Cât de rezistent la substanțe chimice este un arbore liniar? Ghid de materiale și coroziune

Un arbore liniar nu are un singur rating universal de „rezistență chimică”. Rezistența sa reală la coroziune depinde dematerialul arborelui, tratarea suprafeței, tipul chimic, concentrația, temperatura, timpul de expunere și condițiile de întreținere.

De exemplu, un arbore standard din oțel călit poate funcționa fiabil ani de zile într-o mașină de automatizare uscată, dar ruginește rapid atunci când este expus în mod continuu la apă sau la o soluție de curățare agresivă. Un arbore din oțel inoxidabil oferă în general o rezistență mai bună la coroziune, dar nici măcar oțelul inoxidabil nu este rezistent la orice acid, alcali, clorură sau substanță chimică industrială.

Prin urmare, rezistența chimică ar trebui evaluată în funcție de mediul real de lucru, mai degrabă decât de simpla selectare a arborelui cu cea mai dura sau mai strălucitoare suprafață.

Ce determină rezistența chimică a unui arbore liniar?

Materialul este important, dar este doar o parte a problemei.

Când evaluează un arbore liniar expus la substanțe chimice, inginerii ar trebui să verifice:

• Tipul chimic:apă, lichid de răcire, detergent, soluție de sare, acid, alcali, solvent sau alt produs chimic de proces;
• Concentraţie:o soluție de curățare diluată se poate comporta foarte diferit de o substanță chimică concentrată;
• Temperatură:coroziunea poate crește semnificativ pe măsură ce temperatura crește;
• Timp de expunere:stropirea ocazională este diferită de imersarea continuă;
• Frecvența curățării:spălarea repetată poate elimina uleiul protector și lubrifiantul;
• Conținut de clorură:clorurile pot crea riscul de sâmburi și coroziune în crăpături chiar și pentru oțel inoxidabil;
• Stare suprafata:zgârieturile, placarea deteriorată și contaminarea pot reduce protecția;
• Geometria mașinii:Lichidul prins în jurul suporturilor sau carcaselor rulmenților poate crea o coroziune locală mai severă.

Cum se compară materialele comune ale arborelui liniar?

Arborii liniari DLY sunt disponibili în mai multe direcții de material și de tratare a suprafeței, inclusiv oțel lagăr GCr15 călit, oțel C45, oțel inoxidabil și arbori cromat.

Comportamentul lor la coroziune este diferit:

Acest tabel este doar o direcție generală de selecție. Nu trebuie utilizat ca certificat de compatibilitate chimică.

De exemplu, a spune că un arbore din oțel inoxidabil are o rezistență mai bună la coroziune decât un arbore standard din oțel carbon este rezonabil. A spune că este „rezistent la acizi și alcaline” fără a identifica condițiile chimice nu este.

Cât de rezistenți chimic sunt arborii liniari GCr15 și C45?

GCr15 și C45 sunt utilizate pe scară largă pentru arbori liniari industriali, deoarece pot oferi duritate adecvată, rezistență la uzură, prelucrabilitate și performanță a costurilor.

Cu toate acestea, niciun material nu trebuie selectat în primul rând pentru rezistența chimică.

Fără o protecție adecvată a suprafeței, umiditatea poate provoca oxidare și rugină. Expunerea la lichide corozive poate deteriora suprafața solului de precizie și mai repede.

Acest lucru contează deoarece coroziunea pe un arbore liniar nu este doar o problemă de aspect.

Când un rulment liniar cu bile se deplasează în mod repetat peste o zonă corodata:

• rugozitatea suprafeței crește;
• rezistența la rulare se poate modifica;
• pitting poate deteriora calea de contact a rulmentului;
• particulele de rugină pot pătrunde în rulment;
• zgomotul și vibrațiile pot crește;
• durata de viață a arborelui și lagărului poate scădea.

Prin urmare, arborii standard GCr15 sau C45 sunt în mod normal mai potriviti pentru mediile industriale controlate, cu excepția cazului în care este asigurată o protecție adecvată împotriva coroziunii.

Câtă protecție oferă placarea cromată?

Placarea cromată creează un strat de suprafață de protecție și poate îmbunătăți rezistența la coroziune în comparație cu un arbore din oțel carbon sau oțel pentru rulmenți netratat.

Este adesea util atunci când arborele funcționează în:

• ateliere umede;
• echipamente expuse ocazional la apă;
• mașini de ambalare;
• medii industriale ușor corozive;
• aplicații care necesită o durabilitate mai bună a suprafeței.

Cu toate acestea, cromarea nu trebuie tratată ca o barieră chimică universală.

Performanța sa depinde de factori precum:

• calitatea acoperirii;
• grosimea stratului de acoperire;
• pregătirea suprafeței;
• mediu chimic;
• uzura mecanica;
• dacă suprafața placată a fost zgâriată sau deteriorată.

Odată ce stratul de protecție este deteriorat și oțelul subiacent este expus, coroziunea localizată poate începe.

Acesta este motivul pentru care un arbore cromat poate fi o îmbunătățire bună pentrucondiții de umiditate și coroziune ușoară, dar nu trebuie specificat automat pentru acizi agresivi, soluții cu conținut ridicat de clorură sau medii severe de procesare chimică.

Pentru o comparație mai detaliată, veziArbore liniar cromat vs arbore liniar obișnuit.

Este oțelul inoxidabil rezistent la toate substanțele chimice?

Nu.

Oțelul inoxidabil oferă rezistență la coroziune deoarece cromul din aliaj ajută la formarea unei pelicule protectoare pasive subțiri pe suprafață. Dacă această peliculă rămâne stabilă, oțelul poate rezista la coroziune mult mai bine decât oțelul carbon obișnuit în multe medii.

Cu toate acestea, folia de protecție se poate rupe în anumite condiții.

Riscurile importante includ:

• apă care conține clorură;
• soluții de sare;
• acizi tari;
• substanțe chimice la temperatură înaltă;
• crăpături în care substanțele chimice devin concentrate;
• depuneri care împiedică suprafața să rămână curată;
• selectarea incorectă a calității oțelului inoxidabil.

Diferitele clase de oțel inoxidabil au, de asemenea, un comportament diferit la coroziune. Un material care funcționează bine în apă dulce poate să nu funcționeze la fel de bine în apa de mare, o soluție acidă sau un proces de curățare încălzit.

De ce sunt importante clorurile?

Clorurile merită o atenție deosebită deoarece pot provoca coroziunea localizată a oțelului inoxidabil.

În loc să creeze rugină uniformă pe întregul arbore, atacul clorurii poate produce mici gropi la suprafață. Pentru un arbore de rulment liniar, chiar și deteriorarea localizată a suprafeței poate conta, deoarece bilele rulmentului se deplasează în mod repetat pe aceeași cale de rulare.

Riscul depinde de mai multe condiții de lucru împreună:

• concentrația de clorură;
• calitate oțel inoxidabil;
• temperatură;
• pH;
• oxigen și agenți oxidanți;
• crăpături sau lichid prins;
• curățenia suprafeței.

Pentru echipamentele din apropierea apei de mare, spray cu sare, saramură, agenți de curățare care conțin clor sau medii similare, calitatea de oțel inoxidabil trebuie, prin urmare, confirmată special pentru aplicare.

Dar despre acizi și alcaline?

Nu este corect din punct de vedere tehnic să clasificăm un arbore liniar ca fiind „rezistent la acizi” sau „rezistent la alcali”.

Concentrația chimică și temperatura pot schimba complet rezultatul.

De exemplu, un material poate tolera o soluție diluată la temperatura camerei, dar poate experimenta coroziune mult mai rapidă atunci când aceeași substanță chimică este concentrată sau încălzită.

Când un arbore este expus la un lichid de proces acid sau alcalin, furnizați:

• denumire chimică;
• concentraţie;
• temperatura maxima;
• expunere continuă sau intermitentă;
• imersie, stropire sau expunere la vapori;
• metoda de curățare și clătire.

Datele de compatibilitate a materialelor sau testarea aplicației trebuie verificate atunci când mediul chimic este critic.

Pot fi utilizați arbori liniari în jurul lichidelor de răcire industriale?

Da, dar expunerea la lichidul de răcire ar trebui totuși evaluată.

Lichidanții de răcire pentru mașini-unelte pot conține apă, uleiuri și aditivi chimici. Efectul lor asupra unui arbore liniar depinde de formularea lichidului de răcire, concentrație, contaminare și întreținere.

Problemele potențiale includ:

• lichid de răcire pe bază de apă care provoacă coroziune după îndepărtarea uleiului de protecție;
• lichid de răcire care intră în rulmentul liniar;
• așchii sau particule abrazive lipite de suprafața umedă a arborelui;
• lubrifiantul fiind diluat sau spălat;
• coroziunea care începe sub depunerile care rămân pe arbore.

În mediile CNC și de prelucrare, capacele de protecție, garniturile, ștergătorul și lubrifierea obișnuită pot fi la fel de importante ca materialul arborelui în sine.

Dar agenții de curățare și dezinfectanții?

Echipamentele utilizate în procesarea alimentelor, ambalare, aplicații medicale sau de laborator pot fi curățate în mod repetat cu detergenți sau dezinfectanți.

Curățarea repetată creează un mediu diferit de o stropire accidentală ocazională.

Curățarea poate:

• îndepărtați uleiul de protecție;
• spălați grăsimea de la rulmenți liniari;
• lăsați reziduuri chimice în rosturi și adâncituri;
• crește coroziunea la suprafețele deteriorate;
• expuneți garniturile și componentele polimerice la substanțe chimice incompatibile.

Din acest motiv, întreaga procedură de curățare ar trebui să fie luată în considerare la selectarea arborelui, mai degrabă decât să se uite doar la concentrația chimică în timpul unui ciclu de curățare.

Rulmentul liniar poate eșua înaintea arborelui

Rezistența chimică trebuie evaluată pentru întregul sistem de mișcare liniară.

Un arbore din oțel inoxidabil poate rămâne curat vizual în timp ce o altă componentă a sistemului este deja atacată.

Sistemul complet poate include:

• bile de rulment liniar;
• manșon exterior al rulmentului;
• reținere a mingii;
• sigilii;
• lubrifiant;
• suporturi de arbore;
• elemente de fixare;
• carcase de rulmenți;
• plăci de montaj.

Solvenții organici, de exemplu, pot avea un efect imediat redus asupra arborelui metalic, dar pot încă deteriora anumite garnituri, elemente de reținere din plastic sau lubrifianți.

Prin urmare, selectarea unui arbore rezistent la coroziune ignorând rulmentul, etanșarea și lubrifiantul nu este o soluție completă.

Cum afectează coroziunea acuratețea mișcării liniare?

Coroziunea chimică nu trebuie să îndepărteze o cantitate mare de metal înainte de a începe să afecteze un sistem de rulmenți liniari.

Arborele este o suprafață de rulment de precizie. Punctele localizate sau rugozitatea pot interfera cu contactul lin al mingii.

Simptomele posibile includ:

• rezistență crescută la rulare;
• mișcare brută în anumite poziții;
• zgomot anormal al rulmentului;
• urme vizibile de rugină;
• garnituri deteriorate;
• uzura prematură a rulmenților;
• clearance-ul crescut după continuarea funcționării.

Prin urmare, controlul coroziunii face parte din menținerea performanței mișcării, nu doar menținerea aspectului arborelui.

Cum să alegeți un arbore liniar pentru un mediu chimic

Un proces practic de selecție este:

1. Identificați substanța chimică.Nu folosiți numai descrieri precum „lichid de curățare” sau „acid”.
2. Confirmați concentrarea.Asigurați concentrația normală și maximă.
3. Confirmați temperatura.Includeți atât temperaturile de funcționare, cât și cele de curățare.
4. Determinați tipul de expunere.Puțul este scufundat, stropit, expus la vapori sau pur și simplu este situat în apropiere?
5. Determinați frecvența expunerii.Expunerea continuă și contactul ocazional sunt condiții diferite de proiectare.
6. Selectați materialul arborelui.Comparați oțelul călit standard, oțelul cromat și oțelul inoxidabil.
7. Verificați rulmentul și garniturile.Ei trebuie să tolereze același mediu.
8. Verificați lubrifierea.Determinați dacă substanța chimică îndepărtează, diluează sau contaminează lubrifiantul.
9. Verificați scurgerea mașinii.Evitați locurile în care substanțele chimice rămân prinse în jurul arborelui sau al suportului.
10. Confirmați compatibilitatea.Pentru substanțele chimice agresive, obțineți informații despre compatibilitatea materialelor sau efectuați teste de aplicare înainte de selecția finală.

Selecția generală în funcție de mediul de lucru

Cum poate fi redusă coroziunea arborelui liniar?

Selectarea materialului este primul pas, dar proiectarea și întreținerea mașinii contează și ele.

Măsurile utile includ:

• menținerea arborelui curat și lubrifiat corespunzător;
• îndepărtarea reziduurilor chimice după expunere atunci când procesul permite;
• prevenirea apei sau substanțelor chimice să rămână prinse în jurul suporturilor arborelui;
• utilizarea huselor sau burdufurilor atunci când expunerea directă poate fi evitată;
• verificarea arborilor cromati pentru zgârieturi sau deteriorarea stratului;
• verificarea arborilor din oțel inoxidabil pentru sâmburi sau pătare;
• întreținerea etanșărilor și ștergătoarelor de rulmenți;
• folosind lubrifianți compatibili;
• înlocuirea componentelor deteriorate înainte ca coroziunea să se răspândească în zona de rulare a rulmentului.

În multe aplicații, izolarea sistemului de mișcare de mediul chimic este mai fiabilă decât a te baza în întregime pe materiale rezistente la coroziune.

Ce informații ar trebui să trimiteți la DLY?

Dacă un arbore liniar va funcționa în jurul substanțelor chimice, furnizați mai mult decât diametrul și lungimea arborelui.

Informațiile utile includ:

• diametrul arborelui;
• lungimea arborelui;
• cantitate;
• model de rulment liniar;
• denumire chimică;
• concentrația chimică;
• temperatura maxima de functionare;
• metoda de expunere: stropire, vapori, imersie sau spălare;
• frecvența expunerii;
• materialul de arbore necesar;
• tratamentul de suprafață necesar;
• conditii de lubrifiere;
• desenul mașinii sau fotografia de instalare;
• orice material necesar sau documentație de testare.

DLY poate ajuta apoi la compararea disponibilăarbore liniarmateriale și opțiuni de tratare a suprafeței în funcție de aplicație.

Concluzie

Rezistența chimică a unui arbore liniar nu poate fi descrisă printr-un număr sau numai prin numele materialului.

Arborii întăriți GCr15 și C45 oferă performanțe bune la uzură pentru sistemele industriale standard de mișcare liniară, dar necesită protecție în medii corozive. Cromarea poate îmbunătăți rezistența la umiditate și coroziune ușoară, dar o acoperire deteriorată poate expune oțelul de dedesubt. Oțelul inoxidabil oferă în general o rezistență mai bună la coroziune, dar performanța sa depinde în continuare de gradul specific și de mediul chimic.

Prin urmare, selecția corectă ar trebui să ia în considerare:

Pentru acizi agresivi, alcalii, soluții de clorură sau alte substanțe chimice severe, compatibilitatea materialului ar trebui să fie confirmată în mod specific, în loc să se bazeze pe o declarație generală precum „oțelul inoxidabil este rezistent la substanțe chimice”.

← Înapoi la DLY Blog