Разумевање корозије код ротирајућих машина
Дефиниција: Шта је корозија?
Корозија је постепено пропадање металних површина кроз електрохемијске или хемијске реакције са околином, што резултира губитком материјала, храпавошћу површине, коцкање, и слабљење механичких компоненти. Код ротирајућих машина, корозија утиче на вратила, лежајеве, зупчанике, кућишта и структурне елементе, стварајући концентрације напона које могу покренути умор пукотине, храпавост површина које убрзавају носити, а у тешким случајевима, узрокујући директно структурно оштећење због губитка материјала.
Иако се често сматра спорим, дугорочним механизмом деградације, корозија може значајно убрзати механичке кварове и мора се спречити правилним избором материјала, заштитним премазима, контролом животне средине и мазивима која инхибирају корозију.
Врсте корозије у машинама
1. Униформна (општа) корозија
- Изглед: Равномерни површински напад на изложеном подручју
- Пример: Рђање незаштићених челичних површина
- Оцена: Предвидљиво, квантификовано као губитак материјала годишње (мил/годишње)
- Ефекат: Постепено смањење дебљине зида, храпавости површине
- Најмање опасно: Видљив и предвидљив напредак
2. Јамичаста корозија
- Изглед: Локализовани напад који ствара мале шупљине или јаме
- Механизам: Распад заштитних фолија на одређеним локацијама
- Опасност: Јаме делују као концентрације напона, покрећући пукотине услед замора
- Уобичајено на: Нерђајући челици, алуминијум у хлоридним срединама
- Детекција: Визуелни преглед, испитивање вртложним струјама
3. Корозија пукотина
- Локација: У празнинама, испод заптивки, у навојним спојевима
- Механизам: Стајаћи раствор у пукотини постаје агресиван
- Скривена природа: Често није видљиво без растављања
- Уобичајено код: Прирубнице, испод О-прстенова, корени навоја
4. Галванска корозија
- Узрок: Различити метали у електричном контакту са присутним електролитом
- Пример: Челична осовина у бронзаном лежају са контаминацијом водом
- Ефекат: Аноднији (активнији) метали преференцијално кородирају
- Превенција: Изолујте различите метале, користите компатибилне материјале
5. Пуцање услед корозије под напоном (SCC)
- Механизам: Затезни напон + корозивна средина = раст пукотине
- Опасност: Може изазвати изненадни лом при напонима знатно испод границе течења
- Уобичајене комбинације: Нерђајући челик + хлориди; месинг + амонијак
- Превенција: Избор материјала, ублажавање напрезања, контрола околине
6. Корозија изазвана трењем
- Механизам: Микропокрети + корозија на пресованим спојевима или вијчаним спојевима
- Изглед: Црвенкасто-смеђи (гвоздени оксид) или црни прах
- Ефекат: Опушта спојеве, ствара површинска оштећења
- Уобичајено код: Спојеви лежаја и вратила, скупљајући спојеви који трпе вибрације
Утицаји на машинске компоненте
Лежајеви
- Површинско тачкасто крзање покреће замор материјала
- Остаци корозије делују као абразив
- Контаминација мазива од производа корозије
- Драматично смањен век трајања лежаја (могуће смањење од 50-90%)
Осовине
- Корозионе јаме делују као места настанка заморних пукотина
- Смањује ефективни пречник и чврстоћу
- Храпавост површине утиче на рад лежаја и заптивке
- Трење код пресованих спајања олабављује компоненте
Зупчаници
- Корозија површине зуба убрзава замор услед тачкастог процеса
- Повећава храпавост површине и буку
- Кородиране површине имају лоше карактеристике подмазивања
- Корозија корена зуба смањује чврстоћу на савијање
Структурне компоненте
- Смањена носивост због губитка пресека
- Концентрација напона на корозионим јамама
- Проблеми са изгледом и поузданошћу
- Узрок корозије анкерних вијака темеља лабавост
Методе детекције
Визуелни преглед
- Потражите рђу, промену боје, тачкасте промене
- Проверите да ли има производа корозије (белих, зелених или црвених наслага)
- Проверите причвршћиваче да ли има рђе или погоршања
- Проверите да ли има цурења на спојевима (указује на корозију пукотина)
Анализа вибрација
- Површине храпаве од корозије повећавају вибрације високих фреквенција
- Ударне тачке стварају трагове удара сличне механичким дефектима
- Секундарни ефекти: пукотине изазване корозијом производе карактеристичне потписе
Недеструктивно испитивање
- Ултразвучно тестирање: Мери преосталу дебљину зида
- Вртложне струје: Детекција површинске корозије и тачкастих оштећења
- Магнетна честица: Открива пукотине настале корозијом
- Радиографија: Показује унутрашњу корозију на неприступачним местима
Анализа уља
- Детекција садржаја воде (Карл Фишеров тест)
- Корозивни загађивачи (киселине, соли)
- Металне честице од корозије
- pH тестирање за киселе услове
Превенција и контрола
Избор материјала
- Легуре отпорне на корозију: Нерђајући челик, бронза, специјалне легуре за тешке услове окружења
- Компатибилност материјала: Избегавајте галванске парове или користите изолацију
- Избор разреда: Ускладите материјал са специфичним корозивним окружењем
Заштитни премази
- Боја: Заштитна баријера за конструкциони челик
- Позлађивање: Хром, никл, цинк за критичне површине
- Цинчање: Цинк премаз за спољашњу/влажну употребу
- Специјални премази: Епоксидни, керамички, термички спреј за тешке услове
Подмазивање
- Мазива са инхибиторима рђе и корозије
- Искључите влагу и загађиваче
- Одржавајте површине које штите уљни филм
- Редовна замена уља ради уклањања воде и киселина
Контрола животне средине
- Ефикасно заптивање за спречавање влаге
- Одвлаживање затворене опреме
- Вентилација за спречавање кондензације
- Кућишта за спољну опрему
- Контролишите температуру како бисте избегли циклусе кондензације
Праксе дизајна
- Избегавајте пукотине где се корозија може сакрити
- Обезбедите дренажу за акумулацију влаге
- Дизајн за приступ за чишћење и инспекцију
- Користите жртвене аноде у неким применама
Корозија, иако првенствено хемијски процес, има дубоке механичке последице код ротирајућих машина. Њена улога у покретању заморних пукотина, убрзавању хабања и стварању површинских дефеката чини спречавање корозије правилним избором материјала, заштитним мерама и контролом животне средине неопходним за дугорочну поузданост и безбедност машина.