Corrosie in roterende machines begrijpen
Definitie: Wat is corrosie?
Corrosie is de geleidelijke achteruitgang van metalen oppervlakken door elektrochemische of chemische reacties met de omgeving, resulterend in materiaalverlies, oppervlakteruwheid, putjes, en verzwakking van mechanische componenten. Bij roterende machines tast corrosie assen, lagers, tandwielen, behuizingen en structurele elementen aan, waardoor spanningsconcentraties ontstaan die kunnen leiden tot vermoeidheid scheuren, ruw wordende oppervlakken die versnellen dragen, en in ernstige gevallen kan er sprake zijn van direct structureel falen door materiaalverlies.
Corrosie wordt vaak beschouwd als een langzaam, langdurig degradatiemechanisme, maar kan mechanische storingen aanzienlijk versnellen en moet worden voorkomen door de juiste materiaalkeuze, beschermende coatings, omgevingscontrole en corrosiewerende smeermiddelen.
Soorten corrosie in machines
1. Uniforme (algemene) corrosie
- Verschijning: Gelijkmatige oppervlakte-aanval over het blootgestelde gebied
- Voorbeeld: Roestvorming van onbeschermde stalen oppervlakken
- Tarief: Voorspelbaar, gekwantificeerd als materiaalverlies per jaar (mils/jaar)
- Effect: Geleidelijke vermindering van de wanddikte en de oppervlakteruwheid
- Minst gevaarlijk: Zichtbare en voorspelbare progressie
2. Putcorrosie
- Verschijning: Lokale aanval waardoor kleine holtes of putjes ontstaan
- Mechanisme: Afbraak van beschermfolies op specifieke locaties
- Gevaar: Kuilen fungeren als spanningsconcentraties en veroorzaken vermoeiingsscheuren
- Vaak voorkomend op: Roestvast staal, aluminium in chloride-omgevingen
- Detectie: Visuele inspectie, wervelstroomtest
3. Spleetcorrosie
- Locatie: In spleten, onder pakkingen, in schroefdraadverbindingen
- Mechanisme: Stilstaande oplossing in de spleet wordt agressief
- Verborgen natuur: Vaak niet zichtbaar zonder demontage
- Gemeenschappelijk bij: Flenzen, onder O-ringen, draadwortels
4. Galvanische corrosie
- Oorzaak: Verschillende metalen in elektrisch contact met aanwezige elektrolyt
- Voorbeeld: Stalen as in bronzen lager met waterverontreiniging
- Effect: Meer anodisch (actief) metaal corrodeert bij voorkeur
- Preventie: Isoleer ongelijksoortige metalen, gebruik compatibele materialen
5. Spanningscorrosiescheuren (SCC)
- Mechanisme: Trekspanning + corrosieve omgeving = scheurgroei
- Gevaar: Kan plotseling falen veroorzaken bij spanningen die ver onder de vloeigrens liggen
- Veel voorkomende combinaties: Roestvrij staal + chloriden; messing + ammoniak
- Preventie: Materiaalkeuze, stressverlichting, omgevingsbeheersing
6. Wrijvingscorrosie
- Mechanisme: Microbeweging + corrosie bij perspassingen of boutverbindingen
- Verschijning: Roodbruin (ijzeroxide) of zwart poeder
- Effect: Maakt de pasvorm losser, veroorzaakt oppervlakteschade
- Gemeenschappelijk bij: Lager-as-interfaces, krimppassingen die trillingen ervaren
Effecten op machinecomponenten
Lagers
- Oppervlakteputcorrosie veroorzaakt vermoeiingsafbrokkeling
- Corrosieresten werken als schuurmiddel
- Verontreiniging van smeermiddelen door corrosieproducten
- Drastisch verkorte lagerlevensduur (50-90%-verkorting mogelijk)
Schachten
- Corrosieputten fungeren als plekken waar vermoeiingsscheuren kunnen ontstaan
- Vermindert de effectieve diameter en sterkte
- Oppervlakteruwheid beïnvloedt de werking van lagers en afdichtingen
- Door wrijving bij perspassingen worden componenten losgemaakt
Tandwielen
- Corrosie van het tandoppervlak versnelt putvermoeidheid
- Verhoogt de oppervlakteruwheid en het geluid
- Gecorrodeerde oppervlakken hebben slechte smeereigenschappen
- Corrosie van de tandwortel vermindert de buigsterkte
Structurele componenten
- Verminderd draagvermogen door sectieverlies
- Spanningsconcentratie bij corrosieputten
- Zorgen over uiterlijk en betrouwbaarheid
- Corrosie van funderingsankerbouten veroorzaakt losheid
Detectiemethoden
Visuele inspectie
- Let op roest, verkleuring en putcorrosie
- Controleer op corrosieproducten (witte, groene of rode afzettingen)
- Controleer bevestigingsmiddelen op roest of slijtage
- Controleer op lekkage bij de voegen (duidt op spleetcorrosie)
Trillingsanalyse
- Corrosie-geruwde oppervlakken verhogen de hoogfrequente trillingen
- Pitting creëert impactkenmerken die lijken op mechanische defecten
- Secundaire effecten: door corrosie geïnitieerde scheuren produceren karakteristieke kenmerken
Niet-destructief onderzoek
- Ultrasoon testen: Meet de resterende wanddikte
- Wervelstroom: Detecteert oppervlaktecorrosie en putcorrosie
- Magnetisch deeltje: Ontdekt door corrosie veroorzaakte scheuren
- Radiografie: Toont interne corrosie op moeilijk bereikbare plaatsen
Olieanalyse
- Detectie van watergehalte (Karl Fischer-test)
- Bijtende verontreinigingen (zuren, zouten)
- Metaaldeeltjes van corrosie
- pH-testen voor zure omstandigheden
Preventie en controle
Materiaalkeuze
- Corrosiebestendige legeringen: Roestvrij staal, brons, speciale legeringen voor zware omstandigheden
- Materiaalcompatibiliteit: Vermijd galvanische koppels of gebruik isolatie
- Keuze van cijfers: Pas het materiaal aan de specifieke corrosieve omgeving aan
Beschermende coatings
- Verf: Barrièrebescherming voor constructiestaal
- Plating: Chroom, nikkel, zink voor kritische oppervlakken
- Verzinken: Zinkcoating voor buiten-/natte toepassingen
- Speciale coatings: Epoxy, keramiek, thermische spray voor zware omstandigheden
Smering
- Smeermiddelen met roest- en corrosieremmers
- Sluit vocht en verontreinigingen uit
- Onderhoud de oliefilm die oppervlakken beschermt
- Regelmatig olie verversen om water en zuren te verwijderen
Milieubeheersing
- Effectieve afdichting om vocht buiten te sluiten
- Ontvochtiging voor gesloten apparatuur
- Ventilatie om condensatie te voorkomen
- Behuizingen voor buitenapparatuur
- Controleer de temperatuur om condensatiecycli te voorkomen
Ontwerppraktijken
- Vermijd spleten waar corrosie zich kan verbergen
- Zorg voor drainage voor vochtophoping
- Ontwerp voor toegang tot reiniging en inspectie
- Gebruik opofferingsanodes in sommige toepassingen
Corrosie is in de eerste plaats een chemisch proces, maar heeft ingrijpende mechanische gevolgen voor roterende machines. Corrosie speelt een rol bij het initiëren van vermoeiingsscheuren, het versnellen van slijtage en het creëren van oppervlaktedefecten. Corrosiepreventie door middel van de juiste materiaalkeuze, beschermende maatregelen en omgevingsbeheersing is daarom essentieel voor de betrouwbaarheid en veiligheid van machines op lange termijn.