-un mediu cu apă de mare care conține ioni de clorură, durata de viață a stratului de nichelare este de 3-5 ori mai mare decât cea a stratului de zincare.
Procesul de nichelare și impactul său asupra performanței: Procesele comune de nichelare includ galvanizarea și nichelarea chimică. Stratul de nichelare electrolizată are o duritate ridicată și o bună rezistență la uzură, dar are cerințe ridicate pentru planeitatea suprafeței substratului. Nichelarea chimică poate forma un strat uniform pe suprafața unui substrat neconductor, iar grosimea și compoziția stratului pot fi ajustate prin parametrii procesului. De exemplu, prin utilizarea procesului de nichelare chimică, se poate forma un strat de nichelare cu o grosime de 10-20 μm pe suprafața oțelului lanțului cu role, iar duritatea sa poate ajunge la mai mult de HV700, care nu numai că are o bună rezistență la coroziune, dar are și o bună rezistență la uzură.
Aplicarea și limitele nichelării: Nichelarea este utilizată pe scară largă în produsele cu lanțuri cu role cu cerințe ridicate de rezistență la coroziune și uzură, cum ar fi în industria chimică, industria alimentară și alte industrii. Cu toate acestea, procesul de nichelare este relativ complex și costisitor, iar în unele medii cu acid puternic și alcali puternic, rezistența la coroziune a stratului de nichelare va fi, de asemenea, limitată într-o anumită măsură. În plus, apele uzate generate în timpul procesului de nichelare trebuie tratate strict pentru a evita poluarea mediului.
3. Procesul de tratament termic
3.1 Tratament de călire și revenire
Tratamentul de călire și revenire este un proces cheie pentru tratarea termică a materiilor prime pentru lanțuri cu role. Prin combinarea călirii și revenirii la temperatură înaltă, performanța generală a oțelului poate fi îmbunătățită semnificativ, sporindu-i astfel rezistența la coroziune.
Rolul călirii și selecția parametrilor: Călirea poate răci rapid oțelul, poate forma structuri de înaltă rezistență, cum ar fi martensita, și poate îmbunătăți duritatea și rezistența oțelului. Pentru materiile prime pentru lanțuri cu role, mediile de călire utilizate în mod obișnuit includ uleiul și apa. De exemplu, pentru unele oțeluri aliate cu conținut mediu de carbon, călirea în ulei poate evita generarea fisurilor de călire și poate obține o duritate mai mare. Selectarea temperaturii de călire este crucială, în general între 800 ℃ - 900 ℃, iar duritatea după călire poate ajunge la HRC45-55. Deși duritatea oțelului călit este mare, tensiunea reziduală internă este mare, iar tenacitatea este slabă, așa că este necesară revenirea la temperatură înaltă pentru a îmbunătăți aceste proprietăți.
Optimizarea revenirii la temperatură înaltă: Revenirea la temperatură înaltă se efectuează de obicei între 500℃-650℃, iar timpul de revenire este în general de 2-4 ore. În timpul procesului de revenire, tensiunea reziduală din oțel este eliberată, duritatea scade ușor, dar tenacitatea este îmbunătățită semnificativ și se poate forma o structură stabilă de troostită revenită, care are proprietăți mecanice complete bune și rezistență la coroziune. Studiile au arătat că rezistența la coroziune a oțelului după călire și revenire poate fi îmbunătățită cu 30%-50%. De exemplu, într-un mediu atmosferic industrial, rata de coroziune a materiilor prime ale lanțurilor cu role care au fost călite și revenite este de doar aproximativ 1/3 din cea a oțelului netratat. În plus, călirea și revenirea pot îmbunătăți, de asemenea, performanța la oboseală a oțelului, ceea ce este de mare importanță pentru utilizarea pe termen lung a lanțurilor cu role sub sarcini dinamice.
Mecanismul influenței călirii și revenirii asupra rezistenței la coroziune: Călirea și revenirea îmbunătățesc microstructura oțelului, îmbunătățesc duritatea și tenacitatea suprafeței sale și, prin urmare, sporesc capacitatea sa de a rezista la eroziunea cauzată de medii corozive. Pe de o parte, o duritate mai mare poate reduce uzura mecanică a mediului coroziv pe suprafața oțelului și poate reduce rata de coroziune; pe de altă parte, o structură organizațională stabilă poate încetini rata de difuzie a mediului coroziv și poate întârzia apariția reacțiilor de coroziune. În același timp, călirea și revenirea pot îmbunătăți, de asemenea, rezistența oțelului la fragilizarea prin hidrogen. În unele medii corozive care conțin ioni de hidrogen, pot preveni eficient deteriorarea prematură a oțelului din cauza fragilizării prin hidrogen.
4. Inspecția calității
4.1 Metoda de testare a rezistenței la coroziune
Testul de rezistență la coroziune al materiilor prime ale lanțului cu role este o verigă cheie în asigurarea calității acestuia. Prin metode de testare științifice și rezonabile, rezistența la coroziune a materialului în diferite medii poate fi evaluată cu precizie, oferind astfel o garanție pentru fiabilitatea produsului.
1. Testul cu pulverizare cu sare
Testul de pulverizare cu sare este o metodă accelerată de testare la coroziune care simulează un mediu oceanic sau umed și este utilizată pe scară largă pentru a evalua rezistența la coroziune a materialelor metalice.
Principiul testării: Proba de lanț cu role este plasată într-o cameră de testare cu pulverizare salină, astfel încât suprafața probei să fie expusă continuu la o anumită concentrație de pulverizare salină. Ionii de clorură din pulverizarea salină vor accelera reacția de coroziune a suprafeței metalice. Rezistența la coroziune a probei este evaluată prin observarea gradului de coroziune al probei într-o anumită perioadă de timp. De exemplu, în conformitate cu standardul internațional ISO 9227, se efectuează un test de pulverizare salină neutră cu o concentrație de pulverizare salină de 5% soluție de NaCl, o temperatură controlată la aproximativ 35°C și un timp de testare de obicei 96 de ore.
Evaluarea rezultatelor: Rezistența la coroziune este evaluată pe baza unor indicatori precum produșii de coroziune, adâncimea coroziunii și rata de coroziune pe suprafața probei. Pentru lanțurile cu role din oțel inoxidabil, după un test de pulverizare cu sare de 96 de ore, adâncimea coroziunii la suprafață trebuie să fie mai mică de 0,1 mm, iar rata de coroziune trebuie să fie mai mică de 0,1 mm/an pentru a îndeplini cerințele de utilizare din mediile industriale generale. Pentru lanțurile cu role din oțel aliat, după galvanizare sau nichelare, rezultatele testului de pulverizare cu sare ar trebui să îndeplinească standarde mai înalte. De exemplu, după un test de pulverizare cu sare de 96 de ore, lanțul cu role nichelat nu prezintă coroziune evidentă la suprafață, iar adâncimea coroziunii este mai mică de 0,05 mm.
2. Test electrochimic
Testarea electrochimică poate oferi o înțelegere mai profundă a rezistenței la coroziune a materialelor prin măsurarea comportamentului electrochimic al metalelor în medii corozive.
Testul curbei de polarizare: Proba lanțului cu role este utilizată ca electrod de lucru și imersată într-un mediu coroziv (cum ar fi o soluție de NaCl 3,5% sau o soluție de H₂SO₄ 0,1 mol/L), iar curba sa de polarizare este înregistrată de o stație de lucru electrochimică. Curba de polarizare poate reflecta parametri precum densitatea curentului de coroziune și potențialul de coroziune al materialului. De exemplu, pentru un lanț cu role din oțel inoxidabil 316, densitatea curentului de coroziune în soluția de NaCl 3,5% trebuie să fie mai mică de 1 μA/cm², iar potențialul de coroziune trebuie să fie apropiat de -0,5 V (față de un electrod de calomel saturat), ceea ce indică o bună rezistență la coroziune.
Testul de spectroscopie a impedanței electrochimice (EIS): Testul EIS poate măsura impedanța de transfer de sarcină și impedanța de difuzie a materialului în mediul coroziv pentru a evalua integritatea și stabilitatea peliculei sale de suprafață. Rezistența la coroziune a materialului poate fi evaluată prin analizarea unor parametri precum arcul capacitiv și constanta de timp din spectrul de impedanță. De exemplu, impedanța de transfer de sarcină a oțelului lanțului cu role care a fost călit și revenit ar trebui să fie mai mare de 10⁴Ω·cm² în testul EIS, ceea ce indică faptul că pelicula sa de suprafață are un efect protector bun.
3. Test de imersie
Testul de imersie este o metodă de testare la coroziune care simulează mediul real de utilizare. Proba de lanț cu role este imersată într-un mediu coroziv specific pentru o perioadă lungă de timp pentru a observa comportamentul său la coroziune și modificările de performanță.
Condiții de testare: Selectați mediile corozive adecvate în funcție de mediul real de utilizare al lanțului cu role, cum ar fi soluția acidă (acid sulfuric, acid clorhidric etc.), soluția alcalină (hidroxid de sodiu etc.) sau soluția neutră (cum ar fi apa de mare). Temperatura de testare este în general controlată la temperatura camerei sau în intervalul real de temperatură de utilizare, iar timpul de testare este de obicei de câteva săptămâni până la câteva luni. De exemplu, pentru lanțurile cu role utilizate în medii chimice, acestea sunt imersate într-o soluție 3% H₂SO₄ la 40°C timp de 30 de zile.
Analiza rezultatelor: Rezistența la coroziune este evaluată prin măsurarea unor indicatori precum pierderea de masă, modificarea dimensională și modificarea proprietăților mecanice ale probei. Rata de pierdere de masă este un indicator important pentru măsurarea gradului de coroziune. Pentru lanțurile cu role din oțel inoxidabil, rata de pierdere de masă după 30 de zile de test de imersie trebuie să fie mai mică de 0,5%. Pentru lanțurile cu role din oțel aliat, rata de pierdere de masă trebuie să fie mai mică de 0,2% după tratamentul suprafeței. În plus, modificările proprietăților mecanice, cum ar fi rezistența la tracțiune și duritatea probei, ar trebui, de asemenea, testate pentru a se asigura că aceasta poate îndeplini în continuare cerințele de utilizare într-un mediu coroziv.
4. Test de agățare la fața locului
Testul de agățare la fața locului constă în expunerea directă a eșantionului de lanț cu role la mediul real de utilizare și evaluarea rezistenței la coroziune prin observarea coroziunii sale pentru o perioadă lungă de timp.
Aranjamentul testului: Selectați un mediu de utilizare real reprezentativ, cum ar fi un atelier chimic, o platformă offshore, o fabrică de procesare a alimentelor etc., și agățați sau fixați mostra de lanț cu role pe echipament la un anumit interval. Timpul de testare este de obicei de câteva luni până la câțiva ani pentru a se asigura că se poate observa pe deplin comportamentul la coroziune al mostrei în mediul real.
Înregistrarea și analiza rezultatelor: Observați și testați probele în mod regulat și înregistrați informații precum coroziunea suprafeței și morfologia produsului de coroziune. De exemplu, într-un mediu de atelier chimic, după 1 an de test de agățare, nu există urme evidente de coroziune pe suprafața lanțului cu role nichelat, în timp ce pe suprafața lanțului cu role galvanizat pot apărea mici coroziuni. Prin compararea coroziunii probelor din diferite materiale și a proceselor de tratare în mediul real, rezistența la coroziune poate fi evaluată mai precis, oferind o bază importantă pentru selecția materialelor și proiectarea produsului.
5. Rezumat
Asigurarea rezistenței la coroziune a materiilor prime ale lanțului cu role este un proiect sistematic, care implică mai multe verigi, cum ar fi selecția materialelor, tratamentul suprafeței, procesul de tratament termic și inspecția strictă a calității. Prin selectarea materialelor de oțel adecvate cu rezistență puternică la coroziune, cum ar fi oțelul inoxidabil și oțelul aliat, și combinarea proceselor de tratament al suprafeței, cum ar fi galvanizarea și nichelarea, rezistența la coroziune a lanțurilor cu role poate fi îmbunătățită semnificativ. Tratamentul de călire și revenire în procesul de tratament termic îmbunătățește și mai mult performanța completă a oțelului prin optimizarea parametrilor de călire și revenire, astfel încât acesta să aibă o rezistență la coroziune și proprietăți mecanice mai bune în medii complexe.
În ceea ce privește inspecția calității, aplicarea diferitelor metode de testare, cum ar fi testul cu pulverizare cu sare, testul electrochimic, testul de imersie și testul de suspendare la fața locului, oferă o bază științifică pentru evaluarea completă a rezistenței la coroziune a materiilor prime pentru lanțuri cu role. Aceste metode de testare pot simula diferite medii de utilizare reale și pot detecta cu precizie comportamentul la coroziune și modificările de performanță ale materialelor în diverse condiții, asigurând astfel fiabilitatea și durabilitatea produsului în aplicații reale.
În general, prin optimizarea coordonată a legăturilor de mai sus, rezistența la coroziune a materiilor prime pentru lanțuri cu role poate fi îmbunătățită eficient, durata lor de viață poate fi extinsă și cerințele de utilizare în diferite medii industriale pot fi îndeplinite.
Data publicării: 16 aprilie 2025