Công nghệ chống ăn mòn bu lông và bảo vệ trọn đời
Điểm yếu cốt lõi của phương án chống ăn mòn bu lông-truyền thống là gì?
Các phương án chống ăn mòn-bu lông truyền thống chủ yếu bao gồm sơn chống-rỉ sét, xử lý bằng mỡ thông thường và mạ kẽm, có những điểm hạn chế về chức năng phân tách rõ ràng. Sơn chống gỉ-có hiệu suất chống-ăn mòn mạnh nhưng sẽ trở nên cứng sau khi đóng rắn. Lớp phủ dễ bị hư hỏng khi bu lông bị tháo rời và việc tháo gỡ khó khăn. Việc tháo gỡ mạnh mẽ có thể làm hỏng sợi chỉ. Mỡ thông thường có thể làm giảm khả năng chống tháo rời nhưng dễ bị mất ở nhiệt độ cao và đông đặc ở nhiệt độ thấp, với chu trình bôi trơn và chống{8}}ăn mòn ngắn, thường phải bôi lại sau mỗi 3{11}}6 tháng. Việc xử lý mạ kẽm có độ bền tốt nhưng rung động lâu dài sẽ gây ra hiện tượng giật ren và ăn mòn điện hóa dễ xảy ra sau khi lớp mạ kẽm bị hư hỏng, khó sửa chữa. Các kế hoạch này không thể cân bằng khả năng chống ăn mòn lâu dài, tháo gỡ thuận tiện và tái sử dụng nhiều lần, dẫn đến chi phí bảo trì bu lông cao và rủi ro tháo gỡ cao trong các tình huống rủi ro cao.
Làm cách nào để công nghệ giải phóng vi nang bền vững-dựa trên sáp đạt được khả năng bôi trơn lâu dài-của bu lông?
Công nghệ giải phóng vi nang được duy trì-dựa trên sáp là cốt lõi của việc bôi trơn bu lông-lâu dài. Nó bao bọc các viên nang siêu nhỏ bôi trơn đặc biệt có đường kính 5-10μm trong ma trận gốc sáp- để tạo thành cấu trúc tổng hợp gồm "ma trận rắn + lõi lỏng". Lớp vỏ vi nang được làm bằng vật liệu polyme nhạy cảm với nhiệt độ-có thể giải phóng từ từ thành phần bôi trơn polyalphaolefin (PAO) bên trong trong phạm vi nhiệt độ sử dụng từ -40 độ đến 120 độ . Cơ chế nhả{16}}liên tục này có thể giữ cho bề mặt tiếp xúc ren ở hệ số ma sát thấp là 0,15-0,2, ngay cả khi chịu rung lâu dài cũng sẽ không bị giật. Các viên nang siêu nhỏ cũng có thể thâm nhập độc lập vào các khu vực nhỏ như rễ ren và các khoảng trống lắp, lấp đầy các điểm mù che phủ của lớp phủ truyền thống và tạo thành lớp bảo vệ bôi trơn toàn diện. Các thử nghiệm cho thấy thời gian giải phóng bền vững của các viên nang siêu nhỏ của công nghệ này kéo dài tới 10 năm, trong thời gian đó các thành phần bôi trơn không bị oxy hóa và hư hỏng, đồng thời lực tháo ren luôn ổn định trong khoảng ±10% giá trị ban đầu.
"Ba rào cản" của cấu trúc chống ăn mòn dày đặc có độ dốc của bu lông đóng vai trò gì?
Cấu trúc chống ăn mòn dày đặc có độ dốc của bu lông-bao gồm một lớp màng chống-bụi bẩn bên ngoài, một lớp màng chắn ở giữa và một lớp màng liên kết bên trong, tạo thành ba lớp-hàng rào chống ăn mòn. Lớp màng chống bẩn-bên ngoài bao gồm sáp vi tinh thể biến tính fluorocarbon-, có năng lượng bề mặt thấp và góc tiếp xúc lớn hơn 110 độ, không bị dính bụi và dầu, đồng thời có khả năng chống lão hóa do tia cực tím. Nó không bị phấn hóa hoặc nứt sau 10 năm phơi ngoài trời, tránh sự ăn mòn cục bộ do bụi bẩn tích tụ. Màng chắn ở giữa chứa chất độn silica{10}có kích thước nano, tạo thành kênh xuyên thấu như mê cung, giúp giảm hơn 90% tốc độ thâm nhập của các môi trường ăn mòn như ion clorua và hơi nước có tính axit và không xảy ra rỉ sét sau 2000 giờ thử nghiệm phun muối trung tính. Màng liên kết bên trong bổ sung thêm chất tăng tốc photphat, phản ứng hóa học với bề mặt của chất nền kim loại để tạo thành liên kết hóa học, với độ bám dính 5MPa. Ngay cả trong điều kiện rung và va đập, nó sẽ không rơi ra, về cơ bản ngăn chặn sự tiếp xúc giữa môi trường ăn mòn và chất nền.
Cần có những biện pháp mục tiêu nào để chống-ăn mòn bu-lông trong môi trường biển?
Bu lông trong môi trường biển có thể bị xói mòn ba lần do phun muối, tác động của sóng và nhiệt độ thấp. Nên áp dụng công thức vi nang-nồng độ cao, với hàm lượng vi nang tăng lên 25% để nâng cao hiệu suất bôi trơn ở nhiệt độ-thấp. Làm dày màng chắn ở giữa lên 100μm để tăng cường khả năng rào cản chống lại các ion clorua trong phun muối và tránh ăn mòn điện hóa. Thêm chất hấp thụ tia cực tím vào lớp ngoài để chống lão hóa lớp phủ do bức xạ cực tím mạnh trên biển. Chọn chất nền chống ăn mòn phun muối-chẳng hạn như thép không gỉ 316 hoặc thép hợp kim được xử lý chống{10}}ăn mòn đặc biệt để cải thiện hiệu suất chống ăn mòn cơ bản{11}}từ cấp độ vật liệu. Ngoài ra, hãy sử dụng các sản phẩm chống ăn mòn dạng dán-dạng-để tạo điều kiện cho việc ứng dụng chính xác trong không gian hẹp của giàn khoan ngoài khơi, đảm bảo lớp phủ phủ đồng đều mà không bỏ sót khu vực nào.
Làm thế nào để thiết kế bảo vệ đảo ngược có thể tái sử dụng bu lông nhiều lần?
Thiết kế bảo vệ đảo ngược giúp thực hiện-việc tháo rời không phá hủy và tái sử dụng bu lông nhiều lần thông qua sự kết hợp cấu trúc của "lớp bên trong gel mềm + lớp ngoài màng khô cứng". Trong quá trình tháo gỡ, màng bôi trơn gel bên trong có thể bị biến dạng dẻo khi xoay ren mà không bị gãy giòn; màng khô bên ngoài có thể tách hoàn toàn khỏi bề mặt nền mà không có cặn hoặc hư hỏng do độ giãn dài khi đứt hơn 15%. Các bu lông đã tháo rời không cần phải làm sạch, tẩy gỉ hoặc sơn lại và có thể khôi phục hiệu suất bảo vệ ban đầu bằng cách lắp ráp trực tiếp. Các thử nghiệm cho thấy rằng sau 10 chu kỳ-tháo rời, hiệu suất chống ăn mòn và bôi trơn của những bu lông đó không suy giảm đáng kể, cho phép tái sử dụng không giới hạn. Thiết kế này cũng tương thích với các quy trình xử lý bề mặt truyền thống như mạ kẽm, mạ crom và dacromet, đồng thời không ảnh hưởng đến hiệu suất của lớp phủ ban đầu sau khi thi công, tạo thành lớp bảo vệ kép.