A forgógépek korróziójának megértése
Definíció: Mi a korrózió?
Korrózió a fémfelületek fokozatos romlása elektrokémiai vagy kémiai reakciók révén a környezettel, ami anyagveszteséget, felületi érdességet, gödrösödés, és a mechanikus alkatrészek gyengülése. Forgó gépekben a korrózió a tengelyeket, csapágyakat, fogaskerekeket, házakat és szerkezeti elemeket érinti, feszültségkoncentrációkat hozva létre, amelyek elindíthatják fáradtság repedések, érdes felületek, amelyek felgyorsulnak viselet, súlyos esetekben pedig az anyagveszteségből eredő közvetlen szerkezeti meghibásodást okozhat.
Bár a korróziót gyakran lassú, hosszú távú lebomlási mechanizmusnak tekintik, jelentősen felgyorsíthatja a mechanikai meghibásodásokat, és megfelelő anyagválasztással, védőbevonatokkal, környezeti szabályozással és korróziógátló kenőanyagokkal kell megelőzni.
A gépek korróziójának típusai
1. Egyenletes (általános) korrózió
- Megjelenés: Egyenletes felületi támadás a kitett területen
- Példa: Védetlen acélfelületek rozsdásodása
- Arány: Előre látható, éves anyagveszteségként számszerűsíthető (mils/év)
- Hatás: A falvastagság és a felületi érdesség fokozatos csökkenése
- Legkevésbé veszélyes: Látható és kiszámítható fejlődés
2. Gödrös korrózió
- Megjelenés: Lokalizált támadás, amely kis üregeket vagy gödröket hoz létre
- Mechanizmus: Védőfóliák lebomlása meghatározott helyeken
- Veszély: A gödrök feszültségkoncentrációként működnek, kifáradásos repedéseket okozva
- Gyakori: Rozsdamentes acélok, alumínium kloridos környezetben
- Érzékelés: Vizuális ellenőrzés, örvényáramú vizsgálat
3. Réskorrózió
- Elhelyezkedés: Résekben, tömítések alatt, menetes csatlakozásokban
- Mechanizmus: A résben pangó oldat agresszívvé válik
- Rejtett természet: Szétszerelés nélkül gyakran nem látható
- Gyakori itt: Karimák, O-gyűrűk alatt, menetes gyökerek
4. Galvanikus korrózió
- Ok: Különböző fémek elektromos érintkezésben vannak elektrolittal
- Példa: Acéltengely bronzcsapágyban vízzel szennyezett
- Hatás: Az anódosabb (aktív) fémek hajlamosabbak a korrodálódásra
- Megelőzés: Különböző fémeket izoláljon, kompatibilis anyagokat használjon
5. Feszültségkorróziós repedés (SCC)
- Mechanizmus: Szakítófeszültség + korrozív környezet = repedésnövekedés
- Veszély: Hirtelen meghibásodást okozhat jóval a folyáshatár alatti feszültségeknél
- Gyakori kombinációk: Rozsdamentes acél + kloridok; sárgaréz + ammónia
- Megelőzés: Anyagkiválasztás, feszültségmentesítés, környezetvédelem
6. Súrlódási korrózió
- Mechanizmus: Mikromozgás + korrózió présillesztéseknél vagy csavarozott kötéseknél
- Megjelenés: Vörösesbarna (vas-oxid) vagy fekete por
- Hatás: Lazítja az illesztéseket, felületi sérüléseket okoz
- Gyakori itt: Csapágy-tengely illesztések, rezgésnek kitett zsugorkötések
A gépalkatrészekre gyakorolt hatások
Csapágyak
- A felületi gödrösödés kifáradásos lepattogzást indít el
- A korróziós törmelék koptató hatású
- Kenőanyag-szennyeződés korróziós termékekből
- Drámaian lerövidült csapágy élettartam (50-90% csökkentés lehetséges)
Tengelyek
- A korróziós gödrök fáradásos repedések kialakulásának helyeiként működnek
- Csökkenti a tényleges átmérőt és szilárdságot
- A felületi érdesség befolyásolja a csapágy és a tömítés működését
- A présillesztéseknél fellépő berágódás meglazítja az alkatrészeket
Fogaskerekek
- A fogak felületének korróziója felgyorsítja a gödrösödést
- Növeli a felületi érdességet és a zajt
- A korrodált felületek gyenge kenési tulajdonságokkal rendelkeznek
- A foggyökér korróziója csökkenti a hajlítószilárdságot
Szerkezeti elemek
- Csökkent teherbírás a keresztmetszetveszteség miatt
- Feszültségkoncentráció korróziós gödröknél
- Megjelenés és megbízhatóság aggályai
- Az alapozó horgonycsavarok korrózióját okozzák lazaság
Észlelési módszerek
Vizuális ellenőrzés
- Keressen rozsdát, elszíneződést és gödrösödést
- Ellenőrizze a korróziós termékeket (fehér, zöld vagy piros lerakódások)
- Vizsgálja meg a rögzítőelemeket rozsda vagy kopás szempontjából
- Ellenőrizze, hogy nincs-e nedvedzés az illesztéseknél (réskorrózióra utal)
Rezgéselemzés
- A korrózióval érdesített felületek növelik a nagyfrekvenciás rezgést
- A gödrösödés mechanikai hibákhoz hasonló ütésnyomokat hoz létre
- Másodlagos hatások: a korrózió által kiváltott repedések jellegzetes jeleket hoznak létre
Roncsolásmentes vizsgálat
- Ultrahangos vizsgálat: Megméri a maradék falvastagságot
- Örvényáram: Felületi korrózió és gödrösödés észlelése
- Mágneses részecske: Felfedi a korrózió okozta repedéseket
- Radiográfia: Belső korróziót mutat nehezen hozzáférhető helyeken
Olajelemzés
- Víztartalom-meghatározás (Karl Fischer-teszt)
- Korrozív szennyeződések (savak, sók)
- Korrózióból származó fémrészecskék
- pH-teszt savas körülmények között
Megelőzés és ellenőrzés
Anyagválasztás
- Korrózióálló ötvözetek: Rozsdamentes acél, bronz, speciális ötvözetek zord környezeti körülményekhez
- Anyagkompatibilitás: Kerülje a galvánpárokat, vagy használjon szigetelést
- Osztályválasztás: Az anyagot a konkrét korrozív környezethez kell igazítani
Védőbevonatok
- Festék: Szerkezeti acél védőgátja
- Galvanizálás: Króm, nikkel, cink kritikus felületekhez
- Horganyzás: Cinkbevonat kültéri/nedves alkalmazásokhoz
- Speciális bevonatok: Epoxi, kerámia, hőspray súlyos körülményekre
Kenés
- Rozsda- és korróziógátlókkal ellátott kenőanyagok
- A nedvesség és a szennyeződések kizárása
- Fenntartja az olajfilmréteget a felületek védelme érdekében
- Rendszeres olajcserék a víz és savak eltávolítására
Környezetvédelmi ellenőrzés
- Hatékony tömítés a nedvesség kizárására
- Zárt berendezések páramentesítése
- Szellőzés a páralecsapódás megelőzésére
- Kültéri berendezésekhez való burkolatok
- Szabályozza a hőmérsékletet a kondenzációs ciklusok elkerülése érdekében
Tervezési gyakorlatok
- Kerülje a réseket, ahol a korrózió megbújhat
- Biztosítson vízelvezetést a nedvesség felhalmozódásának megakadályozására
- A tisztításhoz és ellenőrzéshez való hozzáférés kialakítása
- Használjon áldozati anódokat bizonyos alkalmazásokban
A korrózió, bár elsősorban kémiai folyamat, mélyreható mechanikai következményekkel jár a forgó gépekben. A fáradásos repedések kiváltásában, a kopás felgyorsításában és a felületi hibák létrehozásában betöltött szerepe miatt a korróziómegelőzés a megfelelő anyagválasztás, a védőintézkedések és a környezetvédelem révén elengedhetetlen a gépek hosszú távú megbízhatóságához és biztonságához.