چگونه از خوردگی ماشین آلات بالابر جلوگیری کنیم؟

چگونه از خوردگی ماشین آلات بالابر جلوگیری کنیم؟

در سال های اخیر، با توسعه ساخت و ساز مهندسی کشورم، ماشین آلات بالابر به طور گسترده ای در تولیدات مدرن مانند کشتی ها، هوافضا، نیروی برق، مواد پایه، متالورژی، پل ها و راه آهن استفاده می شود.
 

افزایش تعداد جرثقیل ها فرصت هایی را برای شرکت های تولیدی به ارمغان آورده است، اما چالش های زیادی را نیز به همراه داشته است. طبق آمارهای معتبر، در حالی که سال به سال بر تعداد جرثقیل ها افزوده می شود، تعداد جرثقیل هایی که برچیده و اسقاط می شوند نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و بیش از 80 درصد جرثقیل ها به دلیل شکست خوردگی سازه های فلزی خود اسقاط می شوند. .
 

به دلیل استفاده زیاد از ماشین آلات بالابر و محیط کار نسبتاً خشن، اغلب در هوای آزاد یا در یک محیط مرطوب و خورنده قرار می گیرند. لایه رنگ محافظ روی سطح جرثقیل اغلب به دلیل آسیب دیدگی عملکرد محافظتی خود را از دست می دهد و باعث خوردگی ساختار فلزی می شود.
 

دو حادثه جرثقیل دروازه ای به دلیل خوردگی شدید اجزای اصلی تنش زا رخ داده است و واحد کاربری با تخطی از مقررات و بارگذاری اجباری بر روی آنها منجر به آسیب به اسکلت فلزی و تصادفات ناشی از تصادف ماشین و فوتی شده است. به عنوان مثال، ایالات متحده، یک کشور توسعه یافته، طبق آمار، سالانه بیش از 50 نفر در تصادف جرثقیل کشته می شوند. خوردگی مواد سازه فلزی ماشین آلات بالابر نه تنها به راحتی منجر به حوادث ایمنی می شود، بلکه باعث ضایعات عظیم مواد فلزی می شود.
 

ماده 3.9 GB6067. 1-2010 "مقررات ایمنی برای ماشین آلات بالابر قسمت 1: قوانین کلی" به وضوح تصریح می کند که هنگامی که اجزای اصلی تحمل کننده تنش جرثقیل خورده می شوند، باید بازرسی و اندازه گیری انجام شود.

زمانی که خوردگی بخش عضو اصلی نیرو به 10 درصد ضخامت طراحی رسید، در صورتی که قابل تعمیر نباشد، باید اسقاط شود.

مشاهده می‌شود که در محیط‌های سخت، چگونگی بهبود مقاومت در برابر خوردگی ساختار فلزی جرثقیل و کاهش مصرف انرژی جرثقیل مشکلی فوری است که باید حل شود.

رفتار خوردگی و تحلیل علل ساختار فلزی ماشین آلات بالابر

تیر اصلی و سایر قسمت های اصلی جرثقیل عمدتاً از فولاد کربن معمولی Q235 ساخته شده است و اجزای مهم باربر سازه فلزی جرثقیل به استفاده از Q235B، Q235C و Q235D تصریح شده است. برای ساختار فلزی کلی جرثقیل، زمانی که دمای طراحی کمتر از -25 درجه نباشد، مجاز به استفاده از فولاد جوشان Q235F است.

برای فولاد کربن معمولی اشکال خوردگی را می توان به خوردگی یکنواخت، خوردگی سوراخ و خوردگی بین دانه ای تقسیم کرد. خوردگی یکنواخت ضرر کمتری دارد. از آنجایی که اجزای فلزی دارای اندازه مقطع مشخصی هستند، خوردگی یکنواخت خفیف عموماً خواص مکانیکی فلز را به میزان قابل توجهی کاهش نمی دهد. اما برای سازه فلزی جعبه ای شکل (تیر جعبه ای شکل، بیرونگر جعبه ای شکل، بازوی جعبه ای شکل و غیره) تصادف.
 

خوردگی منفذی و خوردگی بین دانه ای خوردگی هایی هستند که در مقیاس موضعی در بدنه فلزی رخ می دهند. این دو نوع خوردگی سطح مقطع موثر قطعه را کاهش می دهد و قطعات را مستعد شکستگی ناگهانی می کند. این دو نوع رفتار خوردگی مضرتر هستند.
 

مطالعات نشان داده است که خوردگی بین دانه ای عمدتاً ناشی از تنش پسماند داخل ماده یا تنش اعمال شده توسط خارج است که منجر به اثر ترکیبی تنش، کرنش و خوردگی بر روی ماده می شود و منجر بهخسارت. این نوع خوردگی منجر به عواقب بسیار جدی آسیب و شکست ساختار فلزی می شود.
 

مکانیسم خوردگی ساختار فلزی ماشین آلات بالابر عمدتاً خوردگی شیمیایی و خوردگی الکتروشیمیایی است.
 

خوردگی شیمیایی به تخریب مواد ناشی از خوردگی شیمیایی خالص مستقیم بین مواد و محیط های غیر رسانا اشاره دارد، در حالی که خوردگی الکتروشیمیایی رایج ترین و مهم ترین نوع خوردگی مواد فلزی از طریق واکنش های الکتروشیمیایی است. در شرایط عادی، ساختار فولادی ماشین آلات بالابر به طور کلی باعث ایجاد زنگ زدگی در سطح می شود. اما در مورد دمای بالا، ساختار فولادی به راحتی مقیاس اکسید را تشکیل می دهد. علاوه بر این، فولاد در دمای بالا مستعد واکنش با گاز است و گاز تولید شده از سطح فولاد خارج می شود و یک لایه کربن زدایی روی سطح سازه فولادی تشکیل می شود که بر عملکرد ماشین آلات بالابر تأثیر می گذارد.
 

در یک محیط سخت، برآوردن سه شرط لازم برای خوردگی الکتروشیمیایی آسان است: وجود اختلاف پتانسیل، محلول الکترولیت و تماس. تا زمانی که سه شرط فوق به طور همزمان برآورده شوند، خوردگی الکتروشیمیایی می تواند ایجاد شود و در نتیجه ساختار فلزی ماشین آلات بالابر را از بین ببرد.

تجزیه و تحلیل روش های حفاظت برای سازه های فلزی ماشین آلات بالابر

در حال حاضر روش های ضد خوردگی سازه های فلزی جرثقیل عمدتاً شامل روش پوشش سطحی سازه فلزی و روش حفاظت از آند قربانی می باشد.
 

روش حفاظت از آند قربانی معمولاً پرکننده هایی (مانند روی) را که از فولاد فعال تر هستند به رنگ اضافه می کند. از طریق اصل الکتروشیمیایی، آند قربانی می تواند ساختار فلز را از خوردگی محافظت کند. اگرچه این روش به منبع تغذیه خارجی نیاز ندارد، اما برای خوردگی مضر است. کیفیت پوشش فوق العاده بالا است و همزمان فلزات غیر آهنی مصرف می شود و آند به طور مرتب نیاز به تعویض دارد که هزینه بر و پیچیده است.
 

روش های پوشش سطحی عمدتا به دو نوع روش پوشش فلزی مقاوم در برابر خوردگی و روش پوشش غیر فلزی تقسیم می شوند. روش های پوشش فلزی مقاوم در برابر خوردگی به طور کلی شامل روش آبکاری، روش روکش، روش غوطه وری داغ، روش آبکاری نفوذی، روش پاشش و غیره می باشد. الزامات فرآیند این روش ها هزینه بالا، بالا، مناسب برای قطعات کار کوچک، اما برای بالابری در مقیاس بزرگ. ماشین آلاتی که مورد استفاده عملی قرار گرفته اند، خارج از دسترس روش های فوق است، بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است.
 

روش پوشش غیر فلزی استفاده از رنگ ضد زنگ اولیه روی سطح فلز است. این روش کم هزینه و کار با آن آسان است و به طور گسترده در ضد خوردگی جرثقیل استفاده می شود. با این حال، یک لایه رنگ نمی تواند به طور کامل از نفوذ رطوبت و اکسیژن به سطح فلز جلوگیری کند که ممکن است باعث پیری و آسیب شود. علاوه بر این، شکاف در فرآیند رنگ‌آمیزی ممکن است باعث شود که رنگ محافظت طولانی‌مدت خوبی نداشته باشد.