მბრუნავ მექანიზმებში კოროზიის გაგება
კოროზია ლითონის ზედაპირების თანდათანობითი დაზიანება გარემოსთან ელექტროქიმიური ან ქიმიური რეაქციების გზით, რაც იწვევს მასალის დაკარგვას, ზედაპირის უხეშობას და, ორმოების გაჩენა, და მექანიკური კომპონენტების დასუსტება. მბრუნავ მანქანებში ის აზიანებს ღერძებს, საკისრებს, კბილანებს, კორპუსებსა და სტრუქტურულ ელემენტებს, რაც იწვევს დაძაბულობის კონცენტრაციებს, რომლებმაც შეიძლება გამოიწვიონ დაღლილობა ბზარები, ზედაპირების გაუხეშება, რომლებიც აჩქარებენ ცვეთა, და — მძიმე შემთხვევებში — იწვევს პირდაპირ სტრუქტურულ დაზიანებას მტვირთველი მასალის დაკარგვის შედეგად. მას ხშირად აღიქვამენ, როგორც ნელ, გრძელვადიან დეგრადაციის მექანიზმს, თუმცა მას შეუძლია მკვეთრად დააჩქაროს მექანიკური დაზიანება, რის გამოც ის უნდა გაკონტროლდეს მასალის გააზრებული შერჩევის, დამცავი საფარების, გარემო პირობების კონტროლისა და კოროზიის საწინააღმდეგო საპოხი მასალების მეშვეობით.
1. განმარტება: რა არის კოროზია?
თავისი არსით, კოროზია არის დამუშავებული ლითონის დაბრუნება უფრო დაბალი ენერგიის მქონე, უფრო სტაბილურ ნაერთად — როგორც წესი, ოქსიდად, ჰიდროქსიდად ან მარილად. ინდუსტრიული კოროზიის უმეტესობა არის ელექტროქიმიური: მას სჭირდება ანოდი (სადაც ლითონი იხსნება), კათოდი (სადაც რედუქციის რეაქცია მიმდინარეობს), მათ შორის მეტალის გზა და ელექტროლიტი, როგორიცაა ნესტი, კონდენსატი ან პროცესის სითხე. ამ ფაქტორებიდან ერთ-ერთის მოცილების შემთხვევაში რეაქცია ჩერდება, რაც ქვემოთ ჩამოთვლილი პრაქტიკულად ყველა პრევენციული სტრატეგიის საფუძველია.
კოროზია იშვიათად მოქმედებს მარტო. მბრუნავ აღჭურვილობაში ის, როგორც წესი, მექანიკურ დატვირთვასთან ერთად გვხვდება, ამიტომ პრაქტიკული საფრთხე მხოლოდ კედლის სისქის დაკარგვა არ არის, არამედ ის, თუ როგორ იწვევს და კვებავს კოროზია სხვა სახის დაზიანებებს — დაღლილობით გამოწვეულ ბზარებს, აბრაზიულ ცვეთა, მორგების დაკარგვა და საპოხი მასალის დაშლა. ღერო, რომელიც ზოგადი ჟანგისგან რამდენიმე მეათედ მილიმეტრს კარგავს, შესაძლოა დაუზიანებელი იყოს, მაგრამ იგივე ღეროს კატასტროფული მარცხი შეიძლება მოჰყვეს ერთი მწვავე კოროზიული ორმოჩის გაჩენას გასაღების ღარზე.
2. მანქანებში კოროზიის ტიპები
ერთგვაროვანი (ზოგადი) კოროზია
- გარეგნობა: მთელ ღია ზედაპირზე თანაბარი ზედაპირული დაზიანება.
- მაგალითი: დაუცველი ნახშირბადოვანი ფოლადის ზედაპირების დაჟანგვა.
- შეფასება: პროგნოზირებადია და რაოდენობრივად ფასდება, როგორც მასალის წლიური დანაკარგი (mils per year, ან mm/year).
- ეფექტი: კედლის სისქის თანდათანობითი შემცირება და ზედაპირის უხეშობის ზოგადი ზრდა.
- რისკი: ყველაზე ნაკლებად სახიფათო ფორმა, რადგან პროგრესია ხილული და პროგნოზირებადი და შესაძლებელია მისთვის კოროზიის ნამატის გათვალისწინება.
წერტილოვანი კოროზია
- გარეგნობა: ლოკალიზებული შეტევა, რომელიც ქმნის მცირე ღრმულებს ან ორმოებს.
- მექანიზმი: დაცვითი პასიური ფენის დარღვევა კონკრეტულ წერტილებში, სადაც მცირე ზომის ანოდი იწვევს ღრმა, კონცენტრირებულ ლითონურ დანაკარგს.
- საფრთხე: თითოეული ორმო წარმოადგენს დაძაბულობის კონცენტრაციას, რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს დაღლილობა ბზარი — ბევრად უფრო საზიანოა, ვიდრე მისი მცირე დაკარგული მოცულობა მიგვანიშნებს.
- ხშირია: უჟანგავი ფოლადები და ალუმინი ქლორიდების შემცველ გარემოში.
- აღმოჩენა: ვიზუალური შემოწმება და eddy-current ტესტირება.
ნაკეცების კოროზია
- მდებარეობა: ნაპრალებში, შუასადებების ქვეშ და ხრახნიან შეერთებებში.
- მექანიზმი: ნაპრალში ჩარჩენილი უძრავი ხსნარი ჟანგბადით ღარიბდება და ქიმიურად აგრესიული ხდება.
- დამალული ბუნება: ხშირად უხილავია დაშლის გარეშე.
- ხშირია: ფლანცებზე, O-რინგების ქვეშ და ხრახნის ფესვებთან.
გალვანური კოროზია
- მიზეზი: ორი განსხვავებული ლითონი ელექტროლიტის თანდასწრებით ელექტრულ კონტაქტში.
- მაგალითი: ფოლადის ღერო, რომელიც ბრინჯაოს საკისარში მოძრაობს წყლის დაბინძურების პირობებში.
- ეფექტი: ანოდური (ელექტროქიმიურად აქტიური) ლითონი უფრო მეტად ექვემდებარება კოროზიას, ხოლო უფრო კეთილშობილი ლითონი დაცული რჩება.
- პრევენცია: ელექტრულად გათიშეთ ერთმანეთისგან განსხვავებული ლითონები, ან შეარჩიეთ მასალები, რომლებიც გალვანურ რიგში ერთმანეთთან ახლოს მდებარეობს.
დაძაბულობითი კოროზიული დახეთქვა (SCC)
- მექანიზმი: მდგრადი დაჭიმულობითი დაძაბულობა, კონკრეტულ კოროზიულ გარემოსთან ერთად, იწვევს ბზარების ზრდას.
- საფრთხე: შეიძლება გამოიწვიოს უეცარი, მყიფე ხასიათის მარცხი იმ დაძაბულობებზეც კი, რომლებიც მასალის დენადობის ზღვარზე გაცილებით დაბალია.
- ხშირი კომბინაციები: უჟანგავი ფოლადი ქლორიდებთან; თითბერი ამიაკთან.
- პრევენცია: მასალების შერჩევა, დაძაბულობის მოხსნა და გარემო პირობების კონტროლი.
ფრეტინგული კოროზია
- მექანიზმი: მიკროძრაობა და კოროზია პრესულ მორგებებში ან ჭანჭიკიან შეერთებებში, სადაც განმეორებადი მცირე დაცურება ზედაპირს შლის და ხელახლა აჟანგებს.
- გარეგნობა: წითლოვან-ყავისფერი რკინის ოქსიდი (“კაკაო”) ან წვრილი შავი ფხვნილი.
- ეფექტი: ასუსტებს ინტერფერენციულ მორგებებს და აზიანებს შეწყვილებულ ზედაპირებს.
- ხშირია: საკისრისა და ლილვის შეხების ზედაპირები და შეკუმშვითი მორგებები, რომლებიც ექვემდებარებიან ვიბრაცია.
3. გავლენა დანადგარების კომპონენტებზე
საკისრები
- ზედაპირული ჩაღრმავება იწვევს დაღლილობას. დაფშვნა გარბენურებზე და მოძრავ ელემენტებზე.
- კოროზიის ნარჩენები საკისარში მესამე სხეულის აბრაზივად იქცევა.
- კოროზიის პროდუქტები აბინძურებენ საპოხს და აზიანებენ ზეთის ფენას.
- საკისრის გამძლეობა შეიძლება მკვეთრად შემცირდეს — შესაძლებელია 50-90%-ით შემცირება.
ლილვები
- კოროზიული ორმოები იწვევენ დაღლილობით გამოწვეული ბზარების წარმოქმნას, რაც არის წინამორბედი გაბზარული როტორი.
- განივკვეთის დაკარგვა ამცირებს ეფექტურ დიამეტრსა და სიმტკიცეს.
- ზედაპირის უხეშობა აუარესებს საკისრისა და ლუქნის მუშაობას.
- პრესულ მორგებებში ფრეტინგი ასუსტებს დამონტაჟებულ კომპონენტებს და ცვლის როტორის დაბალანსების მდგომარეობას.
მექანიზმები
- კბილის ზედაპირის კოროზია აჩქარებს კონტაქტურ დაღლილობას (pitting fatigue).
- ზედაპირის გაზრდილი უხეშობა ზრდის ხმაურსა და შეხამების დანაკარგებს.
- კოროზირებული გვერდები ცუდად იჭერს საპოხ მასალას, რაც აუარესებს ცვეთის ციკლს.
- კბილის ფესვის კოროზია ამცირებს მოხრის სიმტკიცეს — იხილეთ აგრეთვე გადაცემათა კოლოფის დეფექტები.
სტრუქტურული კომპონენტები
- დატვირთვის ტარუნარიანობის შემცირება განივკვეთის დანაკარგის გამო.
- დაძაბულობის კონცენტრაცია კოროზიული ორმოების მახლობლად.
- გარეგნული იერის გაუარესება და საერთო საიმედოობის შემცირება.
- ფუძის სამაგრი ჭანჭიკის კოროზია, რომელიც იწვევს მექანიკურ ფხვიერება და ამცირებს საყრდენის სიმყარეს.
4. აღმოჩენის მეთოდები
ვიზუალური შემოწმება
- შეამოწმეთ ჟანგი, გაუფერულება და ჩაღრმავებები.
- შეამოწმეთ კოროზიის პროდუქტები — თეთრი, მწვანე ან წითელი ნადები.
- შეამოწმეთ სამაგრები ჟანგისა და დაზიანების ნიშნებზე.
- დააკვირდით შეერთებებიდან ჟონვას, რაც ფარული ნაპრალური კოროზიის დამახასიათებელი ნიშანია.
ვიბრაციის ანალიზი
კოროზია დაბალსიხშირული ვიბრაციის პირველადი წყარო არ არის. ვიბრაცია, მაგრამ მისი მექანიკური შედეგები ძალიან შესამჩნევია ვიბრაციული პროგრამისთვის:
- კოროზიით გაუხეშებული ზედაპირები ზრდის ფართოზოლოვან მაღალსიხშირულ ვიბრაციას.
- ორმოები ქმნის დარტყმით კვალს, რომელიც ლოკალიზებული მექანიკური დეფექტების მსგავსია.
- მეორადი ეფექტები ყველაზე მნიშვნელოვანია: კოროზიით გამოწვეული ბზარი წარმოქმნის დამახასიათებელ 2× ჰარმონიული გაბზარული ლილვისთვის დამახასიათებელ ზრდას, ხოლო კოროზირებული საკისრები კლასიკურ საკისრის დეფექტი სიხშირეები.
რადგან სიმპტომები ნელა, პერიოდულად ჩნდება ტრენდების მონიტორინგი მთლიანი დონეებისა და საკისრის დამახასიათებელი სიხშირეების დიაპაზონების მონიტორინგი არის პრაქტიკული გზა კოროზიით გამოწვეული დაზიანების აღმოსაჩენად, სანამ ის დაჩქარდება.
არადესტრუქციული ტესტირება
კოროზიის ეჭვის შემთხვევაში, არადესტრუქციული გამოცდა მას პირდაპირ რაოდენობრივად გამოხატავს:
- ულტრაბგერითი გამოკვლევა: ზომავს დარჩენილი კედლის სისქეს.
- eddy current: ავლენს ზედაპირულ კოროზიასა და წერტილოვან დაზიანებებს eddy-current ზონდის საშუალებით მორევითი დენის ზონდი.
- მაგნიტური ნაწილაკი: ავლინავს კოროზიით გამოწვეულ ზედაპირულ ბზარებს.
- რადიოგრაფია: აჩვენებს შიდა კოროზიას მიუწვდომელ ადგილებში.
ნავთობის ანალიზი
ზეთის ანალიზი იჭერს ქიმიას, სანამ მექანიკა გაფუჭდება:
- წყლის შემცველობის განსაზღვრა (კარლ ფიშერის მეთოდი).
- კოროზიული დამაბინძურებლები, როგორიცაა მჟავები და მარილები.
- კოროზიის შედეგად გამოყოფილი ლითონის ნაწილაკები.
- pH-ის ტესტირება მჟავე, კოროზიის ხელშემწყობი პირობების გამოსავლენად.
5. პრევენცია და კონტროლი
მასალის შერჩევა
- კოროზიამედეგი შენადნობები: უჟანგავი ფოლადი, ბრინჯაო, სპეციალური შენადნობები მკაცრი გარემოსთვის
- მასალების თავსებადობა: მოერიდეთ გალვანურ წყვილებს, ან იზოლირეთ განსხვავებული ლითონები.
- მარკის შერჩევა: კონკრეტული შენადნობის მორგება კონკრეტულ კოროზიულ გარემოზე.
დამცავი საფარი
- საღებავი: სტრუქტურული ფოლადის ბარიერული დაცვა.
- მოპირკეთება: ქრომი, ნიკელი ან თუთია კრიტიკული ზედაპირებისთვის.
- გალვანიზაცია: ცინკის საფარი გარე ან ნესტიანი გამოყენებისთვის.
- სპეციალური საფარები: ეპოქსიდური, კერამიკული, თერმული სპრეი მძიმე პირობებისთვის
შეზეთვა
- გამოიყენეთ საპოხი საშუალებები, რომლებიც შეიცავს ჟანგისა და კოროზიის ინჰიბიტორებს.
- სისტემიდან გამორიცხეთ ნესტი და დამაბინძურებლები.
- შეინარჩუნეთ ზედაპირის დამცავი ზეთის უწყვეტი ფენა — იხილეთ საკისრის შეზეთვა.
- ზეთი შეცვალეთ გრაფიკის მიხედვით დაგროვილი წყლისა და მჟავების მოსაშორებლად.
გარემოს კონტროლი
- ეფექტური ჰერმეტიზაცია ნესტის შეღწევის თავიდან ასაცილებლად.
- დახურული დანადგარებისთვის ტენიანობის შემცირება.
- ვენტილაცია კონდენსაციის თავიდან ასაცილებლად.
- გარე მოწყობილობების დამცავი გარსაცმები.
- ტემპერატურის კონტროლი განმეორებითი კონდენსაციის ციკლების თავიდან ასაცილებლად.
დიზაინის პრაქტიკა
- მოერიდეთ ნაპრალებს, სადაც კოროზია შეიძლება დაიმალოს და კონცენტრირდეს.
- უზრუნველყავით დრენაჟი, რათა ნესტი არ დაგროვდეს.
- კონსტრუქცია ისე დაგეგმეთ, რომ გაწმენდა და შემოწმება ხელმისაწვდომი იყოს.
- გამოიყენეთ მსხვერპლშემწირავი ანოდები, სადაც კათოდური დაცვა მიზანშეწონილია.
6. კოროზია და დაბალანსების სამუშაო პროცესი
კოროზია ჩუმად ასუსტებს ბალანსის ხარისხს. მასალა, რომელიც დაკარგულია ერთი მხრიდან როტორი, კოროზიის პროდუქტების დაგროვება კოროზირებული უბნების თავზე, ან ბალანსის წონა, რომელიც ფრეტინგით გაცვეთილ, მოშვებულ მორგებაზე სრიალებს — ეს ყველაფერი ცვლის მასის განაწილებას და ზრდის 1×-ს დისბალანსი პასუხი. ამ მიზეზით, ექსპლუატაციისას გაკოროზებული როტორი, სანამ მას გამართულად ჩათვლიან, გაწმენდის ან შეკეთების შემდეგ ხელახლა უნდა შემოწმდეს. ადგილზე ეს ხდება დაშლის გარეშე, პორტატული ორარხიანი ანალიზატორის გამოყენებით, როგორიცაა ბალანსეტი-1ა, რომელიც ზომავს 1× ამპლიტუდასა და ფაზას მანქანის საკუთარ საკისრებში, გაძლევთ საშუალებას შეასწოროთ ახალი მძიმე წერტილი და ამოწმებს ნარჩენი დისბალანსი ISO 21940-11-ის შესაბამის კლასთან მიმართებით. ვიბრაციის ამ შემოწმების შეხამება არადესტრუქციულ ტესტირებაზე (NDT) დაფუძნებულ კედლის სისქის გაზომვასთან იძლევა კოროდირებული როტორის როგორც მექანიკური, ისე სტრუქტურული მდგომარეობის სრულ სურათს.
კოროზია, მიუხედავად იმისა, რომ უმთავრესად ქიმიური პროცესია, მბრუნავ მანქანებში ღრმა მექანიკურ შედეგებს იწვევს. მისი როლი დაღლილობით გამოწვეული ბზარების წარმოქმნაში, ცვეთის დაჩქარებასა და ზედაპირული დეფექტების შექმნაში, ხდის პრევენციას — მასალის სათანადო შერჩევის, დამცავი ზომებისა და გარემო პირობების კონტროლის გზით — აუცილებელს გრძელვადიანი საიმედოობისა და უსაფრთხოებისთვის.
