工程機械腐蝕分析報告

1、工程機械領域腐蝕狀況分析 1、綜述腐蝕是一種物品受到周遭環(huán)境的影響，緩慢的發(fā)生化學變化的現(xiàn)象。它在很大程度上直接影響建工建材、環(huán)境保護、輕工紡織、交通運輸、化學工業(yè)、石油工業(yè)、機械工業(yè)及國防軍工的生產(chǎn)和發(fā)展。據(jù)2014年的腐蝕報告顯示，因腐蝕造成的當年直接或間接損失總額達到2萬億人民幣。將這一數(shù)字平攤到十三億中國百姓身上，每人每年應承受的腐蝕損失在1000元人民幣以上，這一數(shù)字是很驚人的。發(fā)達國家對腐蝕的重視要比國內(nèi)早很多：英、美、日、奧等多個國家都曾做過腐蝕損失調(diào)查，相比之下我國腐蝕調(diào)查工作起步晚，開展得較少。中國科學院海洋研究所在“我國腐蝕狀況及控制戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目啟動會上指出，如果

2、我們加強腐蝕保護意意識，采取有利的行動，防患于未然，每年有25%-40%的腐蝕損失是可以避免的。根據(jù)這一數(shù)字推算，每年若做好防護工作，減少的腐蝕損失在5000億到8000億。2、工程機械領域腐蝕情況2.1礦山行業(yè)工程機械腐蝕情況2.1.1礦山行業(yè)腐蝕概況 礦山機械一般在惡劣的環(huán)境中工作,潮、煙、塵等因素都可能給設備帶來危害,使設備達不到預期的使用壽命。影響機械使用壽命的原因之一為腐蝕。按照接觸介質不同,可將機械受到腐蝕現(xiàn)象分為4大類,即:與燃氣接觸的腐蝕;與冷卻水接觸的腐蝕;與潤滑油接觸的腐蝕;與大氣接觸的腐蝕。 （一）與燃氣接觸的腐蝕 除電動設備外,礦山機械大部是以內(nèi)燃機為原動機的。內(nèi)燃機中

3、,與燃氣接觸的零件受到的腐蝕有低溫腐蝕和高溫腐蝕兩種類型。 （二）與冷卻水接觸零件的腐蝕 對于用水作為冷卻介質的機械,與冷卻水直接接觸的零件,經(jīng)常會發(fā)生腐蝕和穴蝕。 （三）與潤滑油接觸零件的腐蝕 設備使用的潤滑油本身是沒有腐蝕性的,但如果保管不善,潤滑油污損變質,這時就會發(fā)生腐蝕。在設備停止運轉時,雜質滯留,這時腐蝕比運轉時嚴重。這種腐蝕深度一般為1mm左右,經(jīng)過用油石研磨、更換潤滑油之后,大多數(shù)零件還可以繼續(xù)使用。但是,如果這種腐蝕發(fā)生在曲軸圓角等應力集中處,則可能發(fā)展成為疲勞斷裂。潤滑油在使用中,由于受到高溫影響,與燃燒氣體直接接觸,不完全燃燒生成的積碳的溶解,或燃油漏入潤滑油中,都能逐漸

4、生成有機酸及硫化物,即發(fā)生所謂惡化現(xiàn)象,從而產(chǎn)生腐蝕。要減輕這一類腐蝕,要認真地進行設備保養(yǎng),及時更換潤滑油 （四）與大氣接觸的零件的腐蝕 由于礦山機械(特別是井下、隧道)作業(yè)環(huán)境大多是滲、滴、漏水的地方,空氣潮濕,設備的外殼、機架、鏟運機的鏟斗等處都比較容易發(fā)生這類腐蝕。這類零件大都是經(jīng)過發(fā)芒、噴漆等處理,若及時地清除銹蝕層,重新覆蓋防護層之后,大多都是可以繼續(xù)使用的。 2.1.2礦山行業(yè)腐蝕問題發(fā)生的部位及相關技術 高強度圓環(huán)鏈廣泛用于礦山機械的刮板輸送機、刨煤機和采煤機。牽引鏈在使用過程中要承受循環(huán)載荷和沖擊峰值載荷的作用,劇烈的磨損和腐蝕。在含腐蝕性水的巷道中和在打眼放炮工藝下,腐蝕對

5、牽引鏈使用指標的影響更加劇烈了,因為在高濕度和高溫度條件下,放炮時溢出的瓦斯類氣體將加速鏈表面的腐蝕進程。刮板輸送機可靠性最低的零部件是牽引鏈。根據(jù)斯柯琴斯基礦業(yè)研究所的資料,刮板輸送機發(fā)生在牽引鏈上的故障率為16%到36%,并且消除斷鏈故障的難度要大于消除輸送機其他故障的平均難度。 圓環(huán)鏈的使用質量指標(靜強度、疲勞壽命等)奠定于制造期間。其制造過程包括如下主要工序:用特種圓鋼編鏈、焊接、淬火和回火熱處理、定心距校正和試驗組合正工序、滾筒處理或噴丸處理。斷鏈最多是由疲勞現(xiàn)象引起的,疲勞的結果發(fā)展成裂紋,鏈環(huán)在峰值載荷的作用下于薄弱處斷裂。所以制造牽引鏈時提高其疲勞壽命是當務之急,該任務可以通

6、過某些方法解決:在加校正載荷后產(chǎn)生殘余壓應力,使圓環(huán)材料的性能超越其彈性變形限;噴丸處理使表面冷作硬化。2.1.3減輕腐蝕損失的措施金屬的腐蝕過程雖然是緩慢的，但是它所帶來的危害卻相當大，破壞礦山機械設備的正常工作，降低使用壽命甚至報廢，是一個帶有普遍性的嚴重問題。據(jù)資料統(tǒng)計，全世界每年因腐蝕而損失的金屬制品的重量約占年產(chǎn)量的1513。因此，如何減輕腐蝕的危害又成為一個重要課題。主要措施有：1.正確選材 根據(jù)環(huán)境介質和使用條件，選擇合適的耐蝕材料，如含有鎳、鉻、鋁、硅、鈦等元素的合金鋼，在條件許可的情況下，盡量選用尼龍。塑料、陶瓷等材料。2.合理設計 在制造礦山機械設備時，雖然應用了較優(yōu)良的材

7、料，但是如果在結構的設計上不從金屬防護角度加以全面考慮，常會引起機械應力、以及熱應力、流體的停滯和聚集、局部過熱等現(xiàn)象，從而加速礦山機械設備腐蝕過程。因此合理地設計結構應特別加以注意。 不同的金屬、氣相空間、熱和應力分布不均以及各部位之間的其它差別，都會引起腐蝕破壞。因此，設計時應努力使整個部位的所有條件盡可能地均勻一致，做到結構合理、外形簡化、表面祖糙度合適。3.覆蓋保護層 它是在金屬表面上覆蓋一層不同的材料，改變表面結構，使金屬與介質隔離開來、用以防止腐蝕。4.電化學保護 用一個比零件材料的化學性能更活潑的金屬鉚接到零件上，形成一個腐蝕電池，零件作為陰極，不會發(fā)生腐蝕。 對被保護的礦山機械

8、設備通以直流電流進行極化，以消除這些電位差，使之達到某一電位時，被保護金屬的腐蝕可以很小甚至呈無腐蝕狀態(tài)。這是一種較新的防腐蝕方法，但要求介質必須是導電的、連續(xù)的。5.添加緩蝕劑 在腐蝕性介質中加入少量能減少腐蝕速度的物質，可減輕腐蝕，這種加入物叫緩蝕劑。6.改變環(huán)境條件 這種方法是將環(huán)境中的腐蝕介質去除，減輕其腐蝕作用。如采用通風、陳濕、去掉二氧化硫氣體等。對常用金屬材料來說，把相對濕度控制在臨界濕度（5070）以下，可顯著減緩大氣腐蝕。在酸洗車間和電解車間里合理設計地面坡度和排水溝，做好地面防腐蝕隔離層來防止酸液滲透地面而使其凸起，免得損壞礦山機械設備貯槽及機械基礎。2.1.4礦山行業(yè)在腐

9、蝕與防護方面存在的問題（一）化學介質的腐蝕問題 礦山機械面臨的化學介質腐蝕，一方面是指地理氣候環(huán)境對礦山機械設備的腐蝕破壞。根據(jù)我國礦山機械工業(yè)部對全國銅礦礦井的調(diào)查報告顯示，沿海地區(qū)的井筒支架平均年腐蝕量高達 0.6mm。這意味著我國沿海地區(qū)每年鋼材損失占到總安裝量的3.5%，約有1.9萬多噸鋼材遭受腐蝕損害。究其原因在于沿海地區(qū)氣候潮濕，特別是一些有色金屬的礦廠設備在尚未投產(chǎn)使用前便 受到海水侵蝕破壞，其經(jīng)濟損失不可估量，而礦山機械作業(yè)環(huán)境的粉塵，以及與機械設備表面接觸的化學介質(如：雨水)也是腐蝕礦山機械的重要因素。另一方面，礦山機械面臨的化學介質 腐蝕還指礦山機械工作介質的污染，礦山機

10、械的液壓系統(tǒng)往往造成油液污染，當油溫過高時，裝配不良會引起管路破裂，液壓系統(tǒng)泄露現(xiàn)象，流失的液壓油會構成礦山機械作業(yè)環(huán)境的火災隱 患，嚴重損害環(huán)境安全。(二)礦山機械設備易損件存在的重要問題及原因。(1)易損件用材的耐磨性、耐蝕性低，使用壽命短，更換頻繁.備件消耗量大。(2)易損件表面防護技術不好，磨耐蝕性低，服役年限短。(3)易損件用材不當，品種單一，沒有系列化.規(guī)范化，無標準，使用效果差別很大。(4)新材料、新品種開發(fā)較少，沒有更新?lián)Q代產(chǎn)品。(5)在制造中質量不能保證，造成突發(fā)性事故，經(jīng)濟損失很大。(6)由于礦山機械設備消耗量大及制造工業(yè)中管理問題沒有很好解決，易損備件供不應求。2.2新型

11、起重機行業(yè)腐蝕報告2.2.1金屬結構的腐蝕位置及形式 金屬因腐蝕而遭到損壞的形式有兩類： 第一類是均勻腐蝕。它是在腐蝕介質作用下，金屬整個表面遭受的腐蝕.這種腐蝕的危害性較小，因為構件都有一定的截面尺寸，微量的均勻腐蝕不會明顯降低金屬的機械性能。但箱形金屬結構內(nèi)腔表面因此而脫掉一層皮，使腹板變薄，也不可忽視； 第二類是局部腐蝕。它是在金屬體的局部范圍內(nèi)發(fā)生的腐蝕。這種腐蝕會減小構件的有效截面積，使零件容易發(fā)生突然斷裂（最明顯的就是螺栓）.局部腐蝕分為孔腐蝕和晶間腐蝕，比均勻腐蝕的危害大得多。 其中尤以晶間腐蝕最為危險，因為晶間腐蝕沿晶界發(fā)展，使晶體之間的聯(lián)結遭到破壞，金屬的機械性能顯著下降，而

12、這種不良影響又往往不容易發(fā)現(xiàn)。2.2.2選擇結構的材料 主要結構材料選擇16Mn，結構輔助材料選用低碳鋼，緊固、連接材料選用各類合金鋼(如40Cr、20CrMnTi等)，薄板件飯金材料選用低碳鋼冷軋板材。（一）平臺、欄桿、扶梯等板金結構件 采用熱浸鋅工藝浸鋅后應采用鈍化拋光處理，其表面應平整、均勻。此類構件很難徐裝、維護，容易出事故，所以采用這種長效防腐工藝。（二）連接件與緊固件（1）一般螺栓副采用電鍍鋅工藝（2）高強螺栓副、塔身連接銷等工件采用“SCN+SDL”復合表面處理工藝.使其表面達到提高強度、減少摩擦、防腐蝕、抗咬合的綜合性能(法國Pctain公司引進技術)。（3）起升用排繩軸采用電

13、鍍硬鉻工藝2.2.3腐蝕的嚴重程度及防腐受重視程度 鋼鐵腐蝕給人類造成了巨大的經(jīng)濟損失和社會危害，一個國家每年因鋼鐵腐蝕而造成的經(jīng)濟損失約占其國民生產(chǎn)總值的1%-4%，金屬構件的腐蝕、失效，其價值遠比金屬材料的價值大得多，至于因腐蝕所造成的間接損失，有時是難以統(tǒng)計的。英國在1969年發(fā)表著名的“賀爾(Hoar報告)”，估計每年至少損失13.65億英鎊，據(jù)美國國家標準局(NBS)調(diào)查報告，1975年美國因腐蝕造成的損失竟高達700億美元。我國至今沒有完整的統(tǒng)計數(shù)據(jù)報道出來，但無數(shù)事例表明，各行業(yè)均存在普通的腐蝕問題。大氣環(huán)境中金屬材料的腐蝕是造成材料損壞、失效最廣泛的一種，這種腐蝕不僅造成巨大的

14、經(jīng)濟損失，而且還嚴重威脅著各種設備和裝置的安全運行和使用壽命。2.2.4金屬結構腐蝕原因的分析 腐蝕有化學腐蝕和電化學腐蝕兩種類型。 化學腐蝕是在干燥氣體或非電解質溶液中進行的。例如，鋼鐵在干燥（某技術在干燥生產(chǎn)中使用探究）空氣中，表面生成鐵銹Fe3O4和Fe2O3。另外，溫度對化學腐蝕的影響也很大。鋼鐵在常溫下的干燥空氣里，其腐蝕的速度是很小的，幾乎觀察不出來；但是在高溫的情況下，鋼鐵卻很容易同空氣里的氧氣作用，形成氧化鐵皮FeO.而且，鋼鐵中的滲碳體組織也容易在高溫下與氣體發(fā)生如下反應： Fe3C+O2=3Fe+CO2 Fe3C+CO2=3Fe+2CO反應生成的氣體逸出鋼鐵表面，于是鋼鐵表

15、面便形成了脫碳層，鋼鐵脫碳必然導致其強度的降低，從而影響材料的使用性能。 腐蝕的另一種類型是電化學腐蝕。當金屬的表面有電解質溶液存在時，由于電化學作用而引起腐蝕。 所謂電化學作用就是在化學反應過程中有電流產(chǎn)生，才使腐蝕過程逐漸進行。金屬電化學腐蝕的原理與原電池原理相同。形成電化學腐蝕必須具備三個條件：其一，要有電位差存在。就是說不同的金屬或同種金屬的不同區(qū)域之間存在電位差，且電位差愈大，腐蝕愈快。其二，要有電解質溶液存在。即有兩個電極材料共處于電解質溶液中。其三，要發(fā)生接觸。就是說在不同電位的兩部分金屬之間必須有導體相連或直接接觸。只要同時滿足上述三個條件，就可以形成電化學腐蝕。 2.2.5防

16、腐蝕方法 根據(jù)上述的討論，只要防止化學反應的產(chǎn)生、破壞腐蝕電池的形成或者強烈阻滯陰、陽極間的電化學過程的進行，就能有效地防止金屬銹蝕。大多數(shù)金屬材料總是存在著電極電位不同的組織和雜質，而且它們又總是緊密接觸的，所以，只要不讓金屬表面與電解質溶液接觸，就能夠有效地防止金屬銹蝕。 目前，被用來防止金屬銹蝕的方法主要有：利用鋼的基體組織合金化和金屬組織單相化來提高金屬材料本身的抗蝕能力；利用覆蓋法提高金屬的抗蝕能力。 覆蓋法也稱防護法，其實質是把金屬同能引起腐蝕的外界條件（如氧氣和水份）隔離開來，從而達到防銹的目的。根據(jù)防護層的材料不同，可分為耐腐蝕金屬覆蓋法和非金屬覆蓋法兩種。 耐腐蝕金屬覆蓋法就

17、是把鋅、鉛、錫、鉻、鎳、銅等活潑性很小的耐腐蝕金屬覆蓋在被保護的金屬表面而達到防銹的目的。其工藝一般有電鍍法、包鍍法、熱鍍法、滲鍍法、噴鍍法等。但這些方法由于工藝要求高，材料費用大，工本費高，適用于小型工件，而對于已投產(chǎn)的大型機械，裸露的金屬部分面積大，并非上述方法能所及，故未被廣泛采用。因此，對于門式起重機等大型機械設備的防腐蝕多采用非金屬覆蓋法。 非金屬覆蓋法是用基礎防銹油涂抹在金屬表面，使金屬表面與水和空氣中的氧隔離開來，起到防銹作用。由于基礎防銹油有一定的透水和透氣性，其防銹效果較差，一般只能防銹612個月，因此，這種方法也只適用于機械的傳動、關節(jié)部位的防銹。而另一種涂油漆防銹法，由于

18、成本低、操作簡便，則廣泛被門式起重機所采用。油漆層防銹的作用在于它能隔開介質與金屬，但是，單一的油漆膜不能完全阻止水份和氧氣滲透至金屬的表面，加上涂油漆時工藝上的差距，也會導致油漆不能完全起到長期有效的防銹作用，所以，必須采取必要的、有效的補救措施，才能更好地防止金屬結構的腐蝕。2.2.6 金屬結構防腐蝕的補救方法 針對非金屬覆蓋法所存在的不足，可采取下列補救辦法加以解決。 （一）鈍化基礎防銹油和油漆 為了增強基礎防銹油的防銹效果，可加入鈍化劑，使金屬表面形成一層鈍化防護膜，降低金屬的腐蝕速度。同樣，在油漆里添加一定的鈍化劑或顏料等一些輔助材料，也可以鈍化油漆，即使水份和氧氣到達金屬表面，也能

19、防止金屬生銹或大大推遲開始生銹的時間。 （二）改善防腐工藝 機械設備在制造過程中和投入使用之前，必須做好前期的防腐工作。金屬結構的內(nèi)外表面和相聯(lián)部位在涂油漆和基礎防銹油前，先徹底地清理干凈金屬表面的油污和氧化皮等雜質（如噴丸處理等），然后使用鈍化過的油漆或基礎防銹油涂抹于金屬表面，而且要做到無一處漏涂，使金屬的每個表面、每個聯(lián)結部分都形成一層水和氧氣無法滲透的防銹保護層。 （三）加強檢查，及時補防 由于金屬的腐蝕是緩慢的、局部的，因此加強檢查，及時發(fā)現(xiàn)并補油補漆也能有效地控制金屬腐蝕的速度和擴散范圍。如果能夠加強周期養(yǎng)護、改善潤滑狀況，把金屬的護腐工作列入日常的檢查保養(yǎng)工作中，就能及時掌握金屬

20、結構的腐蝕狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)一處，補救一處，把腐蝕現(xiàn)象消除于形成擴散之前。同時，提高司機的技術素質，減少或避免撞擊與磕碰，對金屬結構的防腐工作也是相當有利的。2.2.7調(diào)研實例 鐵路某貨物處于89年6月安裝了一臺5/30t、跨度18m，中級工作制低速橋式起重機。該機是大連起重機廠78年生產(chǎn)的。由于保養(yǎng)不善，兩箱型主梁外側腹板銹蝕嚴重，腐蝕面積達兩側腹板面積的80%左右，最嚴重區(qū)域恰恰在離上蓋板1/3H范圍內(nèi)易于失穩(wěn)區(qū)(H為腹板高)，銹蝕最深處達1.8mm，如果嚴格按有關使用標準執(zhí)行，該吊車應視為報廢。(規(guī)定:腹板最小厚度為5mm，原腹板厚為6mm)由于其它部位無明顯的銹蝕現(xiàn)象，焊縫處更無危險跡象，疲勞

21、損壞的可能性極小。 對這類腐蝕情況，我們認為可以采用科學的測試手段，直接對主梁進行試驗、分析、論證。如果把額定載荷降低到25t，該機有可能繼續(xù)使用。 試驗主要從以下三方面進行: 12.60mm（L為跨度）滿足要求（一）結構剛度試驗（1）永久變形測試(超載25%時)次數(shù)空載下載卸載第一次573.0586575.5第二次573.5586575.5第三次573.5586575.5單位：mm注:要求經(jīng)過三次重復試臉后不得產(chǎn)生永久變形。結論:滿足要求。（2）下?lián)隙葴y試(額定載荷時)空載為575.5mm，加載為584.2mm，下?lián)隙葹?.0mm(標準規(guī)定:下?lián)隙茸畲笾禐?0.6mm。結論:達到規(guī)定標準（3

22、）上拱值測試(空載時)主梁左側梁上拱值為18.5mm，主梁右，側梁上拱值為20.0mm(標準規(guī)定為15.5-21.5mm。結論:達到規(guī)定標準1.4將小車開至端部檢查實際上拱值hl(空載)hl=hZ-h按標準規(guī)定h1不應小于0.7L/1000,該值等于12.60mm（L為跨度）滿足要求。（二）結構強度試驗 （1）靜應力測試該梁采用Q235A鋼材焊接而成。其許用應力為166.60MPa，實測最大靜應力為67.53MPa，位于第3測點，該值小于許用應力，合格。(該值是以25t的基礎上超載20%測得。 （2）動應力測試動態(tài)應力測試最大值為97.75MPa，小于許用應力;動載荷系數(shù)最大為1.03規(guī)定值為

23、1.20合格。此外，我們還對下降制動，轉向制動，變幅制動等項目進行測試均正常。經(jīng)過有關試驗，按理論計算，主要技術指標均達到標準規(guī)定，降25t使用完全可以。通過近兩年的使用觀察沒有發(fā)現(xiàn)異常情況。2.3推土機行業(yè)腐蝕情況2.3.1該行業(yè)腐蝕問題發(fā)生的部位，主要材料等；推土機腐蝕主要發(fā)生在推土鋼板與機身部位，鋼板目前主要采用鋼板目前使用材質類型主要有以下幾種分類：耐磨600鋼板，耐磨360鋼板， 耐磨400鋼板，錳13耐磨鋼板,熱軋圓鋼；所采用的鋼板有以下幾種分類：圓鋼，圓棒，冷軋卷板，鋼卷，板子，四切板，兩切兩毛板，無縫管，鋼管，毛料，鋼料，毛坯，元鋼，鑄鋼，超厚鋼板，中厚板，薄鋼板，寬板，窄板，

24、長板，進口鋼板，光亮板，原鋼，鍛材，鍛鋼，大直徑圓鋼新產(chǎn)推土機2.3.2防腐措施的種類；（一）改善金屬的本質 根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐腐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強防腐蝕能力。 （二）形成保護層 在金屬表面覆蓋各種保護層，把被保護金屬與腐蝕性介質隔開，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大類。它們是用化學方法、物理方法和電化學方法實現(xiàn)的。(1)金屬的磷化處理 鋼鐵制品去油、除銹后，放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡，即可在金屬表面

25、形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜，這種過程叫做磷化處理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般為5-20m，在大氣中有較好的耐腐蝕性。膜是微孔結構，對油漆等的吸附能力強，如用作油漆底層，耐腐蝕性可進一步提高。(2)金屬的氧化處理 將鋼鐵制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加熱處理，其表面即可形成一層厚度約為0.5-1.5m的藍色氧化膜(主要成分為Fe3O4)，以達到鋼鐵防腐蝕的目的，此過程稱為發(fā)藍處理，簡稱發(fā)藍。這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性，不影響零件的精度，故精密儀器和光學儀器的部件，彈簧鋼、薄鋼片、細鋼絲等常用發(fā)藍處理。 (3) 非金屬涂層 用非金屬

26、物質如油漆、塑料、搪瓷、礦物性油脂等涂覆在金屬表面上形成保護層，稱為非金屬涂層，也可達到防腐蝕的目的。例如，船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆，槍炮、機器常涂礦物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)噴涂金屬表面，比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致密光潔、色澤艷麗，兼具防腐蝕與裝飾的雙重功能。(4)金屬保護層 它是以一種金屬鍍在被保護的另一種金屬制品表面上所形成的保護鍍層。前一金屬常稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成，除電鍍、化學鍍外，還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。目前，隨著科學的進步和發(fā)展，新的技術不斷涌現(xiàn)，例如，熱噴涂防腐技術的發(fā)展和應用更加豐富了防腐的方法。

27、(三)緩蝕劑法 緩蝕劑法是一種常用的防腐蝕措施,在腐蝕環(huán)境中加入少量緩蝕劑就能和金屬表面發(fā)生物理化學作用,從而顯著降低金屬材料的腐蝕。由于緩蝕劑在使用過程中無須專門設備,無須改變金屬構件的性質,因而具有經(jīng)濟、適應性強等優(yōu)點,廣泛應用于酸洗冷卻水系統(tǒng)、油田注水、金屬制品的儲運等工業(yè)過程中。 緩蝕劑分為無機鹽(如硅酸鹽、正磷酸鹽、亞硝酸鹽、鉻酸鹽等)和有機物(一般是含N、S、O的化合物如胺類、吡啶類、硫脲類、甲醛、丙炔醇等)。緩蝕劑的作用是通過吸附與腐蝕產(chǎn)物生成沉淀而覆蓋在金屬電極表面形成保護膜,從而減緩電極過程的速度,達到緩蝕的目的。緩蝕劑也可分為陽極緩蝕劑和陰極緩蝕劑。陽極

28、緩蝕劑是直接阻止陽極表面的金屬進入溶液,或在金屬表面上形成保護膜,使陽極免于腐蝕。如果加入緩蝕劑的量不足,陽極表面覆蓋不完全,則導致陽極的電流密度增大而使腐蝕加快,故有時也將陽極緩蝕劑稱為危險性緩蝕劑。陰極緩蝕劑主要抑制陰極過程的進行,增大陰極極化,有時也可在陰極上形成保護膜。陰極緩蝕劑則不具有“危險性”。隨著社會進步和人類環(huán)保意識的增強,緩蝕劑的開發(fā)和運用越來越重視環(huán)境保護的要求。綠色化學及其技術將廣泛應用于腐蝕防護領域。CIBA公司已開發(fā)出兩種低毒有機涂層緩蝕劑Irgcor252和Irzcor53。(四)改善腐蝕環(huán)境 改善環(huán)境對減少和防止腐蝕有重要意義。例如，減少腐蝕介質的濃度，

29、除去介質中的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質中添加能降低腐蝕速率的物質(稱緩蝕劑)來減少和防止金屬腐蝕。世界各國腐蝕與防護專家普遍認為:如能應用近代腐蝕科學知識和防腐蝕技術,腐蝕的經(jīng)濟損失可以降低25% 30%。我國腐蝕損失比例較高的主要原因是相當多數(shù)的建設部門和企業(yè)領導對腐蝕的嚴重性與危害性缺乏足夠的認識,不了解防護投入和企業(yè)經(jīng)濟效益提高的關系,認為“材料腐蝕不可避免,損壞就修,報廢就換”,因此在基建投資和維修保養(yǎng)上投入經(jīng)費不足。此外,從事設計、制造、施工和管理的工程技術人員通常缺乏腐蝕與防護知識,這也是直接影響防腐蝕新技術的推廣應用的重要原因。2.3.

30、3目前該行業(yè)腐蝕的嚴重程度及防腐受重視程度；（一）銹蝕緣由分析 1、銹蝕現(xiàn)象 推土機到達國外后，并不是整體銹蝕，只是部分發(fā)生銹蝕，而且銹蝕的水平不盡不異，螺栓螺母、隱藏不易噴漆處和焊縫是比力典型的幾個銹蝕部位。 2、銹蝕緣由 由于推土機體積龐大，一般都是露天寄存，運輸主如果裸裝，蒙受風吹、日曬、雨淋，經(jīng)厲晝夜更替，與大氣間接打仗，概況灰塵雜質嚴重。概況能夠堆積大量粉塵，與雨水夾雜后會構成具有一定腐蝕性的介質。由于概況涂層的微觀缺點和零件基體概況的不均勻性，腐蝕介質或水透過概況漆膜進入鋼材零件基體概況，就會構成原電池，發(fā)生電學反應，工件概況金屬發(fā)生氧化，使金屬銹蝕。2.3.4防腐措施效果如何；（

31、1）改良零部件運輸及裝配條件 為了避免工件在工序間銹蝕以獲得較好的表面質量，常常會停止需要的概況處置，包括電鍍和涂漆，可是在運輸和裝配進程中假如出現(xiàn)磨擦、碰撞，這些鍍層或涂層就會部分遭到破壞，這些部分的破壞點極有能夠成為此后發(fā)生銹蝕的部位。對于經(jīng)過電鍍或涂漆的零部件在運輸進程中應避免工件之間或工件與運輸用具之間的相互碰撞。在裝配進程中應留意輕拿輕放，避免在吊裝進程中與別的工件發(fā)生磕碰，形成鍍膜或漆膜的部分破壞。 （2）增強電鍍件質量控制 鍍件除有特別要求外，其多少外形不應有銳棱、尖角、凸緣，并應去毛刺倒角或倒圓角；電鍍零件一般都要經(jīng)過機加工或冷拉加工，其概況光亮度不應低于Ra63；一切鍍件概況

32、應平整，不應有嚴重銹蝕及縮松現(xiàn)象；鑄件砂眼應鑲補無缺，機加工刀痕應拋磨光亮；電鍍前應停止嚴酷清洗，去除概況油污,保證鍍層與鍍件基件金屬的結合力；電鍍層表面應光滑細致、色澤均勻，厚度滿足要求，不允許有毛刺、斑點、起皮、夾雜、結瘤、氣泡和明顯的針孔及其他影響鍍層外觀和性能的缺陷。2.3.5在腐蝕與防護方面還存在哪些問題； （1）螺栓螺母。經(jīng)過電鍍處置的螺栓螺母銹蝕相對較輕，而采用發(fā)黑處置的螺栓銹蝕嚴重。電鍍和發(fā)黑都是毗連件常用的概況處置方式，可是防銹的才能分歧，利用處所也紛歧樣。像推土機這類田野作業(yè)裝備，采用發(fā)黑處置的螺栓作為終極裝配的毗連件，必定會發(fā)生銹蝕，況且還要履歷漂洋過海。 電鍍層對鋼鐵概

33、況具有杰出的防護性，但與鍍層質量有關。假如鋼鐵概況鍍前處置欠好、鍍層厚度達不到要求，其防護才能就會打折扣。別的，鍍層假如部分遭到破壞，陰極性鍍層不但起不到防銹感化，還會加速鋼鐵基體的銹蝕。鍍層易在利用進程中遭到破壞，如緊固時套筒較松，將螺栓頭棱邊鍍層磨掉。    、 （2）隱藏部位。工程機械在整車裝配之前，零部件只停止底漆噴涂，作為工序問的防銹和整車面漆的底涂層，在裝配后對整車停止面漆噴涂，以滿足出廠的表面質量要求。 零部件底漆質量的缺點，太長的庫存時候以及在運輸、裝配進程的磕碰，都能夠形成部分銹蝕。整機涂裝不可是噴涂面漆，還要對底漆缺點和磕碰劃傷部位停止底漆補涂，可是工件

34、一旦裝配，必定會出現(xiàn)一些隱藏部位或陰面，不但底漆沒法找補，就連面漆也難以噴涂，使這些部位袒露，與空氣間接打仗，輕易發(fā)生銹蝕。 （3）焊縫部位。 形成焊縫銹蝕的緣由來自多方面，首先是焊縫質量欠好，飛濺、焊渣較多，而且未停止打磨清算；其次是噴漆前未對焊縫停止需要處置，概況粗糙，涂料不能很好流平成膜；再次是焊縫處自己不易噴涂，輕易形成虛噴或干噴現(xiàn)象。2.3.6該行業(yè)一個或幾個調(diào)研實例的詳細介紹、分析和討論；我國推土機出口到岸后已經(jīng)被采購方判定為二手產(chǎn)物，緣由就是概況質量和防護不外關，致使運輸進程中嚴重銹蝕。近年來國內(nèi)工程機械在進步產(chǎn)物內(nèi)在性能質量的同時，加大了對整機涂裝及表面質量、運輸防護等方面的投

35、入，使得國產(chǎn)工程機械在國內(nèi)暢銷的同時，不竭擴大出口量，其中山推出口的推土機占到了總銷售量的近一半。經(jīng)過裝備、工藝等革新和改良，表面質量已經(jīng)成為“山推牌”推土機“走進來”的有益條件之一。 出口推土機整車的運輸特點 一般來說，國內(nèi)推土機在一般情況下整機入庫后兩三個月可到用戶手里，庫存時候一般在13個月，而且能夠是露天寄存。除批量運輸采用鐵路運輸外，一般以公路運輸為主，運輸進程中一般不加防護，即裸裝運輸。國內(nèi)運輸時候較短，最長不會跨越一周。 出口推土機運輸時候長，并需采用多種運輸方式，履歷的線路長，自然條件變化大。 出口推土機廠內(nèi)庫存時候和國內(nèi)的差不多，約13個月，但偶然由于交貨期不定，庫存能夠跨越

36、半年。我公司出口的推土機首要從天津港和上海裝船，從公司到口岸需要12天，在口岸逗留短則三五天，長則十天半月。海運到非洲需要一個月左右，到東南亞也需十來天。由于推土機屬于大型裝備，一般要停止專門驗收，所以一般要求供方負責運輸?shù)叫璺娇诎丁?可以看出，出口推土機具有以下特點： （1）運輸周期長。最短也得10天左右，長則一個多月。假如發(fā)買賣外遲誤，時候會更長。 （2）履歷天氣情況復雜。白天溫差大，跨越緯度范圍大，履歷分歧天氣帶。 （3）需要更換運輸工具，而且更換時需要推土機下地行走。 （4）由于體積龐大，一般采用裸裝運輸。對新興移山重工調(diào)研情況，推土機的推土鏟刀及推土機機身是最容易腐蝕的地方，據(jù)調(diào)查最

37、長用的防腐蝕辦法是涂防腐蝕涂料。但是，由于鏟刀在工作時經(jīng)常與石塊碰撞，使涂料很容易從鏟刀上剝落，從而加速鏟刀的腐蝕。據(jù)統(tǒng)計該公司每年因設備腐蝕造成的經(jīng)濟損失高達1250萬元。2.4挖掘機行業(yè)腐蝕情況2.4.1挖掘機斗齒失效原因分析編輯挖掘機斗齒在使用過程中由于嚴重磨損而早期失效，針對該批斗齒，分析了斗齒表面的失效形式和失效原因，并提出了改進措施。挖掘機斗齒可分為巖石齒（用于鐵礦、石礦等），土方齒（用于挖掘泥土、沙石等），錐形齒（用于煤礦）。根據(jù)斗齒齒座來分：挖掘機斗齒可分為豎銷斗齒（日立挖掘機為主），橫銷斗齒（小松挖掘機、卡特挖掘機、大宇挖掘機、神鋼挖掘機等），旋挖斗齒（V系列斗齒）。失效性狀

38、失效形式斗齒在不同的工作條件下服役受到不同程度的磨損和沖擊而發(fā)生不同程度、不同形式的失效。該斗齒在正常工作條件下僅使用3天（大約36h左右）便失效，無論從經(jīng)濟角度還是從使用角度，都不合乎要求。從該批失效件的宏觀照片可見，斗齒前工作表面有較明顯的犁溝狀劃痕，尖部有少量的塑性變形，沒有裂紋，前工作面（與地面接觸的面）最薄，約4mm，后工作面約為8mm。2.4.2失效分析： 分析與討論（1）受力分析斗齒工作面與被挖掘物相接觸，在一個完整的挖掘過程中不同的工作階段其受力情況不同。齒尖部位首先接觸物料表面時，由于速度較快，斗齒尖部分受到較強烈的沖擊。若斗齒的屈服強度低，將會在尖部產(chǎn)生塑性變形。隨著挖掘深

39、度的加大，斗齒受力情況會有所改變。當斗齒切割物料時，斗齒與物料發(fā)生相對運動，在表面產(chǎn)生很大的正擠壓力，從而在斗齒工作面和物料之間產(chǎn)生較大的摩擦力。如果物料為較硬的巖石塊、混凝土等，摩擦力將是很大的。這個過程反復作用的結果在斗齒工作面產(chǎn)生不同程度的表面磨損，進而產(chǎn)生深度較大的犁溝。斗齒成分好不好影響到斗齒的使用壽命的長短，選斗齒當然更加慎重糊涂蟲賣斗齒他的斗齒我也用過，效果就不錯！前工作面的正壓力明顯大于后工作面，前工作面磨損嚴重，可以判斷出正壓力和摩擦力是斗齒失效的主要外部力學因素，在失效產(chǎn)生的過程中起主要作用。（2）工藝分析分別從前、后工作面各取兩個試樣，磨平進行硬度測試。發(fā)現(xiàn)同一塊試樣上硬

40、度差別很大，初步判斷是材質不均勻。將試樣進行磨制、拋光、腐蝕，發(fā)現(xiàn)每件試樣上都存在明顯界線，只是界線部位不同。從宏觀看，周圍呈淺灰色，中間部分顏色較暗，說明該件很可能是鑲鑄件，從表面上看，被包圍起來的部分也應該是鑲塊。在HRS-150數(shù)顯洛氏硬度計和MHV-2000數(shù)顯顯微硬度計上對界線兩側分別進行硬度測試，發(fā)現(xiàn)差別明顯）。通過以上分析證實該斗齒是鑲塊結構。其中封閉部分是鑲塊，周圍部分是基體。二者的成分接近，以Cr、Mn、Si等元素進行合金化，其主要合金成分（質量分數(shù)，%）為0.38C、0.91Cr、0.83Mn、0.92Si。金屬材料的力學性能取決于材料的成分及熱處理工藝。成分相近而硬度存在

41、差異，說明斗齒在鑄造后沒有經(jīng)過熱處理即投入使用。后面的組織觀察也證明了這一點。（3）組織分析金相觀察表明，基體主要是黑色細片狀組織，鑲塊組織由白色塊狀和黑色細片兩部分組成，且遠離截面區(qū)域白色塊狀組織較多（，進一步的顯微硬度試驗證明，白色塊狀組織為鐵素體，黑色細片狀組織為屈氏體或屈氏體和珠光體的混合組織。鑲塊中大塊鐵素體的形成與焊接熱影響區(qū)中部分相變區(qū)的形成類似。受鑄造過程中金屬液熱作用，該區(qū)域處于奧氏體和鐵素體兩相區(qū)，在該區(qū)域鐵素體充分長大，其組織形態(tài)保持到室溫。由于斗齒壁比較薄，且鑲塊體積較大，鑲塊中心部分溫度低，沒有形成大塊鐵素體。（4）性能分析通過在MLD-10磨損試驗機上的磨損試驗表明

42、，基體和鑲塊在小沖擊磨粒磨損試驗條件下的耐磨性均比淬火45鋼好。同時基體和鑲塊的耐磨性存在差異，基體比鑲塊耐磨基體和鑲塊兩側的成分接近，可見斗齒中鑲塊主要是起到冷鐵的作用。在鑄造過程中細化基體晶粒，提高其強度和耐磨性。由于鑲塊受鑄造熱的影響產(chǎn)生類似焊接熱影響區(qū)的組織，沒有起到增強耐磨性的作用。若在鑄造后進行適當?shù)臒崽幚硪愿纳苹w及鑲塊的組織，將明顯提高斗齒的耐磨性和使用壽命。2.4.3市場防止失效：針對上述問題，需要在斗齒結構方面做出改進。（1）在齒座與齒套間加硅油橡膠減振墊套彌合 間隙，一方面可以大大減小沖擊力對液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)的影響，另一方面也可以有效阻止齒座與齒套之間因相互作用產(chǎn)生的粘

43、著氧化、生銹，同時可以減小沖擊給操作帶來的不舒適感。 （2）改進后的結構可以防止齒銷脫落，具有防脫自鎖功能：卡簧改成壓縮彈簧，彈性較好且有較大的彈性變形量，不會因為側向反復的微量擠壓變形導致彈簧失效，而且能夠滿足拆卸方便的需要，維修保養(yǎng)性能優(yōu)異，給用戶帶來方便快捷。 說明：在裝斗齒時，先將壓縮彈簧裝入齒座銷孔，再將套有銷套的齒銷裝入齒座銷孔，兩端同時壓縮壓縮彈簧，直至可裝入齒套。裝入齒套后，壓縮彈簧將銷軸從齒套銷孔中頂出，壓縮彈簧保持一定的預緊力，保證齒銷在受到側向擠壓力時不會使齒套從齒座上脫落。因為銷套被齒套鎖住，銷套頂住齒銷，保證了齒銷不會從銷孔中脫落，從而實現(xiàn)了防脫自鎖功能。拆卸時，只需

44、用力從兩端齒銷的頂銷孔壓縮壓縮彈簧，當壓縮量足夠時，齒套可從齒 銷上脫出，完成拆卸作業(yè)。 綜上所述，改進后的斗齒結構消除了現(xiàn)有斗齒 結構的一些不足，結構簡單，易于加工制造；在緊急施工，遇齒銷脫落或斗齒磨損需更換斗齒時，可為用戶節(jié)約寶貴的施工時間；在挖掘硬性物料時，硅油橡膠減振墊可直接起到減振作用，減小沖擊對液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)乃至整機結構的沖擊作用，起到有效保護作用，延長挖掘機的使用壽命。改進后的斗齒結構有較高的實用價值，是一種值得推廣的新型挖掘機斗齒結構。2.4.4實例分析：一：受力分析斗齒工作面與被挖掘物相接觸，在一個完整的挖掘過程中不同的工作階段其受力情況不同。齒尖部位首先接觸物料表面時，

45、由于速度較快，斗齒尖部分受到較強烈的沖擊。若斗齒的屈服強度低，將會在尖部產(chǎn)生塑性變形。隨著挖掘深度的加大，斗齒受力情況會有所改變。當斗齒切割物料時，斗齒與物料發(fā)生相對運動，在表面產(chǎn)生很大的正擠壓力，從而在斗齒工作面和物料之間產(chǎn)生較大的摩擦力。如果物料為較硬的巖石塊、混凝土等，摩擦力將是很大的。這個過程反復作用的結果在斗齒工作面產(chǎn)生不同程度的表面磨損，進而產(chǎn)生深度較大的犁溝。斗齒成分好不好影響到斗齒的使用壽命的長短，選斗齒當然更加慎重二：工藝分析分別從前、后工作面各取兩個試樣，磨平進行硬度測試。發(fā)現(xiàn)同一塊試樣上硬度差別很大，初步判斷是材質不均勻。將試樣進行磨制、拋光、腐蝕，發(fā)現(xiàn)每件試樣上都存在明

46、顯界線，只是界線部位不同。從宏觀看，周圍呈淺灰色，中間部分顏色較暗，說明該件很可能是鑲鑄件，從表面上看，被包圍起來的部分也應該是鑲塊。在HRS-150數(shù)顯洛氏硬度計和MHV-2000數(shù)顯顯微硬度計上對界線兩側分別進行硬度測試，發(fā)現(xiàn)差別明顯。通過以上分析證實該斗齒是鑲塊結構。其中封閉部分是鑲塊，周圍部分是基體。二者的成分接近，以Cr、Mn、Si等元素進行合金化，其主要合金成分（質量分數(shù)，%）為0.38C、0.91Cr、0.83Mn、0.92Si。金屬材料的力學性能取決于材料的成分及熱處理工藝。成分相近而硬度存在差異，說明斗齒在鑄造后沒有經(jīng)過熱處理即投入使用。后面的組織觀察也證明了這一點。三：組織

47、分析金相觀察表明，基體主要是黑色細片狀組織，鑲塊組織由白色塊狀和黑色細片兩部分組成，且遠離截面區(qū)域白色塊狀組織較多，進一步的顯微硬度試驗證明，白色塊狀組織為鐵素體，黑色細片狀組織為屈氏體或屈氏體和珠光體的混合組織。鑲塊中大塊鐵素體的形成與焊接熱影響區(qū)中部分相變區(qū)的形成類似。受鑄造過程中金屬液熱作用，該區(qū)域處于奧氏體和鐵素體兩相區(qū)，在該區(qū)域鐵素體充分長大，其組織形態(tài)保持到室溫。由于斗齒壁比較薄，且鑲塊體積較大，鑲塊中心部分溫度低，沒有形成大塊鐵素體。四：性能分析通過在MLD-10磨損試驗機上的磨損試驗表明，基體和鑲塊在小沖擊磨粒磨損試驗條件下的耐磨性均比淬火45鋼好。同時基體和鑲塊的耐磨性存在差異，基體比鑲塊耐磨?；w和鑲塊兩側的