Tại sao một chi tiết sạch lại bị gỉ trong vòng một đêm?

Cuộc gọi đến vào tuần đầu tiên của mùa đông. Một nhà máy đang xử lý các vỏ bọc bằng gang xám qua máy rửa dạng hầm đã phát hiện gỉ sét trên toàn bộ lô hàng vào sáng hôm sau; cùng một máy này đã vận hành các bộ phận nhôm suốt cả tuần mà không hề xuất hiện dấu hiệu nào. Lô hàng dự kiến phải giao vào ngày hôm sau.

Tôi đã nhận rất nhiều cuộc gọi như thế này, và phần lớn kết thúc ở khâu sấy khô hoặc bảo quản. Nhưng lần này, vấn đề đã đi sai hướng hai lần trước khi đạt đến giải pháp đó — và cả hai lần đều do tôi gây ra. Đó là lý do vì sao tôi thấy cần ghi chép lại sự việc.

Những gì chúng tôi quan sát được

Sáng hôm sau, tôi đến ngay và kiểm tra trước tiên các bộ phận bị loại. Lớp gỉ sét rất mỏng, đồng đều, có màu vàng nhạt, phủ kín hai mặt lớn và phần bên trong các lỗ lắp bạc đạn. Các mặt bích thì hoàn toàn sạch.

Việc phân bố đó là thông tin thực tế đầu tiên. Các mặt bích là chi tiết được hoàn thiện cuối cùng và có độ bóng bề mặt tốt nhất; các mặt đầu và lỗ khoét hoặc để nguyên dạng đúc hoặc chỉ gia công bán thành phẩm, nên bề mặt thô hơn. Gỉ đang phát triển trên các bề mặt thô chứ không xuất hiện trên các bề mặt nhẵn, điều này cho thấy nước đọng lại trong các vết lõm vi mô và lượng nước rất ít. Nếu có nhiều nước hơn, sẽ hình thành một lớp màng liên tục thay vì những vệt gỉ rời rạc.

Dây chuyền trông hoàn toàn bình thường. Máy rửa dạng hầm, sấy khô bằng khí nóng ở cửa ra, các chi tiết ra khỏi dây chuyền đều khô ráo. Người vận hành chạy thử một chi tiết trong lúc tôi quan sát rồi trao chi tiết đó cho tôi; trên bề mặt không thấy nước nào rõ ràng.

Câu trả lời đầu tiên là sai

Phân tích ban đầu của tôi cho rằng việc sấy khô chưa đủ, và lập luận nghe hợp lý: bề mặt đúc thô, nước bị giữ lại trong các vết lõm, luồng khí nóng chỉ tiếp cận được phần ngoài cùng. Chúng tôi đã kéo dài vùng sấy và tăng nhiệt độ khí.

Họ đã thực hiện quy trình đó. Các chi tiết trở nên nóng hơn và khô rõ rệt hơn, và sáng hôm sau gỉ xuất hiện trở lại, nhưng các vết gỉ đã di chuyển từ phần giữa bề mặt sang phía các mép.

Sự di chuyển này chính là manh mối mà tôi đáng lẽ nên nhận ra nhanh hơn. Nếu nguyên nhân chỉ đơn thuần là do làm khô, thì mẫu gỉ sẽ vẫn giữ nguyên vị trí ban đầu. Gỉ di chuyển theo một hướng khác ngoài tác động của quá trình sấy — và ứng cử viên rõ ràng nhất chính là cách đặt chi tiết.

Và Lô Thứ Hai Cũng Vậy

Nghi can thứ hai là bể ngâm. Sắt đúc trong môi trường kiềm thực sự tiềm ẩn nguy cơ ăn mòn, và nồng độ, nhiệt độ cũng như chất lượng nước xả đều là những yếu tố có thể góp phần gây ra vấn đề. Chúng tôi đã kiểm tra nồng độ, độ pH và nhiệt độ bể ngâm — cả ba thông số đều nằm trong giới hạn quy định. Độ dẫn điện của nước xả hơi cao một chút nhưng không đến mức đáng lo ngại.

Để làm rõ vấn đề, chúng tôi lấy mười chi tiết từ cùng một lô, xả sạch bằng nước tinh khiết, lau khô thủ công rồi để riêng trên bàn làm việc. Sáng hôm sau, cả mười chi tiết đều sạch bóng.

Điều đó phần lớn làm sạch hoàn toàn bồn ngâm. Các chi tiết được rửa trong cùng một dung dịch rồi xử lý riêng lẻ không bị gỉ, do đó bề mặt không tự nhiên phản ứng khi rời khỏi máy. Vấn đề phát sinh sau khi chi tiết rời khỏi máy.

Thực tế là gì

Đó là chiếc thùng.

Họ đóng gói các chi tiết vào những thùng gỗ khung thép, với một lớp giấy sóng đặt ở đáy. Lớp giấy này làm từ giấy tái chế, có khả năng hấp thụ độ ẩm. Các chi tiết được đưa vào khi còn khô, giữa mỗi lớp chi tiết có một lớp giấy sóng, nắp đậy kín và vận chuyển ngay sáng hôm sau.

Chiếc thùng này ổn định vào mùa hè. Xưởng sản xuất ấm và thông thoáng, nên bất kỳ độ ẩm nào bên trong cũng thoát ra ngoài được. Vào mùa đông, nhiệt độ xưởng giảm xuống dưới 15 độ C, thùng được đóng kín và lượng nước rất nhỏ còn sót lại trên các chi tiết không thể bay hơi. Trong thùng, độ ẩm không khí gần như đạt trạng thái bão hòa chỉ sau một đêm, đồng thời giấy tái chế mang tính axit đủ để thúc đẩy quá trình ăn mòn. Chỉ một đêm thôi cũng đủ để xuất hiện lớp màng trắng trên bề mặt.

Chúng tôi đã kiểm tra theo cách rẻ nhất có sẵn. Một nửa lô hàng được đặt vào các thùng gỗ ban đầu cùng với giấy lót, nửa còn lại được đặt vào các thùng nhựa khô không có giấy lót giữa các chi tiết; cả hai loại đều được lưu trữ tại cùng một nơi qua đêm. Các thùng gỗ bị gỉ. Các thùng nhựa thì không.

Điều đó đã khép lại vấn đề. Các chi tiết không bị rửa kém và cũng không bị sấy kém; chính bước đóng gói đã làm mất đi kết quả mà trước đó đã đạt được. Các chi tiết nhôm chưa bao giờ biểu hiện vấn đề này vì nhôm không xuất hiện hiện tượng ‘bloom’ (bốc hơi ẩm tạo vệt trắng) như vậy trong cùng điều kiện, đây cũng là lý do vì sao thùng gỗ đã không bị đặt câu hỏi trong nhiều năm.

Điều Gì Đã Thay Đổi

Ba biện pháp, không biện pháp nào tốn kém:

• Chuyển sang sử dụng thùng nhựa có vách ngăn bên trong để đóng gói, không dùng giấy lót giữa các chi tiết
• Bước làm nguội cưỡng bức trong mười phút trước khi đóng gói, nhằm đảm bảo các chi tiết được đưa vào thùng ở nhiệt độ gần bằng nhiệt độ xưởng và không ngưng tụ hơi ẩm bên trong thùng
• Đặt một gói chất hút ẩm nhỏ vào bất kỳ lô hàng nào được lưu kho trên ba ngày

Hai biện pháp đầu tiên gần như không tốn chi phí. Biện pháp thứ ba chỉ tiêu tốn vài trăm nhân dân tệ mỗi năm với khối lượng sản xuất hiện tại.

Kết quả

Không có khiếu nại nào về gỉ sét trong tháng đầu tiên. Mùa mưa tiếp theo gây ra một trường hợp tái phát duy nhất, với nguyên nhân khác: lô hàng đó đã để trong xưởng hai ngày trước khi đóng gói, trong khoảng thời gian thời tiết ẩm ướt kéo dài. Đây là vấn đề liên quan đến thời gian lưu giữ chứ không phải vấn đề đóng gói, và chất hút ẩm đã khắc phục được điều này.

Nhà máy đã ghi giải pháp vào hướng dẫn công việc của họ dưới dạng một dòng duy nhất: làm nguội trước khi đóng gói, không dùng giấy bên trong thùng chứa. Một dòng như vậy có giá trị hơn bất kỳ thông số kỹ thuật nào chúng tôi từng thảo luận.

Điều Tôi Vẫn Chưa Thể Giải Thích

Một vấn đề chưa bao giờ được giải quyết triệt để. Cùng một loại thùng, cùng một quy trình, nhưng một số lô hàng bị gỉ sét trong khi những lô khác thì không. Các hồ sơ cũ hơn từ thời kỳ Shimada Big Bird Industrial cũng cho thấy sự thiếu nhất quán tương tự, điều này cho thấy vấn đề này không phải mới xuất hiện.

Giải thích làm việc của tôi là thời gian giữ sản phẩm trong xưởng trước khi đóng gói. Việc giữ trong hai giờ so với nửa ngày sẽ để lại lượng nước dư khác nhau, và độ ẩm ban đầu bên trong thùng cũng vì thế mà khác nhau. Tuy nhiên, nếu bạn hỏi tôi thời gian bao lâu là an toàn, tôi không có dữ liệu nào đủ vững để bảo vệ. Tôi chỉ có thể nói rằng thời gian ngắn hơn thì tốt hơn, và bước làm mát mang lại hiệu quả lớn hơn bất kỳ giới hạn thời gian nào.

Nếu các bộ phận của bạn bị gỉ sau một đêm kể từ khi rửa, hãy kiểm tra thùng chứa trước khi kiểm tra máy. Thứ tự này giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian.