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起重机械防腐设计与防腐控制

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起重机械防腐设计与防腐控制

发布日期:2018-04-03 作者: 点击:

起重机械的腐蚀主要是其金属材料的腐蚀,起重机械的腐蚀问题不仅影响了工作效率,带来巨大的经济损失,同时其还会引发恶性安全事故,对人们的生命和财产安全带来威胁。起重机械腐蚀所引发的安全事故不在少数,我们应当积极控制起重机械的防腐,保证起重机械的性能稳定。基于以上,本文简要分析了起重机械的防腐设计与防腐控制。

  

  1 起重机械的防腐设计

  

  1.1 材料选择

  

  大部分起重机械的主要材料为碳钢,在使用过程中,由于油漆的分离作用,并不会引起强烈的腐蚀。但在腐蚀性介质浓度高且污染严重的环境下,碳钢由于抗腐蚀性较差会遭到严重腐蚀。例如冶金企业的酸洗车间环境、电解车间环境等高腐蚀、高污染的环境。因此在选择起重机械材料的时候避免这种碳钢的选择,积极选用耐蚀钢,例如普通低合金钢等,虽然耐蚀钢材料的造价相对较高,但其抗腐蚀性较好,经济效益要比碳钢高,如我国生产的16MuCu合金耐蚀钢。

  

  1.2 工艺结构设计

  

  起重机械相关构件的工艺设计会引起机械应力,一旦液体停滞、颗粒沉积,很容易导致起重机械表面金属膜的破损,从而引起局部腐蚀以及应力腐蚀的现象,因此必须要确定合理的工艺结构设计。具体的起重机械工艺设计原则如下:

  

  ①起重机械工艺结构设计要尽量简单且尽量选择同种材料,这不易产生电腐蚀;

  

  ②在设计的过程中尽量减少缝隙及伤痕,避免起重机械构件表面出现损坏,部位腐蚀形成有利条件;

  

  ③为了保证腐蚀介质与起重机械构件的隔离,应当涂防锈漆,尤其一些焊缝位置要着重涂防锈漆;

  

  ④在焊接的过程中要尽量连续焊接,避免内应力的产生和集中,同时要减少局部热点,避免焊接热过高;

  

  ⑤避免焊接缺陷:在起重机械的焊接过程中,焊瘤、喷溅、咬边以及焊接不彻底等焊接缺陷会对起重机械的腐蚀性能产生较大影响,具体来说,焊瘤不仅会形成集中应力,还会在木材与焊瘤之间形成夹缝,从而影响腐蚀性能,咬边也会形成集中应力,咬边中的凹陷边会形成夹缝,从而影响腐蚀性能,这两种焊接缺陷会引起起重机械的应力腐蚀和缝隙腐蚀。焊瘤产生的原因主要有焊接速度较慢和焊接电流较小,咬边产生的原因有焊接速度过快和焊接电流较大以及在角焊的过程中焊条的角度不合理等。此外,如果焊接不彻底、未焊透也会产生夹缝和孔洞,从而引起孔洞腐蚀和缝隙腐蚀。因此,应当注重起重机械的焊接工艺,避免因焊接工艺问题而影响起重机械的腐蚀性能;

  

  ⑥搭接处的夹缝要进行防腐设计:由于铆接点的夹缝会产生灰尘和积液,从而引起缝隙腐蚀,因此在搭接处夹缝设计的过程中不应使用铆接结构,单面焊接会产生浓差电池腐蚀以及缝隙腐蚀,因此也不应当采用单面焊接结构。应采取双面连续对接焊的方式进行搭接处夹缝的设计,这样能够有效避免缝隙腐蚀。

  

  1.3 强度计算

  

  不同的腐蚀环境会产生不同的腐蚀效果,因此,在起重机械防腐设计的过程中应当根据起重机械的工作环境来计算合乎实际环境的强度值。一般来说,起重机械设计的强度值不仅要满足起重机械自身工作的强度要求和刚度要求,还需要留有一定的腐蚀裕量,腐蚀裕量的设计值一般为起重机械设计寿命内均匀腐蚀深度的一倍左右。

  

  2 起重机械的防腐控制

  

  起重机械的防腐控制主要有以下几个方面:①定期在起重机械上涂刷防腐漆料,隔绝腐蚀源;②对起重机械的工作环境进行控制,降低环境大气中有害气体的浓度和湿度;③采用牺牲阳极保护法对起重机械进行阴极保护,利用这种电化学防腐技术,以此来实现起重机械的防腐控制。

  

  牺牲阳极保护法是起重机械当前最为重要的防腐控制方法。起重机械电化学腐蚀的原理就是在金属表面形成了原电池,原电池一般由中心碳棒、外围锌皮、以及电极之间的电解质溶液组成,其中中心碳棒指的是正电极和阴极,外围锌皮指的是负电极和阳极,阴极和阳极会与电解质发生反应,从而使锌离子化。具体来说,阳极的外围锌皮上会发生锌的氧化反应,将锌氧化成为离子状态并产生电子,阴极的中心碳棒上发生的是氢离子的还原反应,消耗电子,生成氢气。随着外围锌皮的不断离子化且不断产生电子,导致了阳极腐蚀现象的发生,从化学的角度来讲称为牺牲阳极。

  

  电化学腐蚀与金属元素的电动序相关,一旦起重设备发生电化学腐蚀,在腐蚀中的原电池阴极为标准电极电位高的金属,阳极为标准电极电位低的金属,而锌则是标准电极电位低的金属,在电化学腐蚀中,作为阳极的锌常常被腐蚀,因此,我们可以在起重设备上利用白铁皮及锌来实现对起重设备主要材料钢的保护。这种控制方法即是牺牲阳极保护法。

  

  具体来说,将牺牲阳极焊接在起重设备的主梁上,上下盖板固定在盖板凸缘上。阳极与起重机械本体之间要保证一定距离或用尼龙垫板等相隔开,以保证二者之间的绝缘。牺牲阳极与起重机械被保护的面积有一定的比例,一般来说,牺牲阳极的材料为起重机械被保护金属面积的1%~5%,且在被保护金属表面分布。

  

  结语

  

  综上所述,起重机械的防腐设计关乎到起重机械使用的稳定性、安全性以及寿命强度。本文从材料选择、工艺结构、强度计算等三个方面研究了起重机械的防腐设计,提出要使用耐蚀性材料、工艺设计原则以及留有腐蚀裕量等观点,并探讨了牺牲阳极保护法对于起重机械的腐蚀控制,旨在为相关单位起重机械的防腐提供参考。


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