Као основна покретна компонента прецизних машина и опреме, површинска корозија линеарне водилице је веома опасна. Рђа неће утицати само на тачност рада опреме, већ ће довести и до механичког квара и прекида производње. Према статистикама, директни економски губици узроковани рђом шинских водилица у обалним областима Кине прелазе 2 милијарде јуана годишње, а индиректне губитке је још теже квантификовати. У овом раду се систематски анализирају механизми корозије шина водилица из три димензије: карактеристике материјала, фактори средине и ручни рад.
Хемијске карактеристике и карактеристике материјала карактеристике корозије водилице
метална рђа је у суштини електрохемијски процес корозије. У случају материјала на бази гвожђа{1}}, једначина реакције је следећа:
4Фе+3О2+6Х2О→4Фе(ОХ)3
Хидроксидно гвожђе (Фе (ОХ) 3) произведено у овој реакцији даље се дехидрира да би се формирала гвожђе рђе (Фе2О3·нХ2О). Линеарне водилице су углавном направљене од ГЦр15 лежајног челика или 45# угљеничног челика. Ови материјали формирају густ оксидни филм (Фе3О4) на сувом ваздуху да би се постигла само-пасивација. Међутим, у влажним условима, оксидни филм се претвара у лабаво, порозно гвожђе (ОХ) 3, убрзавајући процес корозије.
Иако водилице од нерђајућег челика садрже више од 12% хрома, који формира заштитни филм Цр2О3, у срединама са концентрацијом хлора већим од 25 ппм, као што су приобална подручја, може доћи до рупица. Бродоградитељ који је користио челичне водилице открио је тачку пречника 0,5 мм само 3 месеца касније. Наредни тестови су показали концентрацију хлоридних јона од 35 ппм у морској води.
Анализа четири кључна фактора који доводе до рђе
1.Локална корозија због механичких оштећења
Линеарне водилице постижу трење котрљања кроз куглицу или ваљак, али постоји размак од 0,01-0,03 мм између клизача и шине водилице. Када тврде честице, као што су остаци резања или честице песка, уђу у зазор, стварају огреботине микронске величине на површини површине водилице. АА ласерски конфокални микроскоп инспекција у фабрици за прераду аутоделова открила је огреботине дубоке чак 2 микрона на шинама за вођење од 1.000 сати. Ова оштећена подручја делују као аноде за ћелије корозије при брзини корозије 5 до 8 пута брже од нетакнуте површине.
2.Електрохемијски механизам корозије зноја
Људски зној садржи 0,2-0,5% натријум хлорида и органске киселине као што су млечна киселина и уреа, са пХ од 5,5-6,5. Типична минијатурна батерија се формира када зној формира течни филм дебљине 0,1 мм на површини водеће шине:
Анодна реакција: Фе → Фе²⁺ + 2е⁻
Катодна реакција: 2Х⁺ + 2е⁻ → Х₂↑
Фабрика електронике је открила да је после три месеца корозивна густина струје у области шине водилице коју су додирнули оператери без рукавица била 0,5 А/цм2, 20 пута већа него у нетакнутој области.
3. Синергијски ефекти у медијима животне средине
Сумпорни и фосфорни адитиви за поларни притисак у уљу за шине за вођење могу се хидролизирати у срединама са влажношћу преко 75%:
Р−С−Р′+Х2О→РСХ+Р′ОХ
Настали водоник сулфид (Х2С) реагује са гвожђем да би се формирао црни гвожђе сулфид (ФеС). Фабрика алатних машина је детектовала садржај сулфида на површини монсунске водилице три пута већи него у сувим условима без заштите од влаге.
4. Фатални утицај услова складиштења
произвођачи логистичке опреме постављају водилице директно на бетонске подове. Три месеца касније, идентификовани су следећи проблеми:
- У поређењу са шинама за вођење вешања, стопа испаравања уља од контактне рђе је 40% већа.
- Површинска концентрација хлоридних јона достигла је 1,2 мг/м2 (национални стандарди захтевају мање од 0,5 мг/м2).
- Стопа рђе била је шест пута већа од оне на водилицама, које се складиште у складу са спецификацијама.
Интегрисани програми за превенцију рђе током животног циклуса
1. Мере опреза у производњи
- Модификација материјала: Третман азотом (520-550 степени за гасни азот) повећава површинску тврдоћу водилице на ХВ850-1000 док формира слој нитрида од 0,1-0,3 мм од 0,1-0,3 мм, повећавајући отпорност на корозију за 3-5 пута.
- Технологија премаза: Фабрика прецизних инструмената је продужила отпорност на корозију 3,5% раствора натријум хлорида са 48 сати на 500 сати наношењем ТиН премаза дебљине 5 микрона на површину водилице користећи технологију физичког таложења паром.
- Оптимизација структуре: Дизајн крајњих капица шине водилице лабиринта може смањити продор прашине за 80%. Фабрика алатних ЦНЦ машина побољшала је свој дизајн како би продужила радни век водилице са три на 8 година.
2. Стандардизовани захтеви за складиштење и транспорт
- Контрола животне средине: Температуру у складишту треба контролисати на 20 + 5 степени и релативну влажност мању или једнаку 60%. 500г по кубном метру када се користе средства за сушење силика гела.
- Заштита амбалаже: Шине за паковање које користе ВЦИ (испарљиви инхибитор корозије) гас-фазни анти-папир против рђе МИЛ-П-3420 стандард) ослобађају дициклични хексатиамин нитрит, формирајући преградни притисак од 10 − 6 атм у ефикасном затвореном простору, корозивном.
- Управљање држањем: Водилице треба поставити хоризонтално на дрвену тацну на удаљености од најмање 150 мм од тла под углом мањим или једнаким 15 степени да би се избегло локално накупљање мазива.
3.Стандардизоване операције инсталације и отклањања грешака
- Чишћење: 99% 99% загађења честица загађивача помоћу ултразвучног чистача (40 кХз, 50оЦ) и пХ 8,5 алкалног средства за чишћење. Фабрика полупроводничке опреме смањила је почетну стопу отказа шина за вођење за 70% након имплементације.
- Управљање подмазивањем: Маст на бази литијума{0}} која садржи молибден дисулфид са тачком капања већом од или једнаком 200 степени одабрана је у тесту хабања са четири-лоптице са пречником тачке хабања од 0,35 мм под оптерећењем од 392 Н.
- Заштита од контакта: Руковаоци треба да носе рукавице обложене нитрилом- са површинском отпорношћу од 108 Ω (ЕН388 стандард) да би спречили електростатичко усисавање.
4. Интелигентно управљање димензијом транспорта;
- Праћење на мрежи: Произвођачи опреме за ветар инсталирају електрохемијске сензоре на водилице да прате густину корозивне струје у реалном времену. Аутоматски аларм се активира када вредност пређе 0,1 μА/цм2.
- Интелигентно подмазивање: ПЛЦ ПЛЦ корак по Прогресивни централизовани систем за подмазивање може убризгати 0,1 мл уља за подмазивање свака 2 сата, штедећи 60% више масти од подмазивања са ручним подмазивањем.
- Компензација животне средине: Када влажност пређе 80%, активирајте одвлаживач да бисте одржали температуру тачке росе испод -5 степени. Након имплементације, штампарска компанија је смањила појаву рђе водилица са 15% на 2%.
УВОД Типичне студије случаја
Случај 1: Контрола рђе на водилицама у фабрици калупа за аутомобиле
Фабрика је користила ТХК СХС водилице, углавном рђе током кишне сезоне. Инспекцијом је утврђено:
Влажност у радионици достигла је 85%.
Киселинска вредност уља за шину је повећана са 2,0 мгКОХ/г на 5,8 мгКОХ/г.
концентрација хлоридних јона достигла је 80 ппм у течности за сечење.
Предузете мере:
Инсталирајте индустријске одвлаживаче да бисте одржали влажност испод 60%.
Замените уље за шину за вођицу са типом отпорним на хлор- (индекс вискозитета базног уља већи од 140).
Додајте поклопац шине водилице да смањите прскање течности за сечење.
Након 3 месеца имплементације, водилица је потпуно престала да рђа, а трошкови одржавања су пали за 40%.
Случај 2: Поправка мрља на водилицама од нерђајућег челика у фабрици медицинских уређаја
Водиће шине ове фабрике од 316Л претрпеле су помрачење у окружењу чисте воде. Анализа је открила:
- Садржај раствореног кисеоника у води достигао је 8 мг/Л.
- пХ варира између 6,8 и 7,5.
- Храпавост површине водилице је била Ра=0.8 μм.
Решења:
- храпавост површине је смањена на Ра=0.2 микрона електролитичким полирањем.
- Спровођење катодне заштите за очување заштитног потенцијала од -850 мВ.
- Контролишите температуру воде на 25 + 2 степен.
- Након годину дана праћења-нису се појавиле нове мрље корозије на шини водилице.
В. Будући трендови технолошког развоја
Са напретком Индустрије 4.0, технологија за заштиту од-рђе водилица се развија у правцу интелигенције и заштите животне средине:
- Технологија нанопремаза: Графеном{0}}модификовани премази могу десетоструко да побољшају отпорност на корозију водилица. Лабораторијски тестови показују да отпорност на корозију 5% раствора натријум хлорида може да достигне 2000 сати.
- Само{0}}Лубриканти за самолечење: Мазиве за подмазивање које садрже микрокапсуле ослобађају средство за зарастање на местима огреботина. Тест које је спровела једна авио компанија показује да они могу аутоматски да поправе огреботине до 0,5 мм дубине.
- Одржавање дигиталног близанаца: Преостали животни век водилица може се предвидети успостављањем модела корозије шине водилице. Непланирани застоји су смањени за 65% након што је тешка индустрија имплементирана.
Анти-управљање рђом линеарне водилице је систематски инжењеринг, који захтева контролу целог ланца од избора материјала, процеса производње, складиштења и транспорта, инсталације и пуштања у рад до рада и одржавања. Са појавом нових материјала и технологија, отпорност на корозију водилица ће бити побољшана. Међутим, основно решење и даље лежи у успостављању научног система против-управљања рђом како би се постигао прелазак са превентивног одржавања на одржавање са предвиђањем.
