כיצד למנוע קורוזיה של מכונות הרמה?

כיצד למנוע קורוזיה של מכונות הרמה?

בשנים האחרונות, עם התפתחות הבנייה ההנדסית של ארצי, מכונות הרמה הפכו לשימוש נרחב יותר ויותר בייצור מודרני כגון ספינות, תעופה וחלל, חשמל, חומרי בסיס, מתכות, גשרים ומסילות רכבת.
 

הגידול במספר המנופים הביא הזדמנויות לחברות יצרניות, אך גם אתגרים רבים. לפי סטטיסטיקה סמכותית, בעוד שמספר העגורנים גדל משנה לשנה, גם מספר המנופים שמפורקים ונגרטים מדי שנה גדל באופן משמעותי, ויותר מ-80 אחוז מהמנופים נגרטים בגלל כשל קורוזיה של מבני המתכת שלהם. .
 

בשל תדירות השימוש הגבוהה במכונות הרמה וסביבת העבודה הקשה יחסית, הן מוצבות לרוב באוויר הפתוח או בסביבה לחה וקורוזיבית. שכבת הצבע המגן על פני העגורן מאבדת פעמים רבות את תפקידה המגן עקב נזק, מה שגורם למבנה המתכת להחליד.
 

אירעו שני מקרים של מנופי גג עקב קורוזיה חמורה של הרכיבים העיקריים נושאי מתח, ויחידת השימוש הפרה את התקנות והעמיסה אותם בכוח, וכתוצאה מכך נגרם נזק למבנה המתכת ותאונות הכרוכות בהתרסקות מכונות והרוגים. אם ניקח לדוגמה את ארצות הברית, מדינה מפותחת, לפי הסטטיסטיקה, יותר מ-50 בני אדם נהרגים בתאונות מנוף מדי שנה. קורוזיה של חומרי מבנה מתכת של מכונות הרמה לא רק מובילה בקלות לתאונות בטיחות, אלא גם גורמת לבזבוז עצום של חומרי מתכת.
 

סעיף 3.9 של GB6067.1-2010 "תקנות בטיחות למכונות הנפה חלק 1: כללים כלליים" קובע בבירור שכאשר הרכיבים נושאי הלחץ העיקריים של העגורן סובלים מקורוזיה, יש לבצע בדיקה ומדידה.

כאשר הקורוזיה של החלק של האיבר הנושא את הכוח הראשי מגיעה ל-10 אחוזים מעובי התכנון, אם לא ניתן לתקן אותו, יש לגרוט אותו.

ניתן לראות כי בסביבות קשות, כיצד לשפר את עמידות הקורוזיה של מבנה המתכת של העגורן ולהפחית את צריכת האנרגיה של המנוף היא בעיה דחופה לפתרון.

התנהגות קורוזיה וניתוח סיבה של מבנה מתכת של מכונות הרמה

הקורה הראשית וחלקים עיקריים אחרים של העגורן עשויים בעיקר מפלדת פחמן רגילה Q235, והרכיבים נושאי העומס החשובים של מבנה המתכת של העגורן נקבעים לשימוש ב-Q235B, Q235C ו-Q235D. למבנה המתכת הכללי של העגורן, כאשר טמפרטורת התכנון אינה כאשר היא נמוכה מ--25 מעלות, מותר להשתמש בפלדה רותחת Q235F.

לצורות קורוזיה רגילות של פלדת פחמן ניתן לחלק לקורוזיה אחידה, קורוזיה חורים וקורוזיה בין-גרעינית. קורוזיה אחידה פחות מזיקה. מכיוון שלרכיבי מתכת יש גודל חתך מסוים, קורוזיה קלה אחידה בדרך כלל אינה מפחיתה באופן משמעותי את התכונות המכניות של המתכת. אבל עבור מבנה המתכת בצורת קופסה (קורה בצורת קופסה, אאוטריגר בצורת קופסה, זרוע בצורת קופסה וכו') תאונה.
 

קורוזיה נקבוביות וקורוזיה בין-גרגירית הן קורוזיות המתרחשות בקנה מידה מקומי בגוף מתכת. שני סוגי קורוזיה אלו יפחיתו את שטח החתך האפקטיבי של הרכיב ויהפכו את החלקים לנטייה לשבר פתאומי. שני סוגים אלה של התנהגות קורוזיה מזיקים יותר.
 

מחקרים הראו כי קורוזיה בין-גרגירית נגרמת בעיקר מהלחץ השיורי בתוך החומר או הלחץ המופעל מהחוץ, מה שמוביל לפעולה משולבת של מתח, מתח וקורוזיה על החומר ומובילנֵזֶק. סוג זה של קורוזיה מוביל לתוצאות חמורות ביותר של נזק וכשל של מבנה המתכת.
 

מנגנון הקורוזיה של מבנה המתכת של מכונות הרמה הוא בעיקר קורוזיה כימית וקורוזיה אלקטרוכימית.
 

קורוזיה כימית מתייחסת להרס של חומרים הנגרמת על ידי קורוזיה כימית טהורה ישירה בין חומרים ומדיה לא מוליכה, בעוד שקורוזיה אלקטרוכימית היא הסוג הנפוץ והחשוב ביותר של קורוזיה של חומרי מתכת באמצעות תגובות אלקטרוכימיות. בנסיבות רגילות, מבנה הפלדה של מכונות הרמה בדרך כלל יוצר חלודה על פני השטח. אבל במקרה של טמפרטורה גבוהה, מבנה הפלדה קל ליצור אבנית תחמוצת. בנוסף, הפלדה נוטה להגיב עם גז בטמפרטורה גבוהה, והגז שנוצר בורח מפני השטח של הפלדה, ועל פני מבנה הפלדה נוצרת שכבת דה-קרבוריזציה המשפיעה על ביצועי מכונות ההרמה.
 

בסביבה קשה, קל לעמוד בשלושת התנאים הדרושים לקורוזיה אלקטרוכימית: קיומו של הפרש פוטנציאלים, תמיסת אלקטרוליט ומגע. כל עוד שלושת התנאים לעיל מתקיימים בו זמנית, יכולה להיווצר קורוזיה אלקטרוכימית, ובכך להרוס את מבנה המתכת של מכונות ההרמה.

ניתוח שיטות הגנה למבני מתכת של מכונות הרמה

נכון לעכשיו, השיטות נגד קורוזיה של מבני מתכת מנוף כוללות בעיקר את שיטת ציפוי פני השטח של מבנה מתכת ושיטת הגנת האנודה להקרבה.
 

שיטת הגנת האנודה ההקרבה מוסיפה לרוב לצבע חומרי מילוי (כגון אבץ) פעילים יותר מפלדה. באמצעות העיקרון האלקטרוכימי, אנודת ההקרבה יכולה להגן על מבנה המתכת מפני קורוזיה. למרות ששיטה זו אינה דורשת מקור חשמל חיצוני, היא מזיקה לקורוזיה. איכות הציפוי גבוהה במיוחד, ובמקביל ייצרכו מתכות לא ברזליות, ויש צורך להחליף את האנודה באופן קבוע, דבר יקר ומסובך.
 

שיטות ציפוי פני השטח מתחלקות בעיקר לשני סוגים: שיטת חיפוי מתכת עמיד בפני קורוזיה ושיטת חיפוי ללא מתכת. שיטות חיפוי מתכת עמיד בפני קורוזיה כוללות בדרך כלל שיטת ציפוי אלקטרו, שיטת חיפוי, שיטת טבילה חמה, שיטת ציפוי חלחול, שיטת ריסוס וכו'. דרישות התהליך של שיטות אלו עלות גבוהה, גבוהה, מתאימה לחלקי עבודה קטנים, אך להרמה בקנה מידה גדול. מכונות שהוכנסו לשימוש מעשי, היא מחוץ להישג ידן של השיטות הנ"ל, ולכן לא נעשה בה שימוש נרחב.
 

שיטת הכיסוי ללא מתכת היא מריחת צבע בסיסי נגד חלודה על משטח המתכת. שיטה זו היא זולה בעלות וקלה לתפעול, והיא נמצאת בשימוש נרחב במנופים נגד קורוזיה. עם זאת, סרט צבע בודד אינו יכול למנוע לחלוטין חדירת לחות וחמצן למשטח המתכת, מה שעלול לגרום להזדקנות ולנזק. בנוסף, הפער בתהליך הצביעה עלול גם לגרום לצבע לא לשחק הגנה יעילה לטווח ארוך.