EN
Kodėl kasinėjimo radiatoriai yra ypač jautrūs korozijai
Švelnūs aplinkos veiksniai: dulkių kiekis, drėgmė, temperatūros ciklai ir cheminiai teršalai
Kasybos radiatoriams veikia aplinkose, kurios yra žymiai labiau agresyvios nei įprastos pramoninės sąlygos. Oro dulkės gali pasiekti 80 mg/m³ kiekį, greitai dengdamos šilumos perdavimo plokštes ir sumažindamos šilumos išsiskyrimą 25–40 %. Įranga turi atlaikyti ekstremalias šilumos ciklus – temperatūros svyravimus, viršijančius 70 °C, tarp šešėliuotų šachtų grindų ir saulėje apšviestų nuolydžių. Iš šachtų sienų prasiskverbiančias druskos vandens patekimas sukelia agresyvią chloridų poveikį, o dumblas ir purvinas skystis užkimša šerdį bei pagreitina koroziją. Šie kartu veikiantys veiksniai lemia, kad aušinimo sistemų gedimai sudaro 40–60 % visų variklių prastovų kalnakasybos veikloje, o krovininių sunkvežimių prastovos kainuoja maždaug 15 000 JAV dolerių per valandą. Nuolatinis vibracinis poveikis ir smūgiai dėl nelygaus reljefo dar labiau pažeidžia apsauginius oksidų sluoksnius, palikdami metalo paviršius pažeidžiamus greitai besivystančios korozinės atakos.
Aušalo susidėvėjimo veiksniai: chloridai, žemas pH, tirpęs deguonis ir mikrobiologiškai sąlygotas korozijos procesas (MIC)
Be to, kad veikia išoriniai agresoriai, aušinimo skysčio cheminės sudėties pablogėjimas skatina vidinę koroziją. Chloridai iš kasyklose naudojamo vandens užteršimo prasiskverbia į aliuminio šerdį ir sukelia duobuotąją koroziją. Žemas pH lygis – dažnai dėl nepakankamos priežiūros – pašalina apsauginius plėvelės sluoksnius ir pagreitina bendrąją koroziją. Ištirpusio deguonies buvimas skatina metalo paviršių oksidaciją, kurios metu susidaro nuosėdos, trukdančios šilumos perdavimui. Mikrobiologiškai sąlygota korozija (MIC) kelia papildomą grėsmę: bakterijos ir grybai kolonizuoja nejudančiose, mažo debito zonose, gamindami rūgštinės kilmės šalutinius produktus, kurie sukelia vietines duobutes ir plyšius. Šie keturi veiksniai veikia sinergiškai, todėl kasyklose naudojamų radiatorių gedimų dažnis laikui bėgant didėja netiesiškai.
Pagrindiniai korozijos mechanizmai, turintys įtakos kasyklose naudojamų radiatorių veikimui
Duobuotoji, plyšių ir galvaninė korozija aliuminio šerdžių kasyklose naudojamuose radiatoriuose
Aliuminio šerdies radiatorių naudojimas kasybos įrangoje susiduria su specifinėmis lokalizuotomis korozijos grėsmėmis. Duobutinė korozija prasideda, kai chlorido jonai pažeidžia apsauginį oksidų sluoksnį, dėl ko greitai prarandama metalo masė. Įtrūkimų korozija vystosi siauruose tarpuose – pavyzdžiui, tarp sandarinimo tarpinių ar nuosėdų – kur deguonies trūkumas sukuria agresyvią rūgštinę mikroaplinką. Galvaninė korozija atsiranda, kai aliuminis liečiasi su aktyvesniu metalu (pvz., variniais jungtukais ar plieninėmis atramomis), dėl ko aliuminio šerdis tirpsta anodinėje reakcijoje. Šie mechanizmai dažnai veikia kartu: kasybos vietose esantis chloridais turtingas vanduo gali sukelti duobutinę koroziją, tuo tarpu kaupiamasi purvas skatina įtrūkimų koroziją. Šių pavojų sumažinimui būtina tinkamai parinkti medžiagas ir palaikyti aušinimo skysčio kokybę.
Erozijos-korozija dėl abrazyvaus aušinimo skysčio srauto ir šalutinių srovės poveikio nekelio technikoje
Off-road kalnakasybos transporto priemonėse aušinimo skysčio srautas dažnai perneša šluoštinius dalelių, tokių kaip smėlis, uolienų milteliai ar metalo šukės. Šios dalelės pašalina apsauginį aliuminio paviršiaus oksidų plėvelę, atskleisdamos šviežią metalą elektrocheminei puolimui – dėl to susidaro erozijos-korozijos reiškinys, kuris yra sinerginis procesas, kai medžiagos praradimas viršija atskirų erozijos ir korozijos poveikių sumą. Be to, šalinės elektrinės srovės – dažnas reiškinys didelėse dyzelinėse-elektrinėse vežimo sunkvežimių sistemose – gali tekėti per aušinimo skysčio sistemą ir pagreitinti lokalų ištirpimą srovės išėjimo taškuose. Ši kombinacija sukelia rimtą duobuotumą ir sienelių suplonėjimą radiatorių vamzdžiuose ir šilumos perdavimo plokštelėse. Žemėjimo protokolai ir aukštos kokybės aušinimo skysčio filtravimo sistemos yra būtini, kad būtų kontroliuojami šie gedimo režimai.
Korozijai atsparių kalnakasybos radiatorių parinkimas ir priežiūra
Medžiagų kompromisiniai sprendimai: aliuminis, varis–latunis ir nerūdijantis plienas kalnakasybos radiatorių ilgaamžiškumui
Šerdies medžiagos pasirinkimas tiesiogiai nulemia kasybos radiatorių tarnavimo laiką šiurkščiose ir drėgnose aplinkose. Aliuminis yra lengvas ir ekonomiškas, tačiau linkęs į duobuotumą, kai aušinimo skysčio pH reikšmė nukrypsta žemiau 7,5 arba chloridų koncentracija viršija 100 ppm. Varis–latūnas užtikrina geresnį šilumos perdavimą ir natūralią korozijos atsparumą, tačiau padidina svorį ir kainą. Nerūdijantis plienas užtikrina aukščiausią atsparumą chloridams ir šalutinėms srovėms, tačiau dėl žemesnio šiluminio laidumo reikia didesnių šerdžių, kad būtų pasiektas toks pat aušinimo pajėgumas. Pavyzdžiui, vario–latūno radiatorius anglies kasyklose vežamajame krovininiame automobilyje su tinkama aušinimo skysčio priežiūra gali tarnauti 8–10 metų, tuo tarpu toje pačioje aplikacijoje aliumininė šerdis gali sugesti per 4–6 metus, jei ji yra veikiama netvarkyto vandens. Kompromisas susiveda į viso gyvavimo ciklo sąnaudas: nerūdijančio plieno radiatoriai pradžioje kainuoja 2–3 kartus brangiau, tačiau aukštos korozijos zonose pašalina pakartotines keitimo ciklus.
Įrodytos prevencijos strategijos: inhibitoriais pagerinti aušinimo skysčiai, apsauginiai dangos sluoksniai ir įžeminimo protokolai
Nuolatinis aušinimo skysčio cheminis valdymas sudaro pirmąją gynybos liniją. Fosfato arba silikato inhibitorių pridėjimas stabilizuoja pH nuo 8,5 iki 9,5 ir slopina ištirpusio deguonies aktyvumą, sumažindamas korozijos naikinimą iki 70 % [Aušinimo sistemų institutas, lauko veiklos lyginamasis ataskaitos dokumentas, 2022 m.]. Apsaugos danga, pvz., epoksidinė ar keraminėmis priemaišomis praturtinta danga, užsandrina radiatorių lankstų kraštus ir vamzdžių sujungimus nuo drėgmės ir šlifuojančių smulkių dalelių. Žeminimo protokolai – radiatoriaus rėmo sujungimas su įrangos korpusu – nukreipia netikėtus elektrinius srovės tekėjimus, kurie pagreitina galvaninę koroziją. Tipiškas prevencijos ciklas apima aušinimo skysčio tyrimus kas ketvirtį, radiatorių kolektorių vamzdžių storio matavimus kasmet ir dangos atnaujinimą kas dvi sezonyje. Be šių veiksmų net geriausias medžiagų pasirinkimas yra švaistomas veltui.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kodėl kasybos radiatoriai sugenda dažniau nei pramoniniai radiatoriai?
Kariniai radiatoriai dažniau sugenda dėl kietų aplinkos veiksnių, tokių kaip dulkių, drėgmės, ekstremalių šilumos ciklų ir cheminių teršalų, susidarančių kasimo veiklos metu.
Kokie yra pagrindiniai aušalo skystio degradacijos veiksniai kariniais radiatoriais?
Aušalo skystio degradaciją sukelia chloridai, žemas pH lygis, ištirpusis deguonis ir mikrobiologiškai sąlygotas korozijos procesas (MIC).
Koks yra patvariausias medžiagų tipas kariniams radiatoriams?
Patvariausia medžiaga yra nerūdijantis plienas, nes jis puikiai atsparus chloridams ir šalinėms srovėms, tačiau jis brangesnis ir reikalauja didesnių šerdžių, kad būtų pasiektas palyginamas aušinimo pajėgumas.
Kaip galima užkirsti kelią korozijai kariniais radiatoriais?
Koroziją galima užkirsti kelią naudojant inhibitoriais pagerintus aušalo skysčius, apsauginius dangalus, įžeminimo protokolus bei reguliarius techninės priežiūros ciklus, pvz., aušalo skysčio tyrimus ir apsauginių dangų perdažymą.