ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการกัดกร่อนในเครื่องจักรหมุน
คำจำกัดความ: การกัดกร่อนคืออะไร?
การกัดกร่อน คือการเสื่อมสภาพของพื้นผิวโลหะอย่างค่อยเป็นค่อยไปโดยปฏิกิริยาทางเคมีหรือไฟฟ้ากับสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้วัสดุสูญเสีย ความหยาบของพื้นผิว, หลุม, และการอ่อนตัวของชิ้นส่วนเครื่องจักรกล ในเครื่องจักรที่มีการหมุน การกัดกร่อนจะส่งผลกระทบต่อเพลา ตลับลูกปืน เฟือง ตัวเรือน และส่วนประกอบโครงสร้าง ทำให้เกิดความเค้นสะสมซึ่งสามารถเริ่มต้นได้ ความเหนื่อยล้า รอยแตกร้าว ทำให้ผิวขรุขระ เร่ง สวมใส่, และในกรณีรุนแรง อาจทำให้โครงสร้างล้มเหลวโดยตรงจากการสูญเสียวัสดุ.
แม้ว่าการกัดกร่อนมักถูกมองว่าเป็นกลไกการเสื่อมสภาพที่ช้าและยาวนาน แต่การกัดกร่อนสามารถเร่งให้เกิดความล้มเหลวทางกลไกได้อย่างมาก และต้องป้องกันด้วยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม การเคลือบป้องกัน การควบคุมสภาพแวดล้อม และสารหล่อลื่นที่ป้องกันการกัดกร่อน.
ประเภทของการกัดกร่อนในเครื่องจักร
1. การกัดกร่อนแบบสม่ำเสมอ (ทั่วไป)
- รูปร่าง: การโจมตีพื้นผิวสม่ำเสมอทั่วพื้นที่ที่เปิดเผย
- ตัวอย่าง: การเกิดสนิมบนพื้นผิวเหล็กที่ไม่ได้รับการป้องกัน
- ประเมิน: คาดการณ์ได้ โดยวัดเป็นการสูญเสียวัสดุต่อปี (ล้านหน่วย/ปี)
- ผล: การลดความหนาของผนังและความหยาบของพื้นผิวอย่างค่อยเป็นค่อยไป
- อันตรายน้อยที่สุด: ความก้าวหน้าที่มองเห็นและคาดเดาได้
2. การกัดกร่อนแบบหลุม
- รูปร่าง: การโจมตีเฉพาะที่ทำให้เกิดโพรงหรือหลุมขนาดเล็ก
- กลไก: การสลายตัวของฟิล์มป้องกันที่ตำแหน่งเฉพาะ
- อันตราย: หลุมทำหน้าที่เป็นแหล่งรวมความเครียด ทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากความล้า
- ทั่วไปบน: สแตนเลส อลูมิเนียมในสภาพแวดล้อมคลอไรด์
- การตรวจจับ: การตรวจสอบด้วยภาพ การทดสอบกระแสวน
3. การกัดกร่อนตามรอยแยก
- ที่ตั้ง: ในช่องว่าง ใต้ปะเก็น ในจุดเชื่อมต่อแบบเกลียว
- กลไก: สารละลายที่ค้างอยู่ในรอยแยกจะรุนแรงขึ้น
- ธรรมชาติที่ซ่อนอยู่: มักจะมองไม่เห็นถ้าไม่ถอดชิ้นส่วน
- ทั่วไปที่: หน้าแปลน ใต้โอริง รากเกลียว
4. การกัดกร่อนแบบกัลวานิก
- สาเหตุ: มีโลหะต่างชนิดที่สัมผัสไฟฟ้ากับอิเล็กโทรไลต์
- ตัวอย่าง: เพลาเหล็กในตลับลูกปืนบรอนซ์ที่มีการปนเปื้อนของน้ำ
- ผล: โลหะที่มีขั้วบวก (แอคทีฟ) กัดกร่อนมากกว่า
- การป้องกัน: แยกโลหะต่างชนิด ใช้วัสดุที่เข้ากันได้
5. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนโดยความเค้น (SCC)
- กลไก: แรงดึง + สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน = การเติบโตของรอยแตกร้าว
- อันตราย: อาจทำให้เกิดความล้มเหลวฉับพลันเมื่อเกิดแรงดึงต่ำกว่าจุดยืดหยุ่น
- การรวมกันทั่วไป: สแตนเลส + คลอไรด์; ทองเหลือง + แอมโมเนีย
- การป้องกัน: การเลือกวัสดุ การคลายความเครียด การควบคุมสภาพแวดล้อม
6. การกัดกร่อนแบบเฟรตติง
- กลไก: การเคลื่อนไหวแบบไมโคร + การกัดกร่อนที่ข้อต่อแบบกดหรือแบบยึดด้วยสลักเกลียว
- รูปร่าง: ผงสีน้ำตาลแดง (ออกไซด์ของเหล็ก) หรือสีดำ
- ผล: คลายความพอดี ทำให้เกิดความเสียหายบนพื้นผิว
- ทั่วไปที่: อินเทอร์เฟซเพลาลูกปืน หดตัวพอดีรับแรงสั่นสะเทือน
ผลกระทบต่อส่วนประกอบเครื่องจักร
ตลับลูกปืน
- การเกิดหลุมบนพื้นผิวทำให้เกิดการแตกร้าวจากความล้า
- เศษซากจากการกัดกร่อนทำหน้าที่เป็นสารกัดกร่อน
- การปนเปื้อนของน้ำมันหล่อลื่นจากผลิตภัณฑ์กัดกร่อน
- อายุการใช้งานของตลับลูกปืนลดลงอย่างมาก (ลดลง 50-90% ได้)
เพลา
- หลุมกัดกร่อนทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าวจากความล้า
- ลดเส้นผ่านศูนย์กลางและความแข็งแรงที่มีประสิทธิภาพ
- ความหยาบของพื้นผิวส่งผลต่อการทำงานของตลับลูกปืนและซีล
- การกดอัดทำให้ส่วนประกอบคลายตัว
เกียร์
- การกัดกร่อนพื้นผิวฟันทำให้เกิดการสึกกร่อนเร็วขึ้น
- เพิ่มความหยาบของพื้นผิวและเสียงรบกวน
- พื้นผิวที่ถูกกัดกร่อนมีคุณสมบัติการหล่อลื่นที่ไม่ดี
- การกัดกร่อนรากฟันลดความแข็งแรงในการดัด
ส่วนประกอบโครงสร้าง
- ความสามารถในการรับน้ำหนักลดลงจากการสูญเสียส่วน
- ความเข้มข้นของความเครียดที่หลุมกัดกร่อน
- ความกังวลเกี่ยวกับรูปลักษณ์และความน่าเชื่อถือ
- การกัดกร่อนของสลักเกลียวฐานรากทำให้เกิด ความหลวม
วิธีการตรวจจับ
การตรวจสอบภาพ
- มองหาสนิม การเปลี่ยนสี หลุม
- ตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการกัดกร่อน (คราบสีขาว สีเขียว หรือสีแดง)
- ตรวจสอบตัวยึดว่ามีสนิมหรือเสื่อมสภาพหรือไม่
- ตรวจสอบการรั่วไหลที่ข้อต่อ (บ่งชี้การกัดกร่อนตามรอยแยก)
การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
- พื้นผิวที่ขรุขระจากการกัดกร่อนทำให้การสั่นสะเทือนความถี่สูงเพิ่มมากขึ้น
- การเกิดหลุมจะสร้างลายเซ็นการกระแทกที่คล้ายกับข้อบกพร่องทางกลไก
- ผลกระทบรอง: รอยแตกที่เกิดจากการกัดกร่อนทำให้เกิดลักษณะเฉพาะ
การทดสอบแบบไม่ทำลาย
- การทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิก: วัดความหนาของผนังที่เหลือ
- กระแสน้ำวน: ตรวจจับการกัดกร่อนและหลุมบนพื้นผิว
- อนุภาคแม่เหล็ก: เผยให้เห็นรอยแตกร้าวที่เกิดจากการกัดกร่อน
- เอกซเรย์: แสดงการกัดกร่อนภายในบริเวณที่เข้าถึงไม่ได้
การวิเคราะห์น้ำมัน
- การตรวจจับปริมาณน้ำ (การทดสอบ Karl Fischer)
- สารปนเปื้อนที่กัดกร่อน (กรด เกลือ)
- อนุภาคโลหะจากการกัดกร่อน
- การทดสอบค่า pH สำหรับสภาวะที่เป็นกรด
การป้องกันและควบคุม
การเลือกใช้วัสดุ
- โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน: สแตนเลส, บรอนซ์, โลหะผสมพิเศษสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
- ความเข้ากันได้ของวัสดุ: หลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อไฟฟ้าหรือใช้การแยกตัว
- การเลือกเกรด: จับคู่วัสดุกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนโดยเฉพาะ
สารเคลือบป้องกัน
- สี: การป้องกันสิ่งกีดขวางสำหรับเหล็กโครงสร้าง
- การชุบ: โครเมียม นิกเกิล สังกะสี สำหรับพื้นผิวที่สำคัญ
- การชุบสังกะสี: การเคลือบสังกะสีสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง/เปียก
- สารเคลือบพิเศษ: อีพ็อกซี่ เซรามิก สเปรย์ความร้อนสำหรับสภาวะที่รุนแรง
การหล่อลื่น
- น้ำมันหล่อลื่นที่มีสารยับยั้งสนิมและการกัดกร่อน
- กำจัดความชื้นและสิ่งปนเปื้อน
- รักษาฟิล์มน้ำมันปกป้องพื้นผิว
- เปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องเป็นประจำเพื่อขจัดน้ำและกรด
การควบคุมสิ่งแวดล้อม
- การปิดผนึกที่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันความชื้น
- การลดความชื้นสำหรับอุปกรณ์ที่ปิดสนิท
- การระบายอากาศเพื่อป้องกันการควบแน่น
- กล่องสำหรับอุปกรณ์กลางแจ้ง
- ควบคุมอุณหภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงวงจรการควบแน่น
แนวทางปฏิบัติด้านการออกแบบ
- หลีกเลี่ยงช่องว่างที่การกัดกร่อนอาจซ่อนอยู่
- จัดให้มีการระบายน้ำเพื่อการสะสมความชื้น
- ออกแบบเพื่อการเข้าถึงเพื่อทำความสะอาดและตรวจสอบ
- ใช้ขั้วบวกเสียสละในบางแอปพลิเคชัน
แม้ว่าการกัดกร่อนจะเป็นกระบวนการทางเคมีเป็นหลัก แต่ก็ส่งผลกระทบทางกลอย่างร้ายแรงต่อเครื่องจักรที่หมุนอยู่ บทบาทของการกัดกร่อนในการทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากความล้า เร่งการสึกหรอ และก่อให้เกิดข้อบกพร่องบนพื้นผิว ทำให้การป้องกันการกัดกร่อนด้วยการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสม มาตรการป้องกัน และการควบคุมสภาพแวดล้อม เป็นสิ่งจำเป็นต่อความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของเครื่องจักรในระยะยาว.
Categories:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 