회전 기계의 부식 이해
부식 환경과의 전기화학적 또는 화학적 반응을 통해 금속 표면이 점진적으로 악화되어 재료 손실, 표면 거칠기가 발생하는 현상입니다., 피팅, 그리고 기계 부품의 약화를 초래합니다. 회전하는 기계의 경우 샤프트, 베어링, 기어, 케이싱 및 구조 요소를 공격하여 응력 집중을 일으켜 다음을 유발할 수 있습니다. 피로 균열, 표면 거칠어짐이 가속화됨 입다, 심한 경우 하중 지지 재료의 손실을 통해 직접적인 구조적 고장을 일으킬 수 있습니다. 종종 느리고 장기적인 열화 메커니즘으로 취급되지만 기계적 고장을 급격히 가속화할 수 있으므로 신중한 재료 선택, 보호 코팅, 환경 제어 및 부식 방지 윤활제를 통해 제어해야 합니다.
1. 정의: 부식이란 무엇인가요?
부식의 핵심은 정제된 금속이 더 낮은 에너지의 더 안정적인 화합물(일반적으로 산화물, 수산화물 또는 염)로 되돌아가는 것입니다. 대부분의 산업 부식은 전기 화학금속이 용해되는 양극, 환원 반응이 일어나는 음극, 양극과 음극 사이의 금속 경로, 수분, 응축수 또는 공정 유체와 같은 전해질이 필요합니다. 이 중 하나라도 제거하면 반응이 멈추며, 이는 아래의 거의 모든 예방 전략의 원리입니다.
부식은 단독으로 작용하는 경우는 거의 없습니다. 회전 장비에서는 일반적으로 기계적 하중과 결합되기 때문에 실질적인 위험은 벽 두께 손실뿐만 아니라 부식이 다른 고장 모드(피로 균열, 마모, 마모성 입다, 맞춤 불량, 윤활유 고장을 일으킬 수 있습니다. 일반적인 녹으로 인해 10밀리미터 정도 손실된 샤프트는 영향을 받지 않을 수 있지만, 키홈에 날카로운 부식 구덩이가 하나만 있는 동일한 샤프트는 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다.
2. 기계 부식의 유형
균일(일반) 부식
- 모습: 노출된 전체 영역에서 고른 표면 공격.
- 예: 보호되지 않은 탄소강 표면의 녹이 발생합니다.
- 비율: 예측 가능하며, 연간 물적 손실(연간 밀리 또는 mm/년)로 정량화됩니다.
- 효과: 벽 두께가 점진적으로 감소하고 표면 거칠기가 전반적으로 증가합니다.
- 위험: 진행 상황이 가시적이고 예측 가능하며 부식 허용치를 고려하여 설계할 수 있으므로 가장 위험한 형태입니다.
피트 부식
- 모습: 작은 구멍이나 구덩이를 만드는 국지적인 공격.
- 기구: 작은 양극이 깊고 집중된 금속 손실을 유발하는 특정 지점에서 보호 패시브 필름이 고장납니다.
- 위험: 각 구덩이는 스트레스 집중으로 작용하여 피로 균열 - 작은 손실량에서 알 수 있는 것보다 훨씬 더 해롭습니다.
- 공통 켜짐: 염화물이 함유된 환경의 스테인리스 스틸 및 알루미늄.
- 발각: 육안 검사 및 와전류 테스트.
틈새 부식
- 위치: 틈새, 개스킷 아래 및 나사 연결부.
- 기구: 틈새에 갇힌 고인 용액은 산소가 고갈되고 화학적으로 공격적이 됩니다.
- 숨겨진 자연: 분해하지 않으면 보이지 않는 경우가 많습니다.
- 공통: 플랜지, O링 아래, 스레드 루트에 있습니다.
갈바닉 부식
- 원인: 서로 다른 두 금속이 전해질과 전기적으로 접촉하는 상태입니다.
- 예: 물로 오염된 청동 베어링에서 작동하는 강철 샤프트.
- 효과: 양극성(전기 화학적 활성) 금속이 많을수록 양극성 금속이 우선적으로 부식되는 반면 귀금속은 보호됩니다.
- 방지: 서로 다른 금속을 전기적으로 분리하거나 갈바닉 계열에서 서로 가까이 있는 재료를 선택하세요.
응력 부식 균열(SCC)
- 기구: 특정 부식 환경과 결합된 지속적인 인장 응력은 균열의 성장을 촉진합니다.
- 위험: 재료의 항복 강도보다 훨씬 낮은 응력에서 갑작스럽고 부서지기 쉬운 고장이 발생할 수 있습니다.
- 일반적인 조합: 염화물이 함유된 스테인리스 스틸, 암모니아가 함유된 황동.
- 방지: 재료 선택, 스트레스 완화, 환경 제어.
프레팅 부식
- 기구: 미세한 움직임과 반복되는 작은 미끄러짐이 표면을 벗겨내고 재산화하는 프레스 핏 또는 볼트 체결부의 부식이 더해집니다.
- 모습: 적갈색 산화철(“코코아”) 또는 미세한 검은색 가루입니다.
- 효과: 간섭 피팅을 느슨하게 하고 결합 표면을 손상시킵니다.
- 공통: 베어링-샤프트 인터페이스 및 수축 맞춤은 다음과 같은 조건에 따라 달라집니다. 진동.
3. 기계 부품에 미치는 영향
문장
- 표면 피팅으로 인한 피로 유발 스폴링 레이스웨이와 롤링 요소에.
- 부식 파편은 베어링 내부에서 제3의 연마재가 됩니다.
- 부식 생성물은 윤활유를 오염시키고 유막을 저하시킵니다.
- 베어링 수명을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 50-90%까지 줄일 수 있습니다.
샤프트
- 부식 구덩이는 피로 균열의 전조인 피로 균열 시작 부위 역할을 합니다. 균열된 로터.
- 단면 손실은 유효 직경과 강도를 감소시킵니다.
- 표면 거칠기는 베어링 및 씰 작동을 저하시킵니다.
- 프레스 핏에서 프레팅을 하면 장착된 부품이 느슨해지고 로터의 밸런스 상태가 바뀝니다.
기어
- 치아 표면 부식은 접촉(피팅) 피로를 가속화합니다.
- 표면 거칠기가 증가하면 노이즈와 메시 손실이 증가합니다.
- 부식된 측면은 윤활유를 제대로 유지하지 못해 마모 주기를 악화시킵니다.
- 치아 뿌리 부식은 굽힘 강도를 감소시킵니다. 기어 결함.
구조적 구성 요소
- 섹션 손실로 인한 부하 전달 능력 감소.
- 부식 구덩이에서의 응력 농도.
- 외관이 저하되고 전반적인 안정성이 저하됩니다.
- 파운데이션 앵커 볼트 부식으로 인한 기계적 설사 를 사용하여 지지대의 강성을 부드럽게 합니다.
4. 탐지 방법
시각 검사
- 녹, 변색, 구멍이 있는지 살펴보세요.
- 흰색, 녹색 또는 빨간색 침전물과 같은 부식 생성물을 확인합니다.
- 패스너의 녹이나 열화 여부를 검사합니다.
- 숨겨진 틈새 부식의 징후인 이음새의 균열을 주의 깊게 살펴보세요.
진동 분석
부식은 저주파의 주요 발생 원인이 아닙니다. 진동, 의 기계적 결과는 진동 프로그램에서 매우 잘 드러납니다:
- 부식으로 인해 표면이 거칠어지면 광대역 고주파 진동이 발생합니다.
- 구덩이는 국부적인 기계적 결함과 유사한 충격 신호를 생성합니다.
- 부식으로 인한 균열은 가장 중요한 2차 효과입니다. 2× 고조파 금이 간 샤프트의 성장과 부식된 베어링은 고전적인 베어링 결함 주파수.
증상이 천천히 나타나고 주기적으로 나타나기 때문에 트렌드 의 전체 레벨과 베어링 주파수 대역을 파악하는 것이 부식으로 인한 손상이 가속화되기 전에 포착할 수 있는 실질적인 방법입니다.
비파괴 검사
부식이 의심되는 경우, 비파괴 검사 직접 정량화합니다:
- 초음파 테스트: 남은 벽 두께를 측정합니다.
- 와전류: 를 통해 표면 부식과 피팅을 감지합니다. 와전류 프로브.
- 자기 입자: 는 부식으로 인한 표면 균열을 보여줍니다.
- 방사선 촬영: 는 접근하기 어려운 영역의 내부 부식을 보여줍니다.
오일 분석
오일 분석 는 역학이 실패하기 전에 화학을 포착합니다:
- 수분 함유량 감지(칼 피셔 테스트).
- 산과 염분과 같은 부식성 오염 물질.
- 부식으로 인해 방출되는 금속 입자.
- 산성, 부식 촉진 조건을 표시하는 pH 테스트.
5. 예방 및 제어
재료 선택
- 부식 방지 합금: 스테인리스 스틸, 청동, 혹독한 환경을 위한 특수 합금
- 소재 호환성: 갈바닉 커플을 피하거나 서로 다른 금속을 분리합니다.
- 성적 선택: 특정 합금과 특정 부식성 환경을 일치시킵니다.
보호 코팅
- 페인트: 구조용 강철을 위한 장벽 보호.
- 도금: 중요한 표면을 위한 크롬, 니켈 또는 아연.
- 갈바닉: 실외 또는 습한 환경을 위한 아연 코팅.
- 특수 코팅: 극한 환경을 위한 에폭시, 세라믹, 열 분사
매끄럽게 하기
- 녹 및 부식 방지제가 함유된 윤활유를 사용하세요.
- 시스템에서 습기와 오염 물질을 제거합니다.
- 표면을 보호하는 지속적인 유막을 유지합니다. 베어링 윤활.
- 축적된 물과 산을 제거하기 위해 일정에 맞춰 오일을 교체하세요.
환경 제어
- 습기를 차단하는 효과적인 밀봉.
- 밀폐된 장비의 제습.
- 결로 방지를 위한 환기.
- 실외 장비용 인클로저.
- 반복되는 응결 주기를 방지하기 위한 온도 제어.
디자인 관행
- 부식이 숨어 집중될 수 있는 틈새를 피하세요.
- 습기가 고이지 않도록 배수구를 마련하세요.
- 청소 및 검사에 액세스할 수 있도록 설계되었습니다.
- 음극 보호가 적절한 경우 희생 양극을 사용합니다.
6. 부식과 밸런싱 워크플로
부식은 조용히 저울의 품질을 떨어뜨립니다. 한쪽에서 재료가 손실되는 경우 로터, 부식된 패치 위에 제품이 쌓이거나 느슨해진 핏으로 인해 밸런스 웨이트가 미끄러지는 경우 모두 질량 분포를 이동시키고 1×를 밀어 올립니다. 불균형 응답. 따라서 사용 중 부식된 로터는 양호한 것으로 간주하지 말고 청소 또는 수리 후 다시 점검해야 합니다. 현장에서는 다음과 같은 휴대용 2채널 분석기를 사용하여 분해하지 않고 이 작업을 수행합니다. 발란셋-1A, 기계 자체 베어링에서 1배 진폭과 위상을 측정하고 새로운 무거운 지점을 수정할 수 있으며 잔류 불균형 적절한 ISO 21940-11 등급과 비교합니다. 이 진동 검사를 NDT 벽 두께 측정과 결합하면 부식된 로터의 기계적 및 구조적 상태를 모두 완벽하게 파악할 수 있습니다.
부식은 주로 화학적 과정이지만 회전 기계에 중대한 기계적 결과를 초래합니다. 피로 균열을 유발하고 마모를 가속화하며 표면 결함을 생성하는 부식은 장기적인 신뢰성과 안전성을 위해 건전한 재료 선택, 보호 조치 및 환경 제어를 통해 예방하는 것이 필수적입니다.
