Rulli cromati industrialisono componenti comuni delle apparecchiature chiave in molte industrie manifatturiere e sono ampiamente utilizzati in settori quali carta, plastica, tessuti e lavorazione dei metalli. La sua cromatura ha durezza estremamente elevata, resistenza alla corrosione e all'usura, che possono estendere significativamente la durata utile dell'apparecchiatura. Tuttavia, nonostante l'eccellente stabilità chimica dello strato di cromatura, può comunque essere influenzato da dissoluzione o corrosione in alcuni casi speciali.

In questo articolo analizzeremo più da vicino i fattori che possono dissolvere o danneggiare il rivestimento cromato sui rulli cromati industriali e analizzeremo il modo in cui questi fattori influiscono sul rivestimento cromato.

Quali sono le proprietà fondamentali della cromatura?

Composizione e struttura dello strato di cromatura

La cromatura è un processo di deposito di uno strato sottile di metallo cromato sulla superficie di un substrato tramite un processo di elettrodeposizione. Il cromo è un metallo con durezza estremamente elevata ed eccellente resistenza alla corrosione, quindi è ampiamente utilizzato nel trattamento superficiale dei rulli industriali. In genere, lo spessore dello strato di cromatura varia da pochi micron a centinaia di micron, a seconda dei requisiti specifici dell'applicazione. Lo strato di cromatura ha una struttura cristallina densa, che gli conferisce eccellenti proprietà antiossidanti e anticorrosione.

Stabilità chimica della cromatura

Il cromo metallico ha una stabilità chimica estremamente elevata a temperatura ambiente, specialmente nell'aria, sulla superficie cromata si formerà una pellicola protettiva densa di ossido di cromo. Questa pellicola protettiva può efficacemente impedire al cromo di reagire ulteriormente con l'ossigeno o l'umidità nell'aria, proteggendo così lo strato di cromatura dalla corrosione. Pertanto, nella maggior parte delle applicazioni industriali, i rulli cromati possono mantenere la loro superficie liscia e piana per lungo tempo e avere un'eccellente resistenza all'usura e alla corrosione.

Tuttavia, sebbene il metallo cromato presenti un elevato grado di inerzia chimica nella maggior parte dei casi, lo strato di cromatura può comunque essere corroso o addirittura dissolto in una certa misura in determinati ambienti chimici speciali. In questo caso, comprendere i fattori che possono causare la dissoluzione del rivestimento cromato è importante per mantenere e prolungare la durata utile dei rulli cromati industriali.

Cosa può sciogliere il rivestimento cromato sui rulli cromati industriali?

Fattori chimici che influenzano la dissoluzione della cromatura

1. Effetto dell'acido forte

La cromatura è altamente resistente a molti prodotti chimici comuni, ma è sensibile a certi acidi forti. In particolare sotto l'azione di alte concentrazioni di acidi forti, come acido cloridrico (HCl), acido solforico (H2SO4) e acido nitrico (HNO3), lo strato di cromatura subirà reazioni di dissoluzione a vari livelli.

acido cloridrico

L'acido cloridrico è un acido forte ed è altamente corrosivo. Sebbene lo strato di ossido di cromo possa resistere all'erosione dell'acido cloridrico in una certa misura, in condizioni di alta concentrazione e alta temperatura, l'acido cloridrico può dissolvere efficacemente il metallo cromo e il suo strato di ossido, causando danni allo strato di cromatura. Pertanto, nelle operazioni industriali, se il rullo cromato viene esposto a un ambiente di acido cloridrico per lungo tempo, lo strato cromato sulla sua superficie può gradualmente dissolversi, influenzandone così la durata e le prestazioni.

acido solforico

L'acido solforico concentrato è un acido altamente ossidante che può reagire violentemente con il cromo ad alte temperature, causando l'ossidazione e la dissoluzione dello strato di cromatura. Gli ioni idrogeno nelle molecole di acido solforico corroderanno la superficie del metallo cromato, distruggeranno il suo strato protettivo di ossido e accelereranno ulteriormente la dissoluzione del cromo. In alcuni scenari industriali, se i rulli cromati vengono esposti alla nebbia di acido solforico o entrano in contatto diretto con l'acido solforico, potrebbero verificarsi gravi corrosione e danni.

Acido nitrico

L'acido nitrico è un acido fortemente ossidante che reagisce violentemente con molti metalli. Similmente all'acido solforico, anche l'acido nitrico può distruggere lo strato protettivo di ossido sulla superficie cromata, con conseguente dissoluzione della cromatura. Soprattutto in condizioni di alta concentrazione e alta temperatura, l'acido nitrico è più distruttivo per lo strato di cromatura. Pertanto, quando si utilizzano rulli cromati in un ambiente con acido nitrico, è necessario prestare particolare attenzione alla protezione per evitare la corrosione dello strato di cromatura.

2. Effetto degli alcali forti

A differenza degli ambienti acidi, i rivestimenti cromati generalmente tollerano meglio gli ambienti alcalini. Tuttavia, in determinate condizioni estreme, anche le soluzioni fortemente alcaline possono avere un certo impatto sullo strato di cromatura. Soprattutto in ambienti fortemente alcalini ad alta temperatura e alta concentrazione, lo strato di cromatura può subire dissoluzione o corrosione locale.

Idrossido di sodio

L'idrossido di sodio (NaOH), comunemente noto come soda caustica, è una sostanza fortemente alcalina. In condizioni di bassa temperatura e bassa concentrazione, l'idrossido di sodio ha scarso effetto sullo strato di cromatura. Tuttavia, quando la concentrazione di idrossido di sodio aumenta e la temperatura aumenta, lo strato di ossido di cromo può essere gradualmente dissolto, con conseguente corrosione locale dello strato di cromatura. Questa corrosione di solito si manifesta come macchie o scolorimento sulla superficie e può eventualmente portare a sfaldamento o taglio della cromatura.

3. Effetto degli ossidanti

Alcuni forti ossidanti, come il perossido di idrogeno (H2O2) e il permanganato di potassio (KMnO4), possono subire reazioni redox con il cromo, distruggendo così la struttura dello strato di cromatura. Questi ossidanti possono danneggiare lo strato di ossido protettivo del cromo, rendendo la cromatura più suscettibile all'attacco di altre sostanze chimiche.

Perossido di idrogeno

Il perossido di idrogeno è un forte ossidante che può subire una reazione redox con il cromo ad alte concentrazioni, con conseguente dissoluzione della cromatura. La proprietà ossidante del perossido di idrogeno può distruggere lo strato di ossido sulla superficie del cromo, esponendo il metallo cromo direttamente all'ossidante, accelerandone ulteriormente la corrosione. Pertanto, in un ambiente contenente perossido di idrogeno, la cromatura può apparire macchiata, sbiadire o persino staccarsi gradualmente.

permanganato di potassio

Il permanganato di potassio è una sostanza fortemente ossidante che può ossidare il cromo in condizioni acide o neutre. Questa reazione di ossidazione causa la modifica della struttura dello strato di cromo, distruggendo la densità della sua superficie, rendendolo più suscettibile all'attacco di altre sostanze chimiche. In alcuni scenari industriali speciali, se il rullo cromato entra in contatto con il permanganato di potassio, può causare grave corrosione e dissoluzione dello strato cromato.

Effetto dei fattori fisici sulla dissoluzione della cromatura

Oltre ai fattori chimici, anche alcuni fattori fisici possono influenzare la stabilità dello strato di cromatura. Ad esempio, la temperatura, lo stress meccanico e l'attrito possono accelerare indirettamente o direttamente la dissoluzione e la corrosione della cromatura.

1. Impatto dell'ambiente ad alta temperatura

La temperatura è uno dei fattori importanti che influenzano la stabilità dello strato di cromatura. In ambienti ad alta temperatura, la struttura dello strato di cromatura può cambiare, con conseguente diminuzione della sua resistenza alla corrosione. Ad esempio, in un ambiente acido o alcalino ad alta temperatura, la velocità della reazione chimica aumenterà in modo significativo, accelerando così la dissoluzione dello strato di cromatura. Inoltre, l'alta temperatura può anche causare una diminuzione della forza di legame tra lo strato di cromatura e il substrato, aumentando il rischio di scrostatura della cromatura.

2. Sollecitazioni meccaniche e attrito

Nei processi di produzione industriale,rulli cromatisono solitamente sottoposti a grandi sollecitazioni meccaniche e attriti. Queste azioni fisiche possono causare piccole crepe o difetti sulla superficie della cromatura, che forniscono percorsi per l'attacco di sostanze chimiche, accelerando così la corrosione e la dissoluzione della cromatura. Soprattutto in ambienti di lavoro ad alta intensità a lungo termine, le sollecitazioni meccaniche e l'attrito possono causare la desquamazione locale dello strato di cromatura, che riduce notevolmente le prestazioni protettive del rullo.

3. Corrosione elettrochimica

In alcuni ambienti elettrochimici, i rivestimenti cromati possono essere suscettibili alla corrosione elettrochimica. Ad esempio, durante il processo di elettrodeposizione o in un ambiente contenente un elettrolita, può verificarsi una reazione elettrochimica sulla superficie del rullo cromato, con conseguente dissoluzione localizzata dello strato cromato. Questa corrosione si manifesta solitamente come corrosione puntiforme o uniforme e può influenzare significativamente l'integrità e la durata della cromatura.

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