Hiểu về sự ăn mòn trong máy móc quay
Định nghĩa: Ăn mòn là gì?
Ăn mòn là sự suy thoái dần dần của bề mặt kim loại thông qua các phản ứng điện hóa hoặc hóa học với môi trường, dẫn đến mất vật liệu, bề mặt nhám, rỗ, và làm suy yếu các thành phần cơ khí. Trong máy móc quay, sự ăn mòn ảnh hưởng đến trục, ổ trục, bánh răng, vỏ và các bộ phận kết cấu, tạo ra sự tập trung ứng suất có thể bắt đầu Mệt mỏi các vết nứt, bề mặt gồ ghề tăng tốc mặc, và trong những trường hợp nghiêm trọng, có thể gây ra hư hỏng kết cấu trực tiếp do mất vật liệu.
Mặc dù thường được coi là cơ chế thoái hóa chậm và lâu dài, sự ăn mòn có thể làm tăng đáng kể các hỏng hóc cơ học và phải được ngăn ngừa thông qua việc lựa chọn vật liệu phù hợp, lớp phủ bảo vệ, kiểm soát môi trường và chất bôi trơn chống ăn mòn.
Các loại ăn mòn trong máy móc
1. Ăn mòn đồng đều (chung)
- Vẻ bề ngoài: Tấn công bề mặt đồng đều trên khu vực tiếp xúc
- Ví dụ: Rỉ sét bề mặt thép không được bảo vệ
- Tỷ lệ: Có thể dự đoán được, định lượng theo lượng vật liệu bị mất mỗi năm (mils/năm)
- Tác dụng: Giảm dần độ dày thành, độ nhám bề mặt
- Ít nguy hiểm nhất: Tiến triển có thể nhìn thấy và dự đoán được
2. Ăn mòn rỗ
- Vẻ bề ngoài: Tấn công cục bộ tạo ra các lỗ sâu hoặc hố nhỏ
- Cơ chế: Sự cố của màng bảo vệ tại các vị trí cụ thể
- Sự nguy hiểm: Các hố đóng vai trò là nơi tập trung ứng suất, gây ra các vết nứt mỏi
- Phổ biến trên: Thép không gỉ, nhôm trong môi trường clorua
- Phát hiện: Kiểm tra trực quan, thử nghiệm dòng điện xoáy
3. Ăn mòn khe hở
- Vị trí: Trong các khoảng trống, dưới miếng đệm, trong các kết nối ren
- Cơ chế: Dung dịch đọng trong khe nứt trở nên hung hãn
- Thiên nhiên ẩn giấu: Thường không thể nhìn thấy nếu không tháo rời
- Chung tại: Mặt bích, dưới vòng chữ O, chân ren
4. Ăn mòn điện hóa
- Gây ra: Các kim loại khác nhau tiếp xúc điện với chất điện phân có mặt
- Ví dụ: Trục thép trong ổ trục bằng đồng bị nhiễm nước
- Tác dụng: Kim loại anốt (hoạt động) bị ăn mòn nhiều hơn
- Phòng ngừa: Tách riêng các kim loại không giống nhau, sử dụng vật liệu tương thích
5. Nứt do ăn mòn ứng suất (SCC)
- Cơ chế: Ứng suất kéo + môi trường ăn mòn = vết nứt phát triển
- Sự nguy hiểm: Có thể gây ra sự cố đột ngột ở ứng suất thấp hơn nhiều so với giới hạn chảy
- Các kết hợp phổ biến: Thép không gỉ + clorua; đồng thau + amoniac
- Phòng ngừa: Lựa chọn vật liệu, giảm ứng suất, kiểm soát môi trường
6. Ăn mòn do ma sát
- Cơ chế: Chuyển động vi mô + ăn mòn tại các khớp ép hoặc mối nối bu lông
- Vẻ bề ngoài: Bột màu nâu đỏ (oxit sắt) hoặc đen
- Tác dụng: Làm lỏng khớp, gây hư hại bề mặt
- Chung tại: Giao diện ổ trục, khớp co ngót chịu được rung động
Tác động đến các thành phần máy móc
Vòng bi
- Rỗ bề mặt khởi đầu cho sự bong tróc do mỏi
- Mảnh vụn ăn mòn có tác dụng mài mòn
- Ô nhiễm chất bôi trơn từ các sản phẩm ăn mòn
- Tuổi thọ vòng bi giảm đáng kể (có thể giảm 50-90%)
Trục
- Các hố ăn mòn đóng vai trò là điểm khởi đầu của vết nứt mỏi
- Giảm đường kính và sức mạnh hiệu quả
- Độ nhám bề mặt ảnh hưởng đến hoạt động của ổ trục và phớt
- Sự căng thẳng khi ép chặt sẽ làm lỏng các thành phần
Bánh răng
- Sự ăn mòn bề mặt răng làm tăng tốc độ mòn rỗ
- Tăng độ nhám bề mặt và tiếng ồn
- Bề mặt bị ăn mòn có đặc tính bôi trơn kém
- Sự ăn mòn chân răng làm giảm độ bền uốn
Thành phần cấu trúc
- Giảm khả năng chịu tải do mất một phần
- Tập trung ứng suất tại các hố ăn mòn
- Mối quan tâm về ngoại hình và độ tin cậy
- Bu lông neo móng gây ăn mòn sự lỏng lẻo
Phương pháp phát hiện
Kiểm tra trực quan
- Kiểm tra rỉ sét, đổi màu, rỗ
- Kiểm tra các sản phẩm ăn mòn (cặn trắng, xanh lá cây hoặc đỏ)
- Kiểm tra các ốc vít xem có bị gỉ hoặc hư hỏng không
- Kiểm tra xem có hiện tượng rỉ nước ở các mối nối không (chỉ ra sự ăn mòn ở khe hở)
Phân tích rung động
- Bề mặt bị ăn mòn làm tăng độ rung tần số cao
- Rỗ tạo ra các dấu hiệu va chạm tương tự như các khuyết tật cơ học
- Tác động thứ cấp: các vết nứt do ăn mòn tạo ra các dấu hiệu đặc trưng
Kiểm tra không phá hủy
- Kiểm tra siêu âm: Đo độ dày thành còn lại
- Dòng điện xoáy: Phát hiện sự ăn mòn bề mặt và rỗ
- Hạt từ tính: Tiết lộ các vết nứt do ăn mòn
- Chụp X-quang: Hiển thị sự ăn mòn bên trong ở những khu vực không thể tiếp cận
Phân tích dầu
- Phát hiện hàm lượng nước (thử nghiệm Karl Fischer)
- Chất gây ô nhiễm ăn mòn (axit, muối)
- Các hạt kim loại từ sự ăn mòn
- Kiểm tra pH cho điều kiện có tính axit
Phòng ngừa và Kiểm soát
Lựa chọn vật liệu
- Hợp kim chống ăn mòn: Thép không gỉ, đồng, hợp kim đặc biệt cho môi trường khắc nghiệt
- Khả năng tương thích của vật liệu: Tránh các cặp điện cực hoặc sử dụng cách ly
- Lựa chọn lớp: Phù hợp vật liệu với môi trường ăn mòn cụ thể
Lớp phủ bảo vệ
- Sơn: Bảo vệ rào chắn cho kết cấu thép
- Mạ: Crom, niken, kẽm cho các bề mặt quan trọng
- Mạ kẽm: Lớp phủ kẽm cho ứng dụng ngoài trời/ướt
- Lớp phủ đặc biệt: Epoxy, gốm, phun nhiệt cho điều kiện khắc nghiệt
Bôi trơn
- Chất bôi trơn có chất ức chế rỉ sét và ăn mòn
- Loại trừ độ ẩm và chất gây ô nhiễm
- Duy trì lớp màng dầu bảo vệ bề mặt
- Thay dầu thường xuyên để loại bỏ nước và axit
Kiểm soát môi trường
- Niêm phong hiệu quả để loại trừ độ ẩm
- Khử ẩm cho thiết bị kín
- Thông gió để ngăn ngừa ngưng tụ
- Vỏ bọc cho thiết bị ngoài trời
- Kiểm soát nhiệt độ để tránh chu kỳ ngưng tụ
Thực hành thiết kế
- Tránh các khe hở nơi ăn mòn có thể ẩn náu
- Cung cấp hệ thống thoát nước để tránh tích tụ độ ẩm
- Thiết kế để tiếp cận để làm sạch và kiểm tra
- Sử dụng anode hy sinh trong một số ứng dụng
Ăn mòn, mặc dù chủ yếu là một quá trình hóa học, vẫn gây ra những hậu quả cơ học nghiêm trọng trong máy móc quay. Vai trò của nó trong việc gây ra các vết nứt mỏi, tăng tốc độ mài mòn và tạo ra các khuyết tật bề mặt khiến việc ngăn ngừa ăn mòn thông qua việc lựa chọn vật liệu phù hợp, các biện pháp bảo vệ và kiểm soát môi trường là vô cùng quan trọng để đảm bảo độ tin cậy và an toàn lâu dài cho máy móc.
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 