فرآیند الکتروشیمیایی زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه در شرایط اقلیمی مرطوب

زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه در محیط های مرطوب یکی از چالش های بزرگ در صنایع سنگین است که با وجود لایه محافظ روی رخ می دهد و می تواند ایمنی عملیات جابه جایی را به شدت به خطر بیندازد. پوشش گالوانیزه به عنوان یک سد فدا شونده عمل می کند تا هسته فولادی را از اکسیداسیون حفظ کند اما حضور مستمر رطوبت اشباع شده به همراه ترکیبات خورنده می تواند این مکانیزم دفاعی را مختل سازد. در این بخش به بررسی دقیق فرآیند های شیمیایی می پردازیم که منجر به تخریب این لایه محافظتی و در نهایت پوسیدگی مغزی طناب های فولادی می شوند. با ما همراه باشید.

·        مکانیزم خوردگی پوشش روی و از دست رفتن خاصیت فدا شونده

پوشش روی بر روی سیم بکسل بر اساس پتانسیل الکتروشیمیایی خود وظیفه دارد تا در مجاورت هوا و رطوبت دچار خوردگی شود و مانع از زنگ زدن فولاد زیرین گردد. در شرایط ایده آل این فرآیند بسیار کند پیش می رود زیرا روی با دی اکسید کربن هوا واکنش داده و یک لایه پایدار از کربنات روی ایجاد می کند که خود مانعی در برابر نفوذ بیشتر رطوبت است. اما زمانی که رطوبت محیط به صورت مداوم بالا باشد و آب روی سطح طناب فولادی تجمیع شود لایه کربنات روی شکل نمی گیرد و به جای آن هیدروکسید روی ناپایدار ایجاد می شود که به راحتی از سطح جدا می گردد.

با شسته شدن مداوم این لایه ناپایدار ضخامت روی به سرعت کاهش می یابد و پس از مدتی لایه فدا شونده به طور کامل در نقاط حساس از بین می رود. در این حالت فولاد بدون محافظ در معرض مستقیم اکسیژن و آب قرار می گیرد و فرآیند زنگ زدن با سرعت بالایی آغاز می شود. استفاده از محصولات باکیفیت که فرآیند گالوانیزاسیون آن ها طبق استاندارد های دقیق متالورژی انجام شده باشد می تواند این عمر مفید را افزایش دهد.

·        تاثیر رطوبت نسبی بالا و کلراید ها بر تسریع اکسیداسیون فولاد

رطوبت نسبی بالای محیط به تنهایی عامل مهمی در تسریع اکسیداسیون است اما زمانی که این رطوبت با یون های کلراید موجود در مناطق ساحلی و دریایی ترکیب شود یک الکترولیت بسیار قوی ایجاد می کند. این الکترولیت هدایت الکتریکی بالایی دارد و جریان های گالوانیکی بین لایه روی و هسته فولادی را به شدت تقویت می کند که نتیجه آن تخریب سریع تر پوشش سطحی است. کلرایدها به راحتی به درون منافذ ریز پوشش گالوانیزه نفوذ می کنند و با ایجاد پیوند های شیمیایی ناپایدار روند اکسیداسیون آهن را سرعت می بخشند.

در مناطقی که رطوبت با آلودگی های صنعتی مانند دی اکسید گوگرد همراه است اسیدیته باران ها و شبنم های ایجاد شده بر روی تجهیزات افزایش می یابد که این امر نیز انحلال لایه روی را دوچندان می کند. پدیده زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه دقیقاً از همین نقاط ضعف موضعی آغاز می شود و به سرعت به لایه های داخلی و هسته مرکزی نفوذ می کند.

·        عوامل محیطی و ساختاری موثر بر زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه

تخریب طناب های فولادی گالوانیزه تنها به دلیل شرایط اقلیمی نیست بلکه فاکتور های ساختاری و نحوه به کارگیری آن ها در محیط های کاری نیز نقش تعیین کننده ای در این فرآیند دارند. بررسی ریشه ای این عوامل به مهندسان کمک می کند تا زمان دقیق تعویض یا سرویس این تجهیزات را به درستی پیش بینی کنند.

نقص در فرآیند گالوانیزاسیون و ضخامت غیراستاندارد لایه روی

کیفیت اولیه فرآیند گالوانیزه کردن طناب های فولادی تاثیر مستقیمی بر مقاومت آن ها در برابر زنگ زدگی دارد. در صورتی که عملیات غوطه وری گرم یا الکتروگالوانیزه با استاندارد های دقیق متالورژی انجام نشود ضخامت لایه روی در تمام طول طناب یکنواخت نخواهد بود. وجود پیوندهای ضعیف بین روی و فولاد در مرحله تولید می تواند باعث پوسته پوسته شدن لایه محافظ در هنگام خم و راست شدن طناب شود.

• عدم شستشوی اسیدی مناسب مفتول ها قبل از عملیات گالوانیزاسیون که باعث باقی ماندن آلودگی ها زیر لایه روی می شود.
• ضخامت کم لایه روی در روش های نامرغوب که توانایی مقابله طولانی مدت با رطوبت های مداوم را ندارد.
• ناخالصی در شمش روی مورد استفاده که سرعت خوردگی خود لایه محافظ را به شدت افزایش می دهد.

تنش های مکانیکی، سایش و ایجاد ریزترک ها در ساختار ادوات لیفت

هنگامی که طناب های فولادی در سیستم های بالابر و ماشین آلات سنگین مورد استفاده قرار می گیرند تحت تاثیر تنش های کششی و خمشی مداوم قرار دارند. این تنش های مکانیکی به ویژه در هنگام عبور از روی قرقره ها و درام ها باعث ایجاد سایش سطحی عمیق می شوند که لایه گالوانیزه را می تراشد. ایجاد ریزترک ها در اثر خستگی مفرط فولاد راه را برای نفوذ رطوبت به عمق طناب هموار می سازد و فرآیند زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه را به درون مغزی هدایت می کند.

در عملکرد مداوم ادوات لیفت اگر هماهنگی سایزی بین طناب و شیار قرقره وجود نداشته باشد سایش جانبی شدیدی رخ می دهد که در زمان کوتاهی لایه محافظ روی را به کلی نابود می کند. این تخریب مکانیکی نقطه آغازین تشکیل سلول های خوردگی موضعی است که به سرعت در کل ساختار طناب منتشر می شود.

راهکار های مهندسی و پیشگیرانه برای جلوگیری از خوردگی تجهیزات متصل به سیم بکسل

برای مقابله با پدیده زنگ زدگی در محیط های مرطوب نیازمند یک رویکرد جامع مدیریتی و نگهداری هستیم که شامل انتخاب مواد مناسب و سرویس های دوره ای منظم می شود.

·        نقش روانکاری تخصصی و استفاده از مغزی های آغشته به روغن ضد زنگ

روانکاری دوره ای با روغن ها و گریس های پایه ساختاری مخصوص یکی از موثرترین روش ها برای جلوگیری از نفوذ آب به فضا های میکروسکوپی بین مفتول ها است. این روانکارها علاوه بر کاهش اصطکاک مابین استرند ها به عنوان یک لایه آب گریز عمل می کنند که مانع از تماس مستقیم الکترولیت با لایه گالوانیزه و فولاد می شود. در زمان تولید طناب هایی با مغزی کنفی یا فولادی آغشته سازی کامل مغزی به این مواد محافظ اهمیت بالایی دارد زیرا مغزی به عنوان مخزن ذخیره روغن عمل می کند و در طول زمان آن را به لایه های بیرونی تزریق می نماید.

بسیاری از تکنسین ها به اشتباه تصور می کنند که چون طناب گالوانیزه است نیازی به روغن کاری مداوم ندارد در حالی که رطوبت بالا می تواند به سرعت از منافذ عبور کند و روغن کاری تنها راه تضمین عدم شکل گیری پیوند های اکسیدی در لایه های داخلی است.

·        اهمیت انتخاب زنجیر و اتصالات استاندارد در هماهنگی با سیستم بکسل

در سیستم های باربرداری طناب های فولادی به تنهایی کار نمی کنند بلکه به انواع شگل ها، قلاب ها و سوکت ها متصل می شوند که کل این مجموعه را شکل می دهند. عدم تطابق متالورژیکی بین طناب گالوانیزه و زنجیر و اتصالات می تواند پدیده خوردگی گالوانیک را به شدت تشدید کند. اگر اتصالات از موادی با پتانسیل الکتریکی بسیار متفاوت ساخته شده باشند در حضور رطوبت یکی از قطعات به سرعت قربانی قطعه دیگر می شود و لایه روی طناب فولادی با سرعتی باورنکردنی نابود خواهد شد.

استفاده از اتصالات گالوانیزه مرغوب یا فولادهای ضد زنگ گرید بالا که با ساختار طناب همخوانی داشته باشند ایمنی کل سیستم را تضمین می کند. بررسی های دوره ای نشان می دهد که بیشترین میزان زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه در محل های اتصال و نقاط سکون رخ می دهد که آب در آن جا تجمع می یابد. برای تهیه این قطعات باکیفیت و مهندسی شده می توان از خدمات تخصصی مجموعه بکسل کو بهره گرفت تا تطابق کامل قطعات تضمین شود.

مقایسه کاربردی مقاومت محیطی انواع طناب های فولادی در شرایط سخت

برای انتخاب صحیح تجهیزات در محیط های با رطوبت بالا شناخت دقیق تفاوت های ساختاری و رفتاری انواع طناب های فولادی الزامی است. جدول زیر مقایسه ای جامع میان نمونه های مختلف را نشان می دهد:

 پیشنهاد مطالعه: تفاوت سیم بکسل گالوانیزه سرد و گرم 

نتیجه گیری و جمع بندی نهایی

پدیده زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه در محیط های مرطوب نشان می دهد که حتی مقاوم ترین پوشش های حفاظتی نیز بدون نگهداری اصولی و درک مکانیزم های خوردگی دچار تخریب می شوند. ترکیب عوامل مکانیکی مانند سایش و تنش با فاکتور های شیمیایی نظیر رطوبت بالا و یون های کلراید سرعت فرسودگی این تجهیزات را چند برابر می کند. با اجرای برنامه های دقیق روانکاری تخصصی، استفاده از قطعات همگن در سیستم های بالابری و بازرسی های مداوم می توان عمر مفید طناب های فولادی را به حداکثر رساند و از بروز حوادث ناگوار و خسارات مالی فراوان در صنایع مختلف جلوگیری نمود.

سوالات پر تکرار

چرا با وجود لایه گالوانیزه باز هم شاهد زنگ زدگی سیم بکسل هستیم؟

لایه روی یک محافظ همیشگی نیست بلکه خاصیت فدا شونده دارد و به مرور زمان در اثر واکنش های شیمیایی با رطوبت و اکسیژن تحلیل می رود. در محیط های بسیار مرطوب و اسیدی سرعت این تحلیل رفتن افزایش یافته و پس از نابودی روی فولاد زیرین زنگ می زند.

نشانه های اولیه زنگ زدن سیم بکسل گالوانیزه چیست؟

شکل گیری پودر سفید رنگ بر روی سطح طناب که نشان دهنده هیدروکسید روی است اولین نشانه شروع تخریب لایه گالوانیزه است. پس از آن تغییر رنگ سطح به قهوه ای یا سرخ نمایانگر اکسیداسیون مغزی فولادی طناب می باشد.

آیا روغن کاری طناب های گالوانیزه الزامی است؟

بله روغن کاری منظم با روانکار های مخصوص ضد آب یک ضرورت اساسی است تا لایه ای محافظ بر روی روی ایجاد کرده و مانع از نفوذ آب به فضاهای داخلی و بروز خوردگی مابین رشته ها شود.

خوردگی مغزی طناب فولادی چه خطراتی به همراه دارد؟

خوردگی در لایه های داخلی و مغزی طناب می تواند بدون تغییر ظاهری عمده در سطح بیرونی رخ دهد و باعث کاهش ناگهانی توان باربری و پارگی غیرمنتظره طناب در حین عملیات شود.