Blogg

Af hverju átvarnir gegn rotnun eru ákvarðandi viðmiðun fyrir rafhlöðustæða boltana úr rostfríu stáli

Raunfræðileg áskorun útsýningar í sjó

Saltmagnið í sjávarvatni gerir það að virka eins og sterkur leiðari, sem hræðir niðurbrot á málmi með rafrafhvarf. Mótfrestast óxidþykkja boltanna stöðugt gegn eigin verndarlaga, sem er í rauninni töff lag af krómgufu sem venjulega krefst rustnar frá að dreifast jafnt yfir yfirborðin. Vandræði komast upp þegar litlir sprungur leyfa klóríónum að smygla sér inn, sem býr til litlar rafeindakerfi á yfirborði boltsins og breytir í raun hlutum hans í jákvæða póla miðað við umgivnin. Upplysingar frá iðjunni sýna að rotun fer fram um 3 til 5 sinnum hraðar í sjávarumhverfi en í venjulegum vatnsaðstæðum. Þetta merkir að mikil málmtap koma fyrir á viðkvæmum stöðum eins og boltathræðum og þar sem höfuð hitt skafið, sem minnkar álagsgetu um 15 prósent á hverju ári í strandnám svæðum sem eru útsunnuð átökum. Fyrir verkfræðimenn sem vinna með sjávarbyggingar er að halda þessum verndalögum óbrotnuð ekki eingöngu spurning um að velja betri efni – heldur hefur það beina áhrif á hvort allar kerfin halda saman undir álagi.

Hvernig klóríðar valda botnhol og hólurýrnun í rostfríum stálbola

Klóríðjónir bregðast við staðbundinni rýrnun með sjálfvirku ferli: þeir safnast við á yfirborðsdefektum, leysa kromaóxíð, og mynda súrri lífríki sem frekari eyðingu á passívaðu laginu valdi.

Myndast sprungur á staðum eins og undir skífur eða á milli mötta og skrufa þar sem umhverfið verður súrhringt og ríkt af klóríðum, sem veldur sjálfsefthæfum kórrosjóarandamálum. Venjulegar 316 rostfrjálsar stálsskrufur sem eru í hlýju sjávarvatni geta myndað holur sem vex upp að 1 millimetra á ári. Tilvikaskýrslur frá iðjunni benda til þess að næstan helmingur allra skekkna í sjávarsambindum hefst í raun við slíka falna kórrosjon á tengingarstaðum. Bæting mólýtens við legeringuna hjálpar til við að berjast gegn þessu vandamáli, vegna þess að það myndar verndandi mólýt-sambönd sem koma í veg fyrir að klóríd komist inn og halda verndarskorpunni á stálinu öruggri fyrir lengri tímabil.

304 vs 316 rostfrjálsar stálsskrufur: Ábyrgd, takmarkanir og staðfesting í raunverulegum sjávarumhverfi

Mólýtens lykilhlutverk í að stöðugt gera passíva lag 316 rostfrjálsra stálsskrufa

Það sem raunverulega skilur 304 og 316 rostfríar stálboltana er tilveran á molýbden. Bæði tegundirnar innihalda um 18% króma og átt milli 8 og 10% nikels, en það er 2 til 3% molýbdenið, sem aðeins finnst í 316, sem gerir allan muninn. Þegar þeim er exposure við saltvatni myndast með hjálp súrefnis efnasambönd kölluð molybdat. Þessi lítil efnaform gerast í raun gróf upp smáar sprungur og galla í verndunarlagskrómoxíðlaginu á yfirborði metallsins. Vegna þessarar auknu verndar geta 316 boltar standið uppi gegn um þrífalt meiri rot á grundvelli klóra samanborið við venjulega 304 boltana, þegar notuð nálægt hafi. Fyrir alla sem vinna með búnað sem er stöðugt í snertingu við sjávarvatn, er að velja 316 tegundina ekki aðeins betra lausn – heldur nær um óhöfuðlega nauðsynlegt til að tryggja að búnaðurinn haldi sig í mörgum tímum án rótarauka.

Reyndarvísindi: 316L rustfrjósum boltar eftir 8 ár í rifskiptum umhverfi (Rotterdamshöfn)

Rannsakendur skoðuðu hvað gerðist við rustfrjósa boltana sem settir voru upp í rifskiptum svæðum Rotterdamshafnar yfir átta ára tímabil. 316L gerðar festingar, sem hafa lægra kolefni til að koma í veg fyrir vandamál við framleiðslu, sýndu mjög lítinn píttunarskemmd (minna en 0,1 mm dýpt) þrátt fyrir að vera stöðugt undir vatni og útsett fyrir lofti. Á móti því féllu nálæg 304 boltar alvarlegri krúsuskemmd á nákvæmlega þeim stað sem þeir mættust við skífur, og töpuðu yfir 0,8 mm af efni á svæðum sem voru undir háþrýstingi. Með nánari skoðun fóndumst við ábendingar um millikornskorrosion í 304 prófunum en engar í 316L prófunum. Það sem þetta segir okkur er frekar ljóst: betra verndunarskíf 316L gefur þessum gerð raunhæfar ávinninga með tímanum, sérstaklega þegar súrefnismagn breytist stöðugt og veikir korrosion.

Þegar staðallinn 316 er ekki nóg: Boltar úr hárþrotu rustfríu stáli fyrir sjóþyngri iðjuforrit

Yfirhlutaholt (254 SMO, AL-6XN) og tvílitur (2205, 2507) boltar úr rustfríu stáli í afsaltanavöktum og undirljósbyggingum

Þegar komið er að mjög hartu umhverfi eins og afsaltunaraðilar, undirvatnsolíubúnaður eða heitum tropísku sjávarvatni, fara oftast klóríðstyrkurinn og hitinn fram yfir það sem venjuleg 316 rostfrengjar stál getur unnið. Í slíkum aðstæðum verða vandamál eins og gropóun og spennuskartningarbrotnun alvarleg vandamál nema sé farið yfir í betri gerð af legeringum. Taka má til dæmis ofur-austenítiska tegundir. Efnin eins og 254 SMO og AL-6XN innihalda 6 til 7,5 prósent mólýtín ásamt nítrógeni, sem gefur þeim Pitting Resistance Equivalent Numbers (PREN) yfir 40. Hvað þýttir það í raun? Þessi efni virka áreiðanlega jafnvel þegar verið er útsett fyrir klóríðstyrk upp að 100.000 hluta á milljón og hita yfir 60 gráður C. Það er þriggja sinnum meira en venjuleg 316 stál getur unnið. Duplex-legeringar eins og 2205 og 2507 virka öðruvísi með því að sameina bæði austenít- og ferrítbyggingar. Þetta sameining gerir þær sterktari og minni viðkvæmar fyrir spennuskartningarbrotnun í djúpvatnsforritum. Góður raunverulegur lýsingarkort kemur frá Norðursjónum, þar sem 2507 skrúfur héldu sig óbreyttir í alls 15 ár í spray-svæðis-aðstæðum. Venjulegar 316 festingar í sömu umhverfi byrjuðu að sýna tákni um brotasil á eftir aðeins fimm árum vegna seiglinda grophnyklunar skemmda.

Að velja réttar rússberustyfli: Praktísk ákvarðanatækni fyrir sjóhernishnagranimaður

Fyrir sjómannvélavélavinnu sem vinna að raunverulegum verkefnum er ekki lengur nægilegt að halda sig við almenn efni. Þeir þurfa að fylgja réttu ákvarðanatökuferli sem byggir á raunverulegum aðstæðum frekar en á ráðgátum. Við skulum byrja á að koma auga á hversu hart umhverfið er. Skrufur úr 316 rostfríu stáli virka vel í svæðum sem eru einungis útsett fyrir lofti, en þegar verið er í vetrnari eða tígursvæði ættu verkfræðingar að skoða tvílitadeildarvalkostina eins og 2205 eða 2507, því þessir höndla klóríð betur. Næst kemur athugun á hvort efnið geti standið undir ástrengingu. Tvílitadeilda legeringar hafa í raun um tvöfalt meiri styrkleika samanborið við venjulegar 316 skrufur, sem gerir mikinn mun þegar er komið að varanlegri hreyfingu og vibrációnum samkvæmt rannsóknum ASM International frá fyrra ári. Að lokum vill enginn eyða peningum í upphafi án þess að vita hvað er sparað síðar. Yfir-ósþeyttar skrufur eins og 254 SMO kunna að kosta meira í upphafi, en þær haldast svo mikið lengra í harðum umhverfum eins og þau sem finnast í andhverfum osmósarafslökunarkerfjum að flest sett enda með um 60% í kaup á endurskiptum á langan tíma. Með því að fylgja þessu þriggja skrefa aðferð er tryggt að allt virki áreiðanlega í ár, halda viðhaldskostnaði láglum og koma í veg fyrir dýr brot sem enginn vill takast á við.