Айналмалы механизмдердегі коррозияны түсіну
Corrosion — бұл металл беттерінің қоршаған ортамен электрохимиялық немесе химиялық реакциялар арқылы біртіндеп бұзылуы, нәтижесінде материал жоғалтылады, бет кедір-бұдырлығы артады, pitting, және механикалық компоненттердің босауы. Айналмалы машиналарда ол біліктерге, подшипниктерге, беріліс механизмдеріне, корпустарға және конструкциялық элементтерге зиян тигізеді, бұл fatigue жарықтарды тудырады, беттерін кедір-бұдырландырады, бұл үдетеді wear, және — ауыр жағдайларда — жүктеме көтеретін материалдың жоғалуы нәтижесінде конструкцияның тікелей бұзылуын тудырады. Ол жиі баяу, ұзақ мерзімді тозу механизмі ретінде қарастырылады, алайда механикалық ақаулықты күрт жеделдете алады, сондықтан материалды мақсатты таңдау, қорғаныш жабындар, қоршаған ортаны бақылау және коррозияға қарсы майлы заттар арқылы оны бақылауда ұстау қажет.
1. Анықтама: Коррозия дегеніміз не?
Негізінен алғанда, коррозия — тазартылған металдың төменгі энергиялы, тұрақтырақ қосылысқа — әдетте оксид, гидроксид немесе тұзға — оралуы. Өнеркәсіптік коррозиялардың басым бөлігі electrochemical: ол анод (металл еритін жер), катод (тотықсыздану реакциясы жүретін жер), олардың арасындағы металл жолы және ылғал, конденсат немесе технологиялық сұйықтық сияқты электролитті қажет етеді. Осылардың кез келгенін жойыңыз — реакция тоқтайды; бұл төмендегі барлық дерлік алдын алу стратегиясының негізі.
Коррозия сирек жеке-дара әрекет етеді. Айналмалы жабдықта ол, әдетте, механикалық жүктемемен қосарланады, сондықтан практикалық қауіп тек қабырға қалыңдығының азаюында ғана емес, коррозияның басқа ақаулық режимдерін — шаршау жарықтарын, абразивтік wear, сыбайластықтың жоғалуын және майлы заттардың бұзылуын туындататын және қоректендіретін жолында. Жалпы тоттанудан бірнеше ондай миллиметр жоғалтқан білік зиянсыз болуы мүмкін, бірақ сол білікте шпунт ойығындағы жалғыз өткір коррозиялық шұңқыр апатты сынуға әкелуі мүмкін.
2. Машиналардағы коррозия түрлері
Біркелкі (жалпы) коррозия
- Appearance: Бүкіл ашық беттегі тегіс бетті шабуыл.
- Example: Қорғалмаған көміртекті болат беттерінің тоттануы.
- Rate: Болжамды, жылдық материал шығыны ретінде сандық бағаланады (мил/жыл немесе мм/жыл).
- Effect: Қабырға қалыңдығының біртіндеп азаюы және бет кедір-бұдырлығының жалпы ұлғаюы.
- Risk: Ең қауіпсіз түрі, өйткені үдеріс көзге көрінеді және болжамды болады, сондай-ақ коррозия қосымшасы арқылы жобалауға болады.
Шұңқырлы коррозия
- Appearance: Шағын қуыстар немесе шұңқырлар пайда болуымен жергілікті шабуыл.
- Mechanism: Белгілі нүктелерде қорғаныш пассив қабыршақтың бұзылуы, мұнда шағын анод терең, шоғырланған металл жоғалтуын тудырады.
- Danger: Әрбір шұңқыр кернеу шоғырлану нүктесі ретінде әрекет етеді және fatigue жарықты бастауы мүмкін — бұл оның жоғалтқан шағын көлемі болжататынға қарағанда әлдеқайда зиянды.
- Common on: Хлоридты ортада тот баспайтын болат пен алюминий.
- Detection: Көзбен қарап тексеру және вихрлік токпен тестілеу.
Саңылаулық коррозия
- Location: Саңылауларда, тығыздағыштардың астында және резьбалы қосылыстарда.
- Mechanism: Саңылауда тұрып қалған ерітінді оттегіден айырылып, химиялық агрессивті болып кетеді.
- Hidden nature: Бөлшектемей тексергенде жиі байқалмайды.
- Common at: Фланецтерде, O-сақиналарының астында және резьба түбінде.
Гальваникалық коррозия
- Cause: Электролит болған кезде электрлік байланыстағы екі түрлі металл.
- Example: Су ластануымен бронза мойынтіректегі болат білік.
- Effect: Анодтық (электрохимиялық белсенді) металл артықша коррозияланады, ал асыл металл қорғалады.
- Prevention: Түрлі металдарды электрлік жолмен оқшаулаңыз немесе гальваникалық қатарда бір-біріне жақын орналасқан материалдарды таңдаңыз.
Кернеулік коррозиялық жарылу (SCC)
- Mechanism: Ұзақ созылмалы кернеу белгілі бір коррозиялық ортамен біріккенде жарықтың өсуіне ықпал етеді.
- Danger: Материалдың аққыштық шегінен едәуір төмен кернеуде кенеттен, сынғыш сыртқы бұзылуға әкелуі мүмкін.
- Жиі кездесетін үйлесімдер: Хлоридтермен тот баспайтын болат; аммиакпен жез.
- Prevention: Материал таңдау, кернеуді жою және ортаны бақылау.
Үйкелісті коррозия
- Mechanism: Пресс-посадкаларда немесе бұрандалы қосылыстарда микрожылжулар мен коррозияның бірлесуі, мұнда қайталанатын ұсақ сырғымалар бетті тотықтырып, тазартып отырады.
- Appearance: Қызғылт-қоңыр темір тотығы (“какао”) немесе ұсақ қара ұнтақ.
- Effect: Кіріктіру қондырмаларын босатады және жұптасқан беттерге зақым келтіреді.
- Common at: Подшипниктің білікпен жұптасу беттері мен кысымды қондырмалары ұшырайды vibration.
3. Машина компоненттеріне әсері
Bearings
- Беттік ойықтар шаршауды бастайды spalling жүгіру жолдарында және домалақ денелерде.
- Коррозия өнімдері подшипник ішінде үшінші дене ретінде абразивке айналады.
- Коррозия өнімдері майлауышты ластайды және май қабатын нашарлатады.
- Подшипниктің қызмет мерзімі айтарлықтай қысқаруы мүмкін — 50–90% азаю ықтимал.
Shafts
- Коррозия ойықтары шаршау жарықтарының бастапқы нүктесі ретінде жұмыс істейді, бұл cracked rotor.
- Қимасының жоғалуы тиімді диаметрді және беріктікті азайтады.
- Беттік кедір-бұдырлық подшипник пен тығыздағыштың жұмысын нашарлатады.
- Қысымды қондырмалардағы үйкелу орнатылған компоненттерді босатады және ротордың’балансталу күйін өзгертеді.
Gears
- Тіс беттеріндегі коррозия байланыс (ойықтану) шаршауын тездетеді.
- Беттік кедір-бұдырлықтың артуы шуды және тісті іліністе шығындарды арттырады.
- Тоттанған тіс беттері майлауышты нашар ұстайды, тозу циклін нашарлатады.
- Тіс түбіндегі коррозия иілу беріктігін азайтады — сонымен қатар қараңыз gear defects.
Конструктивтік элементтер
- Қима жоғалуынан жүк көтеру қабілетінің төмендеуі.
- Коррозия ойықтарындағы кернеу шоғырлануы.
- Сыртқы келбеттің нашарлауы және жалпы сенімділіктің төмендеуі.
- Іргетас бекіткіш болттарының коррозиясы механикалық looseness және тіреудің қаттылығын әлсіретеді.
4. Анықтау әдістері
Көзбен тексеру
- Тот, түсінің өзгеруі және ойықтардың болуын тексеріңіз.
- Коррозия өнімдерін — ақ, жасыл немесе қызыл шөгінділерді тексеріңіз.
- Бекіткіш элементтерді тот немесе тозу белгілеріне қарай тексеріңіз.
- Қосылыстардағы сүзілуді бақылаңыз — бұл жасырын саңылау коррозиясының анық белгісі.
Вибрация талдауы
Коррозия төмен жиілікті тербелістің негізгі қайнар көзі емес vibration, бірақ оның механикалық салдарлары тербеліс бақылау бағдарламасы үшін өте айқын байқалады:
- Коррозия арқылы кедір-бұдыр болған беттер кең жолақты жоғары жиілікті тербелісті күшейтеді.
- Ойықтар жергілікті механикалық ақауларға тән соққы сигналдарын тудырады.
- Екінші реттік әсерлер маңызырақ: коррозиядан туындаған жарық сипаттамалық 2× harmonic жарылған біліктің өсу сипатын береді, ал коррозияланған мойынтіректер классикалық белгілерді көрсетеді bearing defect frequencies.
Белгілер баяу дамитындықтан, кезеңдік trending жалпы деңгейлер мен мойынтірек жиілік жолақтарын бақылау — коррозияға байланысты зақымдануды үдей бастамас бұрын анықтаудың тиімді жолы.
Бұзбайтын сынау
Коррозия күдік тудырған жағдайда, ақырсыз бұзарлық сынау арқылы тұрақты түрде тексеріңіз оны тікелей анықтайды:
- Ультрадыбыстық сынау: қабырғаның қалған қалыңдығын өлшейді.
- Eddy current: беттік коррозия мен шұңқырларды анықтайды ағынды зондысы.
- Магниттік бөлшектер әдісі: коррозиядан туындаған беттік жарықшақтарды анықтайды.
- Radiography: қолжетімсіз аймақтардағы ішкі коррозияны көрсетеді.
Oil Analysis
Oil analysis механикалық ақаудан бұрын химиялық құрамды бақылайды:
- Су мөлшерін анықтау (Карл Фишер сынағы).
- Қышқылдар мен тұздар сияқты коррозиялық ластаушылар.
- Коррозия нәтижесінде бөлінген металл бөлшектері.
- Қышқыл, коррозияны арттыратын жағдайларды анықтауға арналған pH сынағы.
5. Алдын ала сипаттау және басқару
Материал Таңдау
- Коррозияға төзімді қорытпалар: ауыр жұмыс жағдайларына арналған тот баспайтын болат, қола және арнайы қорытпалар.
- Материалдардың үйлесімділігі: гальваникалық жұптарды болдырмау немесе әртүрлі металдарды оқшаулау.
- Сорт таңдау: нақты коррозиялық ортаға сәйкес қорытпаны таңдау.
Қорғаныш жабындары
- Paint: конструкциялық болатты кедергіден қорғау.
- Plating: маңызды беттерге арналған хром, никель немесе мырыш жабыны.
- Galvanising: сыртқы немесе ылғалды жағдайларға арналған мырыш жабыны.
- Арнайы жабындар: қатаң жағдайлар үшін эпоксид, керамика немесе термиялық шашырату жабыны.
Lubrication
- Тот пен коррозияға қарсы ингибиторлары бар майлағыш заттарды пайдаланыңыз.
- Жүйеге ылғал мен ластаушы заттардың түсуін болдырмаңыз.
- Беттерді қорғайтын үздіксіз май қабатын сақтаңыз — қараңыз подшипниктің майлану.
- Жиналған суды және қышқылдарды кетіру үшін майды кестеге сай ауыстырыңыз.
Қоршаған ортаны бақылау
- Ылғалдың кіруін болдырмау үшін тиімді тығыздау.
- Жабық жабдық үшін ауаны ылғалсыздандыру.
- Конденсацияның алдын алу үшін желдету.
- Сыртқы жабдық үшін қорғаныс корпустары.
- Қайталанатын конденсация циклдерін болдырмау үшін температуралық бақылау.
Жобалау тәжірибелері
- Коррозия жасырынып шоғырлана алатын саңылаулардан аулақ болыңыз.
- Ылғалдың жиналмауы үшін дренаж қарастырыңыз.
- Тазалау мен тексеруге мүмкіндік беретін қол жетімділікті жобалаңыз.
- Катодтық қорғаныс қолайлы жерде құрбандық анодтарын пайдаланыңыз.
6. Коррозия және балансировкалау жұмыс процесі
Коррозия баланс сапасын байқаусызда бұзады. Ротордың бір жағынан жоғалған материал ротор, коррозияланған учаскелердегі өнім шөгінді, немесе тозған босап қалған отырғызылымда жылжыған балансировкалау жүгі масса бөлінісін өзгертеді және 1× жиілік компонентін арттырады unbalance жауабы. Осы себепті пайдалану барысында коррозияланған ротор жақсы деп есептелмей, тазалаудан немесе жөндеуден кейін қайта тексерілуі тиіс. Далалық жағдайда бұл бөлшектемей, мысалы, Балансет-1А, ол машинаның’ өз мойынтіректеріндегі 1× амплитуда мен фазаны өлшейді, жаңа ауыр нүктені түзетуге мүмкіндік береді және қалдық дисбалансы тиісті ISO 21940-11 сапасына сәйкестігін тексереді. Вибрация тексерісін NDT қабырға қалыңдығын өлшеумен үйлестіру тотыққан ротордың механикалық және құрылымдық жай-күйінің толық суретін береді.
Тоттану бастапқы химиялық процесс болғанымен, айналмалы механизмдерде маңызды механикалық салдарға алып келеді. Оның шаршау жарықтарын туындатудағы, тозуды жеделдетудегі және беткі ақауларды жасаудағы рөлі алдын алуды — дұрыс материал таңдау, қорғаныс шаралары мен қоршаған ортаны бақылау арқылы — ұзақ мерзімді сенімділік пен қауіпсіздік үшін маңызды етеді.
