Industrielle verchromte Walzensind in vielen Fertigungsindustrien gängige Schlüsselkomponenten und werden häufig in Branchen wie Papier, Kunststoff, Textilien und Metallverarbeitung eingesetzt. Die Verchromung weist eine extrem hohe Härte, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit auf, was die Lebensdauer der Ausrüstung erheblich verlängern kann. Trotz der hervorragenden chemischen Stabilität der Verchromungsschicht kann sie in bestimmten Sonderfällen dennoch durch Auflösung oder Korrosion beeinträchtigt werden.

In diesem Artikel werden die Faktoren, die zu einer Auflösung oder Beschädigung der Chrombeschichtung auf industriellen Chromwalzen führen können, genauer untersucht und die Auswirkung dieser Faktoren auf die Chrombeschichtung analysiert.

Was sind die grundlegenden Eigenschaften der Verchromung?

Zusammensetzung und Aufbau der Chromschicht

Beim Verchromen wird durch einen galvanischen Prozess eine dünne Schicht Chrommetall auf die Oberfläche eines Substrats aufgebracht. Chrom ist ein Metall mit extrem hoher Härte und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, weshalb es häufig zur Oberflächenbehandlung von Industriewalzen verwendet wird. Normalerweise beträgt die Dicke der Chromschicht je nach den spezifischen Anwendungsanforderungen einige Mikrometer bis Hunderte Mikrometer. Die Chromschicht hat eine dichte Kristallstruktur, die ihr hervorragende Antioxidations- und Korrosionsschutzeigenschaften verleiht.

Chemische Stabilität der Verchromung

Chrommetall weist bei Raumtemperatur eine extrem hohe chemische Stabilität auf, insbesondere in der Luft bildet sich auf der Chromoberfläche ein dichter Chromoxid-Schutzfilm. Dieser Schutzfilm kann wirksam verhindern, dass Chrom weiter mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit in der Luft reagiert, und schützt so die Chromschicht vor Korrosion. Daher können verchromte Walzen in den meisten industriellen Anwendungen ihre glatte und flache Oberfläche lange Zeit beibehalten und weisen eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf.

Obwohl Chrommetall in den meisten Fällen einen hohen Grad an chemischer Inertheit aufweist, kann die Chrombeschichtungsschicht in bestimmten speziellen chemischen Umgebungen dennoch korrodieren oder sich sogar bis zu einem gewissen Grad auflösen. In diesem Fall ist es wichtig, die Faktoren zu verstehen, die die Auflösung der Chrombeschichtung verursachen können, um die Lebensdauer von industriell verchromten Walzen aufrechtzuerhalten und zu verlängern.

Was löst die Chrombeschichtung von industriellen Chromwalzen auf?

Chemische Faktoren, die die Auflösung der Verchromung beeinflussen

1. Wirkung starker Säure

Verchromungen sind gegenüber vielen gängigen Chemikalien sehr beständig, reagieren jedoch empfindlich auf bestimmte starke Säuren. Insbesondere bei Einwirkung hoher Konzentrationen starker Säuren wie Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4) und Salpetersäure (HNO3) kommt es in der Verchromungsschicht zu unterschiedlich starken Auflösungsreaktionen.

Salzsäure

Salzsäure ist eine starke Säure und stark ätzend. Obwohl die Chromoxidschicht der Erosion durch Salzsäure bis zu einem gewissen Grad widerstehen kann, kann Salzsäure unter Bedingungen hoher Konzentration und hoher Temperatur das Chrommetall und seine Oxidschicht wirksam auflösen und so die Chromschicht beschädigen. Wenn im industriellen Betrieb die verchromte Walze längere Zeit einer Salzsäureumgebung ausgesetzt ist, kann sich daher die Chromschicht auf ihrer Oberfläche allmählich auflösen, was ihre Lebensdauer und Leistung beeinträchtigt.

Schwefelsäure

Konzentrierte Schwefelsäure ist eine stark oxidierende Säure, die bei hohen Temperaturen heftig mit Chrom reagieren kann, wodurch die Chromschicht oxidiert und aufgelöst wird. Die Wasserstoffionen in den Schwefelsäuremolekülen korrodieren die Oberfläche des Chrommetalls, zerstören dessen Oxidschutzschicht und beschleunigen die Auflösung des Chroms weiter. In einigen industriellen Szenarien können schwere Korrosion und Schäden auftreten, wenn verchromte Walzen Schwefelsäurenebel ausgesetzt werden oder in direkten Kontakt mit Schwefelsäure kommen.

Salpetersäure

Salpetersäure ist eine starke oxidierende Säure, die heftig mit vielen Metallen reagiert. Ähnlich wie Schwefelsäure kann auch Salpetersäure die schützende Oxidschicht auf der Chromoberfläche zerstören, was zur Auflösung der Chrombeschichtung führt. Insbesondere unter Bedingungen hoher Konzentration und hoher Temperatur ist Salpetersäure für die Chrombeschichtung zerstörerischer. Daher sollte bei der Verwendung von verchromten Walzen in einer Salpetersäureumgebung besonderes Augenmerk auf den Schutz gelegt werden, um eine Korrosion der Chrombeschichtung zu vermeiden.

2. Wirkung starker Laugen

Im Gegensatz zu sauren Umgebungen vertragen Chrombeschichtungen alkalische Umgebungen im Allgemeinen besser. Unter bestimmten extremen Bedingungen können jedoch auch starke alkalische Lösungen einen gewissen Einfluss auf die Chromschicht haben. Insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Konzentration starker Alkalien kann es zu lokaler Auflösung oder Korrosion der Chromschicht kommen.

Natriumhydroxid

Natriumhydroxid (NaOH), allgemein als Ätznatron bekannt, ist eine stark alkalische Substanz. Bei niedrigen Temperaturen und niedriger Konzentration hat Natriumhydroxid nur wenig Einfluss auf die Chromschicht. Wenn jedoch die Konzentration von Natriumhydroxid zunimmt und die Temperatur steigt, kann sich die Chromoxidschicht allmählich auflösen, was zu lokaler Korrosion der Chromschicht führt. Diese Korrosion zeigt sich normalerweise als Fleckenbildung oder Verfärbung auf der Oberfläche und kann schließlich zum Abblättern oder Abscheren der Chromschicht führen.

3. Wirkung von Oxidationsmitteln

Bestimmte starke Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid (H2O2) und Kaliumpermanganat (KMnO4) können Redoxreaktionen mit Chrom eingehen und dadurch die Struktur der Chromschicht zerstören. Diese Oxidationsmittel können die schützende Oxidschicht des Chroms beschädigen und die Chromschicht dadurch anfälliger für Angriffe durch andere Chemikalien machen.

Wasserstoffperoxid

Wasserstoffperoxid ist ein starkes Oxidationsmittel, das in hohen Konzentrationen eine Redoxreaktion mit Chrom eingehen kann, was zur Auflösung der Chrombeschichtung führt. Die oxidierende Eigenschaft von Wasserstoffperoxid kann die Oxidschicht auf der Chromoberfläche zerstören und das Chrommetall direkt dem Oxidationsmittel aussetzen, was seine Korrosion weiter beschleunigt. Daher kann die Chrombeschichtung in einer Umgebung mit Wasserstoffperoxid fleckig erscheinen, verblassen oder sich sogar allmählich ablösen.

Kaliumpermanganat

Kaliumpermanganat ist eine stark oxidierende Substanz, die Chrom unter sauren oder neutralen Bedingungen oxidieren kann. Diese Oxidationsreaktion führt dazu, dass sich die Struktur der Chromschicht verändert, die Dichte ihrer Oberfläche zerstört und sie anfälliger für Angriffe durch andere Chemikalien wird. In einigen speziellen industriellen Szenarien kann es zu schwerer Korrosion und Auflösung der Chromschicht kommen, wenn die verchromte Walze mit Kaliumpermanganat in Kontakt kommt.

Einfluss physikalischer Faktoren auf die Auflösung der Chrombeschichtung

Neben chemischen Einflüssen können auch bestimmte physikalische Faktoren die Stabilität der Chromschicht beeinträchtigen. So können beispielsweise Temperatur, mechanische Beanspruchung und Reibung die Auflösung und Korrosion der Chromschicht indirekt oder direkt beschleunigen.

1. Auswirkungen einer Umgebung mit hohen Temperaturen

Die Temperatur ist einer der wichtigen Faktoren, die die Stabilität der Chromschicht beeinflussen. In Umgebungen mit hohen Temperaturen kann sich die Struktur der Chromschicht ändern, was zu einer Verringerung ihrer Korrosionsbeständigkeit führt. Beispielsweise erhöht sich in einer sauren oder alkalischen Umgebung mit hohen Temperaturen die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion erheblich, wodurch die Auflösung der Chromschicht beschleunigt wird. Darüber hinaus kann eine hohe Temperatur auch dazu führen, dass die Bindungsstärke zwischen der Chromschicht und dem Substrat abnimmt, wodurch das Risiko eines Ablösens der Chromschicht steigt.

2. Mechanische Belastung und Reibung

In industriellen Produktionsprozessenverchromte Rollensind normalerweise großer mechanischer Belastung und Reibung ausgesetzt. Diese physikalischen Einwirkungen können winzige Risse oder Defekte auf der Oberfläche der Chrombeschichtung verursachen, die Angriffswege für chemische Substanzen bieten und so die Korrosion und Auflösung der Chrombeschichtung beschleunigen. Insbesondere in langzeitintensiven Arbeitsumgebungen können mechanische Belastung und Reibung zu einem lokalen Ablösen der Chromschicht führen, was die Schutzleistung der Walze erheblich verringert.

3. Elektrochemische Korrosion

In bestimmten elektrochemischen Umgebungen können Chrombeschichtungen anfällig für elektrochemische Korrosion sein. Beispielsweise kann während des Galvanisierungsprozesses oder in einer Umgebung, die einen Elektrolyten enthält, eine elektrochemische Reaktion auf der Oberfläche der verchromten Walze auftreten, die zu einer lokalen Auflösung der verchromten Schicht führt. Diese Korrosion äußert sich normalerweise als Lochfraß oder gleichmäßige Korrosion und kann die Integrität und Haltbarkeit der Verchromung erheblich beeinträchtigen.

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