EN
Коррозияға төзімділік: Неге көміртегі болаты үшін қорғаныс міндетті және ол қай жерде артықшылыққа ие?
Коррозия процесі: Көміртегі болаты және хромондар
Көміртекті болатта хромның болмауы ауадағы ылғал сияқты тотықтырғыш агенттердің әсерінен тотығу процесінің жүруіне мүмкіндік береді. Осы себепті болатта қорғаныш қабаты пайда болады. Қорғаныш қабатының болмауы металдың қабаттарының тотығуына, ал соның салдарынан конструкциялық тұрақтылықтың біртіндеп жоғалуына әкеледі. Уақыт өте келе қалдық металдың ылғал әсерінен конструкциялық қолдау қабілеті төмендейді, ол өлшемдік тұрақтылықтың және салмақты ұстайтын металдың бүтіндігінің де жоғалуына әкеледі. Сондықтан көміртекті болаттың сыртқы бетін қорғау шаралары қажет.
Қоршаған ортадағы шойын болат: Хром және шекаралық шарттар
Коррозияға төзімді болаттың тотығу ортасымен қосылатын шекарасында нанометрлік хром қабаты түріндегі қорғаныш қабаты бар. Бұл қорғаныш қабаты хлорид-аниондарының (мысалы, теңіз суы, тұз және т.б.) болуы сияқты коррозиялық орталарда бұзылуы мүмкін, нәтижесінде интергранулярлық коррозиялық ойыстар пайда болады. Интергранулярлық коррозиялық ойыстар коррозиялық ойыстар аймағында дендритті немесе талшықты түрде көрінуі мүмкін. Бұл 316L маркалы болат үшін коррозияға төзімділік индексін (≈ 26,5) қамтамасыз етеді, яғни ол шынында да коррозиялық орталарға төзімді.
Стратегиялық исключениелер: құрбан болатын жүйелер үшін көміртекті болаттың қолданылуы
Көміртегі болаты су құбырларында, кеме корпусында және су қоймаларында болат пен мыс қорытпаларын қорғауда құрбан болатын көмегін көрсетеді. Көміртегі болатының бағасы төмен болуы мен мыс қорытпаларын қорғау үшін құрбан болатын жүйелердің қолданылуы салдарынан көміртегі болаты құрбан болатын жүйелер үшін жиі ең жақсы таңдау болып табылады; көміртегі болаты — құрбан болатын жүйелер үшін ең жақсы таңдау, сонымен қатар мыс қорытпаларын қорғау үшін болат жүйелерде, кеме корпусында және су қоймаларында қолданылатын құрбан болатын жүйелер. Тұрақты (бейтарап) металдардың қорғалуы цинктен жасалған құрбан болатын анодтары бар құрбан болатын жүйелер арқылы жүзеге асады. Құрбан болатын анодтардың негізгі міндеті — құрбан болатын қорғауды қамтамасыз ету. Құрбан болатын анодтардың құны құрғақ, ішкі ортада, қысқа және маңызды емес жүйелер үшін ең жақсы таңдау болып табылады. Эпоксидті және цинкке бай жүйелер қызмет ету мерзімін ұзартуға және қызмет ету мерзімін қысқартуға көмектеседі.
Көміртегі болатының жылумен өңделуі және конструкциялық қолданысқа жарамдылығы
Конструкциялық қолданысқа арналған көміртегі болатын қажетті қасиеттерге ие ету үшін жылумен өңдеу
Көміртегілі болаттың жылумен өңделуі жоғары және төменгі кедергілі болаттың өте жақсы сипаттамаларын қамтамасыз етеді. Трансмиссиялық конструкциялық жүйелерді, мысалы, трансмиссия мен жоғары кернеулерді беретін құрылымдар мен жоғары кернеулерді беретін құрылымдардың негізінде нормаланған/жоғары көміртегілі болатты пайдалану арқылы күштік конструкцияларды дамытуда жоғары деңгейдегі нәтижелер алынды. Трансмиссиялық және жоғары кернеулерді беретін құрылымдардың, сонымен қатар жоғары кернеулерді беретін құрылымдардың жүйелерінің негізін ауыстыруға болады. Жоғары кернеулерді беретін қорғаныссыз құрылымдар үшін қорғаныс жүйелерінің негізінде ығысу байқалады. Жоғары кернеулерді беретін құрылымдар үшін жүйелер негізінің ығысуы мүмкін. Жоғары кернеулерді беретін жүйелерді зерттеу нәтижелері қорғаныс жүйелерінің негізін көрсетті. Бұл жүйелер жоғары кернеулерді беретін қорғаныс жүйелерінің негізіне ауысуы мүмкін. Қорғаныс негіздерінде ығысу байқалады. Қорғаныссыз жүйелердің негіздері жоғары кернеулер мен жоғары кернеулерді қорғауға ие. Нәтижелер қорғаныс жүйелерін көрсетті.
Пішіндеу қабілеттілігі мен циклдық беріктігінің тепе-теңдігі: AISI 1045 көміртекті болат пен аустенитті және мартенситті коррозияға төзімді болаттардың (304 және 410) талдауы
AISI 304-тің шекті созылу беріктігі 304 МПа, созылғыштығы 40%. Салыстыру үшін AISI 1045-тің шекті созылу беріктігі 850 МПа, ал созылғыштығы 10%. AISI 1045 көміртекті болаты AISI 304-ке қарағанда жоғары созылу беріктігі мен қаттылығына ие. Дегенмен, AISI 1045-тің созылғыштығы аз болғандықтан, оны суық күйінде пішіндеу қиын, бұл пішіндеу кезінде трещиналардың пайда болуына әкеледі. Бұл металды алдын ала қыздырмас бұрын оны иіп немесе дөңгелектеп өңдеу қиын екендігін білдіреді. AISI 410-ның қаттылығы HRC 40 құрайды, бірақ ол коррозияға төзімді болаттың циклдық беріктігін қамтамасыз ете алмайды.
AISI 410 – бұл AISI 304-ке қарағанда қаттырақ және иілгішсіз болатын коррозияға төзімді болат, сондықтан ол аталған коррозияға төзімді болат маркаларына қарағанда көпфункциялы болмауы мүмкін. Сонымен қатар, 410-дың коррозияға төзімді болаты AISI 1045-ке қарағанда қаттырақ болуы мүмкін, бірақ оның 304-тің коррозияға төзімді болатына қарағанда циклдық тозуға төзімділігі төменірек және AISI 1045-ке қарағанда дәнекерленуге қолайлылығы төменірек, сондықтан ол коррозияға төзімді болат маркаларына қарағанда көпфункциялы емес.
Дайындау мен құнын төмендету: Құны тиімді және жоғары көлемді өндіріс үшін көміртегілі болат
Дәнекерленуге қолайлылық артысы: Көміртегілі болаттың алдын ала қыздыруы төменірек және дәнекерлеуден кейінгі жылумен өңдеуі аз қажет
Көміртекті болаттың типтік төмен көміртек мазмұны (< 0,3 %) оны өте жақсы дәрежеде дәнекерлеуге мүмкіндік береді, яғни әдеттегі дәнекерлеуден кейінгі жылумен өңдеу негізінде қажет емес және алдын ала қыздыру да қажет емес, бұл өте ыңғайлы. Бұл энергия шығынын азайтуға және жобаның іске асу мерзімін қысқартуға мүмкіндік береді. Қажетті алдын ала қыздыру мен дәнекерлеуден кейінгі өңдеуге қарағанда, өнеркәсіпте көміртекті болаттың қолданылуы типтік шойын болатқа қарағанда 30% жоғары деңгейде болады. Оның тексеру мен өндіріс процестері қарапайым және тиімдірек, сондықтан көміртекті болаттың тұтыну көлемі шойын болаттың тұтыну көлеміне қарағанда әлдеқайда төмен.
Иесінің жалпы шығыны: материалдар бойынша қысқа мерзімді үнем – құрылыс пен ауыл шаруашылығынан мысалдар
Көміртекті болат тоннасына есептегенде, шойын болатқа қарағанда шамамен екі есе арзан. Бұл бағалық айырым құрылыс компанияларына ірі жобаларды салуға немесе ауыл шаруашылығы компанияларына шығарымдылықты 20% арттыру арқылы кішігірім жобаларды салуға мүмкіндік береді. Өкінішке орай, құрылыс компаниялары коррозияны шектеуге арналған басқарушылардың қосылуы салдарынан жалпы шығындардың өсуіне (жалпы шығынның 15–25%-ын құрайды) ұшырайды. 30 жылдық қызмет көрсету мерзімі коррозия басқаруынан туындайтын жалпы шығындарды құрылыс жобалары үшін алғашқы 40% өсуінен 12% деңгейіне дейін төмендетеді. Сол әдісті алынып тасталған рамалық элементтерге қайталап, құрылыс элементтерін бір ғимараттан екіншісіне ауыстыру арқылы құрылыс компанияларына қысқа мерзімді салынатын жобаларды салуда маңызды шығындық артықшылық беріледі — бұл 2023 жылы NACE International ұйымының «Коррозияның құны» зерттеуінде көрсетілген. Коррозия басқаруы ауыл шаруашылығы саласындағы құрылыс жобаларымен синоним болып табылады.
Жиі қойылатын сұрақтар
Неге көміртекті болат коррозияға ұшырайды?
Жоғары ылғалдылық пен ылғалдың деңгейіне байланысты болаттағы көміртегінің мөлшері көміртегілі болаттың коррозияға ұшырауына әкеледі. Егер оттегінің жоғары деңгейіне байланысты коррозияға ұшырайтын материалдарда коррозия тоқтатылмаса, көміртегілі болаттың тотығуы ықтималдығы артады.
Көміртегілі болаттың коррозиясын болдырмау үшін неге шаралар қабылдауымыз керек?
Көміртегілі болаттың тотығуы мен одан кейінгі коррозиясын қорғаныш қабат түзетін шойын сияқты бір қабатқа шектеуге болмайды, сондықтан көміртегілі болаттың коррозиясы мен тотығуы үздіксіз жүреді.
Көміртегілі болаттың коррозиясы қандай жағдайларда мәселелердің пәні ретінде бақыланады?
Бұл жағдайлар қысқа мерзімді, қысқа жұмыс істейтін, ішкі пайдалануға арналған жүйелерде орын алады, онда коррозияны басқару жүйелерін шығындардың тиімділігіне байланысты шектеу қажет.