درک خوردگی در ماشین آلات دوار
تعریف: خوردگی چیست؟
خوردگی عبارت است از زوال تدریجی سطوح فلزی از طریق واکنشهای الکتروشیمیایی یا شیمیایی با محیط که منجر به از بین رفتن مواد، زبری سطح،, گودبرداری, و تضعیف اجزای مکانیکی. در ماشینآلات دوار، خوردگی بر شفتها، یاتاقانها، چرخدندهها، محفظهها و عناصر سازهای تأثیر میگذارد و باعث ایجاد تمرکز تنش میشود که میتواند باعث ... خستگی ترکها، سطوح زبری که سرعت میگیرند پوشیدن, و در موارد شدید، باعث خرابی مستقیم سازه در اثر از بین رفتن مصالح میشود.
اگرچه خوردگی اغلب به عنوان یک مکانیسم تخریب آهسته و طولانی مدت در نظر گرفته میشود، اما میتواند به طور قابل توجهی خرابیهای مکانیکی را تسریع کند و باید از طریق انتخاب مناسب مواد، پوششهای محافظ، کنترل محیطی و روانکنندههای ضد خوردگی از آن جلوگیری شود.
انواع خوردگی در ماشین آلات
۱. خوردگی یکنواخت (عمومی)
- ظاهر: حمله سطحی یکنواخت در سراسر ناحیه در معرض خطر
- مثال: زنگ زدگی سطوح فولادی محافظت نشده
- نرخ: قابل پیشبینی، به صورت کمی از دست دادن مواد در سال (میلیون در سال)
- اثر: کاهش تدریجی ضخامت دیواره، زبری سطح
- کم خطرترین: پیشرفت قابل مشاهده و قابل پیشبینی
۲. خوردگی حفرهای
- ظاهر: حمله موضعی که باعث ایجاد حفرهها یا گودالهای کوچک میشود
- مکانیسم: خرابی لایههای محافظ در مکانهای خاص
- خطر: حفرهها به عنوان تمرکز تنش عمل میکنند و باعث ایجاد ترکهای خستگی میشوند.
- مشترک در: فولادهای ضد زنگ، آلومینیوم در محیطهای کلریدی
- تشخیص: بازرسی چشمی، آزمایش جریان گردابی
۳. خوردگی شیاری
- مکان: در شکافها، زیر واشرها، در اتصالات رزوهدار
- مکانیسم: محلول راکد در شکاف، خورنده میشود
- طبیعت پنهان: اغلب بدون جداسازی قطعات قابل مشاهده نیست
- مشترک در: فلنجها، زیر حلقههای O، ریشههای رزوه
۴. خوردگی گالوانیک
- علت: فلزات غیرمشابه در تماس الکتریکی با الکترولیت موجود
- مثال: شفت فولادی در یاتاقان برنزی با آلودگی آب
- اثر: فلز آندی (فعالتر) ترجیحاً خورده میشود
- پیشگیری: فلزات غیرمشابه را جدا کنید، از مواد سازگار استفاده کنید
۵. ترک خوردگی ناشی از خوردگی تنشی (SCC)
- مکانیسم: تنش کششی + محیط خورنده = رشد ترک
- خطر: میتواند باعث شکست ناگهانی در تنشهای بسیار پایینتر از استحکام تسلیم شود
- ترکیبهای رایج: فولاد ضد زنگ + کلریدها؛ برنج + آمونیاک
- پیشگیری: انتخاب مواد، کاهش تنش، کنترل محیط
۶. خوردگی سایشی
- مکانیسم: ریزگردها + خوردگی در اتصالات پرسی یا پیچ و مهرهای
- ظاهر: قهوهای مایل به قرمز (اکسید آهن) یا پودر سیاه
- اثر: اتصالات را شل میکند، باعث آسیب سطحی میشود
- مشترک در: رابطهای یاتاقان-محور، اتصالات کوچکشده که دچار لرزش میشوند
اثرات بر قطعات ماشین آلات
بلبرینگ
- حفرههای سطحی باعث پوسته پوسته شدن ناشی از خستگی میشوند
- بقایای خوردگی به عنوان ساینده عمل میکنند
- آلودگی روانکننده ناشی از محصولات خوردگی
- کاهش چشمگیر عمر یاتاقان (کاهش ۵۰-۹۰۱TP3T ممکن است)
شفتها
- حفرههای خوردگی به عنوان محلهای شروع ترک خستگی عمل میکنند
- قطر و استحکام مؤثر را کاهش میدهد
- زبری سطح بر عملکرد یاتاقان و آببند تأثیر میگذارد
- سایش در محلهای پرس، قطعات را شل میکند
چرخ دنده ها
- خوردگی سطح دندانه، خستگی حفرهای را تسریع میکند
- افزایش زبری سطح و نویز
- سطوح خورده شده خاصیت روانکاری ضعیفی دارند
- خوردگی ریشه دندان، مقاومت خمشی را کاهش میدهد
اجزای سازهای
- کاهش ظرفیت باربری ناشی از افت مقطع
- تمرکز تنش در حفرههای خوردگی
- نگرانیهای ظاهری و قابلیت اطمینان
- خوردگی پیچ لنگر فونداسیون ناشی از سستی
روشهای تشخیص
بازرسی بصری
- به دنبال زنگ زدگی، تغییر رنگ، حفره باشید
- محصولات خوردگی (رسوبات سفید، سبز یا قرمز) را بررسی کنید.
- اتصالات را از نظر زنگ زدگی یا پوسیدگی بررسی کنید
- بررسی کنید که آیا در محل اتصالات صدای گریه وجود دارد (نشان دهنده خوردگی در شیارها است)
تحلیل ارتعاشات
- سطوح زبر ناشی از خوردگی، ارتعاش فرکانس بالا را افزایش میدهند
- حفرهدار شدن، اثرات ضربهای مشابه نقصهای مکانیکی ایجاد میکند
- اثرات ثانویه: ترکهای ناشی از خوردگی، نشانههای مشخصی ایجاد میکنند
آزمایش غیر مخرب
- تست اولتراسونیک: اندازهگیری ضخامت دیواره باقیمانده
- جریان گردابی: تشخیص خوردگی و حفره دار شدن سطح
- ذرات مغناطیسی: ترکهای ناشی از خوردگی را آشکار میکند
- رادیوگرافی: خوردگی داخلی را در نواحی غیرقابل دسترس نشان میدهد
آنالیز روغن
- تشخیص محتوای آب (آزمایش کارل فیشر)
- آلایندههای خورنده (اسیدها، نمکها)
- ذرات فلزی ناشی از خوردگی
- آزمایش pH برای شرایط اسیدی
پیشگیری و کنترل
انتخاب مواد
- آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی: فولاد ضد زنگ، برنز، آلیاژهای ویژه برای محیطهای خشن
- سازگاری مواد: از زوجهای گالوانیکی اجتناب کنید یا از ایزولاسیون استفاده کنید
- انتخاب درجه: مواد را با محیط خورنده خاص مطابقت دهید
پوششهای محافظ
- رنگ: محافظت در برابر نفوذ آب برای سازههای فولادی
- آبکاری: کروم، نیکل، روی برای سطوح حساس
- گالوانیزه کردن: پوشش روی برای کاربردهای فضای باز/مرطوب
- پوششهای تخصصی: اپوکسی، سرامیک، اسپری حرارتی برای شرایط سخت
روانکاری
- روانکنندههای حاوی مواد ضد زنگ و خوردگی
- رطوبت و آلودگیها را حذف کنید
- حفظ لایه روغنی محافظ سطوح
- تعویض منظم روغن برای حذف آب و اسیدها
کنترل محیطی
- آببندی مؤثر برای جلوگیری از رطوبت
- رطوبت زدایی برای تجهیزات محصور
- تهویه برای جلوگیری از تراکم
- محفظه برای تجهیزات فضای باز
- کنترل دما برای جلوگیری از چرخههای تراکم
شیوههای طراحی
- از شکافهایی که خوردگی میتواند در آنها پنهان شود، اجتناب کنید
- ایجاد زهکشی برای تجمع رطوبت
- طراحی برای دسترسی به نظافت و بازرسی
- استفاده از آندهای فداشونده در برخی کاربردها
خوردگی، اگرچه در درجه اول یک فرآیند شیمیایی است، اما پیامدهای مکانیکی عمیقی در ماشینآلات دوار دارد. نقش آن در ایجاد ترکهای خستگی، تسریع سایش و ایجاد عیوب سطحی، پیشگیری از خوردگی را از طریق انتخاب مناسب مواد، اقدامات حفاظتی و کنترل محیطی برای قابلیت اطمینان و ایمنی طولانی مدت ماشینآلات ضروری میکند.