Nadzornik održavanja na obalnoj solarnoj farmi primjećuje bijelu praškastu koroziju koja se stvara oko vijaka od nehrđajućeg čelika na aluminijskim montažnim tračnicama. U roku od nekoliko mjeseci, aluminij oko rupa za vijke počinje se lomiti. Vijci izgledaju dobro, ali struktura je izjedena iz područja kontakta. Ovo je galvanska korozija između aluminija i nehrđajućeg čelika i jedan je od najčešćih kvarova pričvršćivanja miješanih metala na terenu.
Kratak odgovor je da se pričvršćivači od nehrđajućeg čelika mogu koristiti na aluminijskim konstrukcijama, ali samo ako je spoj projektiran imajući na umu galvanski par. Bez odgovarajuće izolacije, aluminij će prvenstveno korodirati jer se nalazi niže na galvanskoj seriji od nehrđajućeg čelika. Razumijevanje zašto se to događa i kako to kontrolirati određuje hoće li sklop trajati deset godina ili će propasti za deset mjeseci.
Što je galvanska korozija?
Galvanska korozija, koja se naziva i bimetalna korozija, događa se kada su dva različita metala u međusobnom električnom kontaktu i oba su izložena elektrolitu. Aktivniji metal postaje anoda i korodira brže nego što bi sam; plemenitiji metal postaje katoda i dobiva zaštitu.
Galvanska serija rangira metale i legure prema njihovom potencijalu korozije u danom okruženju. Nehrđajući čelici nalaze se blizu plemenitog kraja ljestvice, dok je aluminij znatno niže. Što su dva metala udaljenija na toj ljestvici, to je veći pokretački napon za koroziju.
U spoju aluminija i nehrđajućeg čelika, aluminij djeluje kao anoda. Elektroni teku od aluminija do nehrđajućeg čelika kroz metalni kontaktni put, dok ionska struja dovršava krug kroz film elektrolita na površini. Aluminij se otapa na anodnim mjestima, stvarajući bijele, kredaste naslage aluminijevog hidroksida koje terenski inženjeri brzo nauče prepoznati.
Ono što iznenađuje mnoge inženjere je da sam nehrđajući čelik ostaje gotovo netaknut. Šteta je sva na aluminijskoj strani para. To čini problem podmuklim: pričvršćivači i dalje izgledaju novi dok se struktura tiho kvari oko njih.
Zašto aluminijem i nehrđajućim čelikom treba pažljivo rukovati
Pasivni sloj krom oksida na nehrđajućem čeliku glavni je razlog zašto se legura tako plemenito ponaša. Ovaj nevidljivi film je samozacjeljujući i vrlo otporan na napad klorida, posebno u stupnjevima kao što su 304 i 316. Aluminij također nosi zaštitni sloj oksida, ali taj je film manje stabilan u prisutnosti klorida i lako se ošteti abrazijom, alatom ili ekstremnim pH.
Tri faktora određuju koliko će jak galvanski napad biti na sklop aluminij-nehrđajući čelik:
- Razlika potencijala. Za aluminij u odnosu na nehrđajući čelik, razlika potencijala otvorenog kruga u morskoj vodi obično pada između 0,5 i 0,7 volti, što je dovoljno za pokretanje značajne struje.
- Električni kontinuitet. Izravni kontakt metala s metalom daje elektronima put niskog otpora od anode do katode.
- Omjer površina katode i anode. To je faktor koji većinu dizajnera uhvati nespremne. Velika površina od nehrđajućeg čelika povezana s malom aluminijskom površinom proizvodi brzu, koncentriranu koroziju. Nasuprot tome, velika aluminijska površina s malim zatvaračem od nehrđajućeg čelika mnogo sporije korodira jer je gustoća anodne struje rasprostranjena po širokom području.
Načelo omjera površine objašnjava zašto je zona neposredno ispod i oko glave pričvršćivača obično prvo područje na kojem se vide udubine. Također objašnjava zašto je masivni nosač od nehrđajućeg čelika pričvršćen vijcima za tanku aluminijsku ploču daleko opasnija kombinacija od malog vijka od nehrđajućeg čelika provučenog kroz veliki aluminijski okvir.
Uvjeti koji ubrzavaju napad
Ne kvari svaki sklop aluminij-nehrđajući čelik. Mnoge suhe, unutarnje instalacije rade desetljećima bez vidljivih galvanskih oštećenja. Brzina korozije uvelike ovisi o okolini i geometriji spoja.
| Faktor | Učinak na galvansku koroziju |
|---|---|
| Vlaga ili elektrolit | Potreban za ionski transport; kontinuirano vlaženje ubrzava napad |
| Koncentracija klorida | Slani zrak, soli za odmrzavanje i morska voda razgrađuju zaštitne oksidne filmove |
| Temperatura | Više temperature povećavaju kinetiku reakcije i struju korozije |
| Omjer površina katode i anode | Veća površina katode potiče brže otapanje anode |
| Stanje premaza | Oštećena boja ili eloksiranje stvara mala aktivna anoda |
| Galvanski kontakt | Izravan kontakt metala s metalom na navojima i glavama vijaka glavni je put struje |
Najopasnije radno okruženje kombinira postojanu vlagu s kloridima: obalne vanjske konstrukcije, okviri bazena, oprema za brodske palube i komponente izložene cesti. Unutarnja okruženja s kontroliranom klimom rijetko opskrbljuju dovoljno elektrolita za održavanje značajne galvanske struje, zbog čega se pričvršćivači od miješanih metala naširoko koriste unutar zgrada bez incidenata.
Kako spriječiti galvansku koroziju između aluminija i nehrđajućeg čelika
Inženjerski princip je jednostavan: ili prekinuti električni kontinuitet između dva metala ili spriječiti elektrolit da ih premosti.
Odvojite metale barijerom
Postavite nevodljivi materijal između aluminijske površine i pričvršćivača od nehrđajućeg čelika. Najlonske podloške, plastične brtve i izolacijske čahure koje prekrivaju dršku vijka su učinkovite. Pregrada se mora protezati preko cijele kontaktne zone, uključujući područje ispod glave vijka i prednje strane matice.
Ravna podloška od nehrđajućeg čelika ne izolira dva metala, ali ipak ima važnu zaštitnu ulogu. Ravnomjerno raspoređuje pritisak stezanja i sprječava da glava vijka ili matica prorežu sloj aluminijevog oksida. Oštećeni oksidni sloj stvara malu aktivnu anodu koja pojačava lokalizirani napad, tako da ravna podloška pravilne veličine ispod glave i matice čuva cjelovitost aluminijske površine i smanjuje rizik od korozije u pukotinama.
SS304 DIN125/GB97 M10 ravne podloške za aluminijske sklopove Ove precizne plosnate podloške od nehrđajućeg čelika 304, veličine za pričvršćivače M10, ravnomjerno raspoređuju opterećenje stezanja i štite sloj aluminijevog oksida. Idealno za smanjenje rizika od korozije u pukotinama u postojećim sklopovima. Pogledajte proizvod → Zapečati spoj
Nanesite brtvilo ili mastiks oko otvora za spajanje kako biste isključili vlagu. Ako elektrolit ne dospije do spoja, galvanski članak ne može raditi. Ovo je često najpraktičnija rekonstrukcija za postojeće sklopove, ali brtvilo se mora povremeno pregledavati jer se razgrađuje pod utjecajem UV zračenja i mehaničkog savijanja.
Smanjite površinu katode
Neka površina od nehrđajućeg čelika bude mala u odnosu na aluminijsku anodu. Izbjegavajte grupiranje velikih ploča od nehrđajućeg čelika, nosača ili višestrukih spojnih elemenata u ograničenom području, jer svaka dodatna površina katode povećava potražnju za aluminijem.
Dizajn za drenažu
Uklonite vodene zamke na mjestima pričvršćivanja. Horizontalne površine na kojima se voda nakuplja na pričvršćivaču su mjesta visokog rizika. Nagnite spoj ili dodajte odvodne kanale tako da vlaga ne može sjediti na spojnici i okolnom aluminiju.
Odabir spojnih elemenata od nehrđajućeg čelika za aluminijske sklopove
Kada se odluka svede na vijak od nehrđajućeg čelika na aluminijskoj strukturi, stupanj, standard i geometrija pričvršćivača jednako su važni kao i detalji ugradnje.
Za aluminijske okvire opće namjene u zaštićenim ili zatvorenim okruženjima, šesterokutni vijci SS304 isporučeni prema DIN933 ili GB5783 provjeren su i ekonomičan izbor. Pružaju pouzdanu otpornost na koroziju tamo gdje kloridi nisu glavni faktor, a njihova mehanička svojstva dobro su usklađena sa standardnim aluminijskim ekstruzijama.
SS304 DIN933 M10 vijci sa šesterokutnom glavom za opću unutarnju upotrebu Praktičan izbor za zaštićeni aluminijski okvir, ovi šesterokutni vijci od nehrđajućeg čelika A2-70 nude pouzdanu otpornost na koroziju i visoku nosivost bez viših troškova nehrđajućeg čelika 316. Pogledajte proizvod → Za izloženost obali, moru ili kemijskim procesima sigurnija je specifikacija šesterokutnih vijaka SS316. Dodatak molibdena od 2 do 3 posto poboljšava otpornost na piting u kloridnim okruženjima, što izravno smanjuje rizik od lokaliziranog napada na spoju spajala i aluminija. Veći trošak materijala je trivijalan u usporedbi s troškom izrezivanja i zamjene korodiranih aluminijskih dijelova na terenu. Naša usporedba 304 u odnosu na 316 šesterokutne vijke od nehrđajućeg čelika objašnjava jaz u izvedbi u praktičnom smislu.
SS316 DIN933 M10 vijci sa šesterokutnom glavom za pomorska okruženja Izrađeni od nehrđajućeg čelika A4-80 s molibdenom, ovi šesterokutni vijci pružaju vrhunsku otpornost na rupičastu pojavu u obalnim okruženjima bogatim kloridima ili okruženjima kemijskih procesa, smanjujući lokaliziranu koroziju na navojima pričvršćivača. Pogledajte proizvod → Kupci također zanemaruju navojni dio pričvršćivača. Korijen niti je po prirodi pukotina i zadržava vlagu na aluminijskoj površini. U morskoj atmosferi, vijak 304 može razviti plitke udubine i promjenu boje nalik hrđi od ugrađenih čestica željeza, dok 316 obično ostaje čist. Ta je razlika najvažnija kada navoji pričvršćivača prolaze izravno kroz rupu u aluminijskom elementu.
Savjeti za nabavu i specifikacije
Prilikom naručivanja spojnica od nehrđajućeg čelika za aluminijske konstrukcije, izričito navedite standard, kvalitetu materijala i stanje površine. DIN933 za šesterokutne vijke, DIN934 za šesterokutne matice i DIN125 za ravne podloške priznati su u međunarodnim projektima. Zatražite od dobavljača potvrde o ispitivanju materijala koji pokrivaju kemijski sastav i, prema potrebi, mehanička svojstva.
Obratite pozornost na završnu obradu površine. Lušteni i pasivirani nehrđajući čelik daleko se bolje odupire koroziji od valjanog ili nepropisno očišćenog materijala. Jeftini spojni elementi koji se prodaju kao nehrđajući ponekad su izrađeni od niskokvalitetnog čelika s tankim slojem kroma; testiranje pasivizacije ili jednostavna magnetska provjera mogu otkriti najgore od njih.
Za veće projekte surađujte s proizvođačem koji može isporučiti vijke, matice, podloške i navojne šipke iz jedne proizvodne linije uz dosljednu sljedivost kvalitete. Pouzdan dobavljač također će preporučiti ispravne veličine podloška, duljine navoja i vrijednosti zakretnog momenta, što sve utječe na dugoročne performanse aluminijskih vijčanih spojeva. The kompletan katalog zatvarača pokriva šesterokutne vijke, matice, podloške, navojne šipke i druge spojne elemente od nehrđajućeg čelika s punim podacima o dimenzijama.
Most br. 2, cesta Chuangxin, grad Dainan, grad Xinghua, grad Taizhou, provincija Jiangsu 
+86-17315333748(Wechat)
+86-17315333748(Wechat/Whatsapp)
