Metalezko zigilatze-eraztunak askotan ingurune korrosiboen eraginpean egoten dira industria-aplikazio askotan, besteak beste, produktu kimikoetan, petrolioan, gasean eta itsasertzeko ingeniaritzan. Baldintza hauetan, metalezko zigilatze-eraztunen korrosioarekiko erresistentzia funtsezkoa da haien epe luzeko errendimendurako eta fidagarritasunerako. Ikerketa honek ingurune korrosiboek metalezko zigilatze-eraztunengan dituzten ondorioak eta haien tolerantzia nola hobetu aztertuko ditu.
1. Ingurune korrosiboen ezaugarriak
Ingurune korrosiboek normalean ezaugarri hauek izaten dituzte:
Ingurune korrosiboak: Azidoek, alkaliek, gatzak, kloruroek, sulfuroek eta abarrek metalen korrosio-prozesua bizkortu dezakete.
Tenperatura eta presioa: Tenperatura altuak eta presio altuak korrosioaren efektua areagotu dezakete, materialen korrosioarekiko erresistentzia areagotuz.
Fluxu-egoera: Ekipamenduko fluidoaren fluxu-egoerak (adibidez, fluxu turbulentoa edo laminarra) ere eragina izango du korrosio-tasan.
2. Metalezko zigilatzeko eraztunentzako materialaren hautaketa
2.1 Korrosioarekiko erresistenteak diren materialak
Altzairu herdoilgaitza:
Altzairu herdoilgaitz austenitikoa (adibidez, 304, 316): korrosioarekiko erresistentzia ona du ingurune azido eta kloruro gehienetan.
Altzairu herdoilgaitz duplexa (adibidez, 2205, 2507): austenitaren eta ferritaren abantailak konbinatzen ditu, korrosioarekiko erresistentzia eta erresistentzia mekaniko handiagoarekin.
Aleaziozko materialak:
Nikelean oinarritutako aleazioak (Inconel, Hastelloy bezalakoak): ondo funtzionatzen dute muturreko korrosio-inguruneetan eta egokiak dira tenperatura altuetarako eta oso korrosiboak diren inguruneetarako.
Titanioa eta bere aleazioak: korrosioarekiko erresistentzia bikaina eskaintzen dute azido sendoen inguruneetan, baina kostua altua da.
2.2 Estaldura-teknologia
Korrosioaren aurkako estaldura:
Zigilatze-eraztunen korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko, aplikatu korrosioaren aurkako estaldurak, hala nola poliesterra eta epoxi erretxina.
Zinkezko estaldurak eta nikelezko estaldurak bezalako metalezko estaldurak babes-geruza gehigarri bat eman dezakete korrosioa saihesteko.
Anodizazioa:
Aluminiozko aleaziozko zigilatzeko eraztunetan aplikagarria, aluminio oxido geruza trinko bat osatzeko anodizatuz, korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko.
3. Korrosioarekiko erresistentzia proba
3.1 Korrosio-tasaren proba
Pisua galtzeko metodoa:
Murgildu lagina ingurune korrosibo batean, pisatu aldizka pisu-galera zehazteko eta, ondoren, kalkulatu korrosio-tasa.
Proba elektrokimikoa:
Erabili polarizazio-kurbak, EIS (inpedantzia elektrokimikoaren espektroskopia) eta beste metodo batzuk materialaren korrosioarekiko erresistentzia ebaluatzeko.
3.2 Korrosioarekiko erresistentzia proba-ingurunea
Korrosio bizkortuaren proba:
Erabili kontrolatutako korrosio-euskarriak (gatz-ihinztaduraren probak, azido-gasen esposizioa) laborategiko ingurunean benetako lan-baldintzak simulatzeko eta materialen korrosioarekiko erresistentziaren proba bizkortzeko.
Epe luzeko murgiltze proba:
Murgildu laginak korrosibo-ingurune espezifikoetan, haien propietate fisikoetan eta mikroegituran izandako aldaketak behatzeko.
4. Akatsen azterketa eta hobekuntza neurriak
4.1 Huts egiteko moduen azterketa
Zuloen bidezko korrosioa:
Metalezko gainazalean sortzen diren zulo txikiek zigilatze-errendimenduan eragin handia dute, normalean kloruro ioien ingurune batean gertatzen dira.
Korrosio uniformea:
Materialaren gainazalaren korrosio orokorrak materialaren erresistentzia pixkanaka ahultzen du eta zigilatze-efektuan eragina du.
Tentsio-korrosioaren pitzadurak (SCC):
Tentsio handiaren eta ingurune korrosiboaren ondoriozko pitzadurak, batez ere ingurune kloratuetan.
4.2 Hobekuntza neurriak
Materialen optimizazioa:
Aukeratu korrosioarekiko erresistentzia hobea duten material berriak.
Errendimendu handiko aleazioak edo material konposatuak garatu eta sartzea.
Diseinuaren hobekuntza:
Zigilatzeko eraztunaren diseinua optimizatu tentsio-kontzentrazioa murrizteko eta korrosio-eremuak murrizteko.
Tolerantzia hobetzeko, kontuan hartu zigilatzeko eraztunaren geometria eta instalazio-metodoa.
Gainazalaren babesa:
Gehitu gainazala babesteko neurriak higadura eta korrosioaren aurkako babesa indartzeko.
Erabili autokonponketa bidezko estaldura-teknologia epe luzerako korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko.
5. Aplikazio kasuak eta ondorioak
5.1 Aplikazio kasuak
Petrolioa eta gasa:
Petrolioa eta gasa erauzten eta prozesatzen ari diren bitartean, metalezko zigilatze-eraztunek ingurune gogorrak jasan behar dituzte, hala nola gatzun eta gas azidoak. Aleazio handiko altzairu herdoilgaitza eta nikel-oinarritutako aleazio bereziak erabili ohi dira zigilatze-material gisa.
Industria kimikoa:
Ingurune kimiko gogorretan (hainbat azido eta alkali bezalakoetan), estaldurak eta material konposatuak dituzten zigilatze-eraztunek korrosioarekiko erresistentzia bikaina erakusten dute.
5.2 Ondorioa
Metalezko zigilatze-eraztunen tolerantziaren azterketa ingurune korrosiboetan funtsezkoa da ekipamenduen epe luzerako funtzionamendu fidagarria bermatzeko. Materialen aukeraketa arrazoizkoaren, korrosioaren aurkako babes eraginkorraren eta korrosioaren aurkako erresistentzia-proba zientifikoen bidez, metalezko zigilatze-eraztunen bizitza eta errendimendua nabarmen hobetu daitezke. Zientziaren eta teknologiaren aurrerapenarekin, etorkizuneko ikerketak material berrietan eta estaldura-teknologia berritzaileetan zentratu daitezke industria-aplikazioen behar zorrotzagoak asetzeko.
Argitaratze data: 2024ko azaroaren 6a