В кислоте, да не в обиде: защита металла от коррозии

На всех этапах лесозаготовительной, целлюлозно-бумажной, лесохимической и других отраслей лесопромышленного комплекса требуется транспортировка сырья. Данное звено может быть как сильной, так и слабой стороной производителя древесной продукции. В ходе эксплуатации техника, контактирующая с кислотной средой, подвергается большему износу вследствие химической реакции между агрессивной средой и поверхностью низколегированной стали.

Возникшая в результате химического воздействия оксидная плёнка на поверхности металла стирается значительно быстрее, чем при эксплуатации в нейтральной среде. Повышается риск появления точечной коррозии, и, как следствие, коррозионного растрескивания. Разбираемся, какие решения этой проблемы представлены на современном рынке.

Дьявол кроется в… коррозии

Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в порче металла как такового, а в огромной стоимости разрушаемых изделий. Исследованиями установлено, что поверхности деталей с коррозионными разрушениями изнашиваются в 1,5-2 раза быстрее, а их усталостная прочность снижается на 30-40%. Экономические потери от коррозии достигают 40% всех средств, затрачиваемых на ремонт техники, а 70-80% деталей лесных машин выходит из строя в результате совместного воздействия коррозии и механических нагрузок.

Помимо прямых убытков, к которым относятся стоимость конструкции и её замены, затраты на мероприятия по защите от коррозии, ещё больший ущерб составляют косвенные потери, такие как простои оборудования при замене прокорродировавших деталей и узлов, утечка продуктов, нарушение технологических процессов и т. д.

Производители спецтехники, которая сталкивается в процессе работы с воздействием агрессивной среды, вынуждены прибегать к разным методам защиты металла от коррозии. К ним относятся покрытие менее активным металлом, специальной краской, лаками и смазками, а также создание на поверхности некоторых металлов прочной оксидной плёнки химическим способом, например, путём анодирования алюминия или кипячения железа в фосфорной кислоте. В конечном счёте все эти методы отражаются на себестоимости производства и, как следствие, на цене готовой продукции.

Козырь в листовой стали

Последние десятилетия производители листовой стали ведут разработки доступной альтернативы, не уступающей общепринятому варианту по стойкости к износу. Одним из решений, набирающих популярность, является стойкая к коррозионному износу сталь для кислотных сред, которая при этом обладает достаточной ударной вязкостью для использования в качестве конструкционного материала.

Современный рынок требует, чтобы такая сталь была, с одной стороны, устойчива к коррозийному износу, вызываемому кислотной средой с низким уровнем рН (≥20), к воздействием соляной и серной кислотой, а с другой стороны, отличалась высокой стойкостью к вмятинам и ударам (твёрдость 425–475 ед. по Бринеллю с минимальной ударной вязкостью 27 Дж при -20 °C) и сохраняла свойства в условиях низких температур.

Защита от коррозии: экономичное решение

Дополнительным требованием является возможность применения листовой стали меньшей толщины без сокращения срока службы. Для производителей спецтехники это означает возможность увеличить полезную нагрузку автомобиля, а также более экономичный расход топлива и меньший объёмом выбросов CO2 в процессе выполнения порожних маршрутов.

«Лесные машины сталкиваются с особыми трудностями — та же древесная щепа формирует агрессивную среду, способную ускорить износ низколегированной стали и сократить срок службы кузова в 2–3 раза. Есть несколько возможных вариантов решения проблемы: можно изготавливать кузов из нержавеющей стали, однако тогда его стоимость существенно возрастает, или наносить специальные покрытия, что также влияет на цену готовой техники.

Я думаю, что будущее за низколегированной сталью, устойчивой к кислотной среде, поскольку она, во-первых, бюджетнее нержавеющей стали и покрытий, во-вторых, даёт возможность увеличения полезной нагрузки машины, по нашему опыту — до 20%. В лесоперерабатывающем оборудовании наибольший потенциал для применения такой стали обнаружен в конвейерах для транспортировки щепы, окорочных барабанах и других узлах, где абразивный износ сочетается с повышенной влажностью», — комментирует директор по продажам подразделения SSAB Special Steels Андрей Чуприн.

Текст: Михаил Сергеев