Klumme: Korrosionsslid giver store udfordringer
I en lang række industrielle anlæg og installationer sker der en nedbrydning af materialer, som grundlæggende skyldes tribologiske forhold, og det indbefatter slid, smøring og friktion.
Men når man samtidig med slid også har en korrosiv nedbrydelse af materialet, så har man det, der teknisk set kaldes korrosionsslid eller tribokorrosion. Den kombinerede effekt af samtidigt slid og korrosion er væsentligt større end effekten af slidprocessen og korrosionsprocessen hver for sig. Der opstår da en synergieffekt mellem de to nedbrydningsprocesser, der accelerer den totale nedbrydningsproces. Af den årsag bør man have skærpet fokus på komponenter, hvor korrosionsslid kan forekomme.
Effekten af korrosionssliddet på den enkelte komponent er afhængigt af såvel slidtype som af det nedbrydende miljø. Der findes generelt en række forskellige slidtyper, hvor abrasiv og adhæsiv slidtage generelt er de hyppigst forekomne slidmekanismer. Her gælder det, at jo højere overfladehårdhed af en komponent, jo større er modstandsdygtigheden overfor abrasiv og adhæsiv slidtage. Ser man isolerert på abrasiv slidtage, hvor der indgår slidende partikler, så vil forhold som partikeltæthed, -størrelse, -hårdhed og –form være afgørende. Når man isoleret ser på korrosionsprocessens effekt, så kan miljøets evne til at fremkalde pits, øge overfladeruheden, producere brint og lave selektivt korrosionsangreb i materialets korngrænser være afgørende.
Hvor ses korrosionsslid hyppigst?
Korrosionsslid ses i praksis i en række industrier, og det er typisk indenfor fødevareindustrien, mine- og mineralindustrien, medicoindustrien og energiproduktion.
I mine- og mineralindustrien er der stort behov for transport af slam (slurry) i både rør, T-stykke, bøjninger og pumper. Slam i bevægelse kan forårsage stor skade som følge af korrosivt slid.
I fødevareindustrien er slid og korrosion generelt af stor interesse, idet slidbestanddele fra produktionsanlæg potentielt vil kunne findes i produkterne, hvilket vil kunne påvirke fødevaresikkerheden.
En lang række almindelige fødevarer indeholder både korrosivt aggressive ingredienser og ingredienser, der er slidende. Som eksempler kan nævnes vaniljekorn i fremstilling af vanilje is, hvor det dog er slidproblematikken, der vejer mest, og fremstilling af syreholdige fødevarer som tomatketchup og produkter, der indeholder spinat.
I den seneste tid har der været stort fokus på slid af hofteimplantater fremstillet i metal. Materiale-kravene til implantater i mennesker er, at de skal være både bio-kompatible, slidbestandige og korrosionsbestandige overfor kropsvæsker. Hvis disse egenskaber ikke er afstemt, så vil korrosionsslid kunne opstå og dermed påvirke implantatets levetid og patientens livskvalitet.
Eksempel på skade forårsaget af korrosionsslid
Hvis man har erkendt, at man har en nedbrydning af en komponent, som skyldes korrosionsslid, så er det afgørende, at problemet løses som et samlet problem, og ikke enkeltvis som enten et slid- eller korrosionsproblem.
Force Technology har tidligere undersøgt en ekstruder, som bliver anvendt til ekstrudering af lakrids i slikproduktion. Her blev der konstateret et stort abrasivt slid forårsaget af metal-til-metal kontakt mellem cylinder og snekke. Samtidig blev der konstateret korrosionsskader som følge af injektion af en PH-regulerende væske, der indeholder citron- og mælkesyre. Samlet har slidforholdene og korrosionen bidraget til en hurtig nedbrydning af ekstruderen. Som nævnt ovenfor skal løsning på korrosionssliddet findes som en samlet løsning. I det aktuelle eksempel på korrosionsslid blev det foreslået at imødegå sliddet med mere slidbestandige overflader på materialer, der samtidig har bedre korrosionsbestandighed eventuelt opnået gennem mere optimal varmebehandling eller ved overfladebehandling. Endvidere blev det foreslået at udføre injektionen således, at den pH-regulerende væske blev blandet bedre med produktet og dermed relativt set fortyndet.
Forsknings- og udviklingsaktiviteter hos Force indenfor korrosionsslid
Force Technology er i gang med et forsknings- og udviklingsprojekt under Forsknings- og Innovationsstyrelsen omhandlende fremtidens produktionssystemer. Som en del af projektet fokuseres der netop på de forhold, hvor der samtidig er slid- og korrosionspåvirkning. Der arbejdes fx med Stellite-belægninger, der er blevet pålagt ved laser-fusion og koldgas-svejsning. Stellite dækker over højt-legeret koboltlegeringer, der sædvanligvis er immune overfor korrosionsslid.
Indenfor fødvareområdet deltager Force Technology i den strategiske Public-Private platform for innovation og forskning ”Inspire”, hvor hovedformålet er at forbedre den danske fødevaresektors produktivitet og globale konkurrencedygtighed. Mere specifikt indgår Force Technology i den del af projektet sammen med DMRI og DTU, hvor nye skærende værktøjer og knive skal udvikles. Netop ved udvikling af knive til anvendelse i fødevareindustrien er det nødvendigt at inddrage problematikken omkring korrosionsslid.
Kilde: Force Technology - http://www.forcetechnology.dk
