Izolacijske podloške za galvansku koroziju: materijali i vodič za ugradnju

Zašto su izolacijske podloške važne u sklopovima od nehrđajućeg aluminija i aluminija

Vijak od nehrđajućeg čelika uvučen ravno u aluminijski nosač izgleda dobro prvog dana. Dodajte nekoliko mjeseci kiše ili obalne vlage, i aluminij oko rupe za vijak počinje se kredati, udubljivati ​​i gubiti čvrsto držanje navoja. To je galvanska korozija, a počinje u trenutku kada se dva različita metala dodirnu u prisutnosti vlage.

Aluminij se nalazi daleko ispod nehrđajućeg čelika na elektrokemijskoj ljestvici, s potencijalnom razlikom od otprilike 0,5 do 0,6 volti između njih dvoje u tipičnom vanjskom okruženju. Aluminij postaje anoda i korodira; nehrđajući čelik djeluje kao katoda i ostaje uglavnom netaknut. Što je širi razmak između dva metala na galvanskom nizu i što je veća površina nehrđajućeg čelika u odnosu na aluminij, ova reakcija teče brže.

Izolacijska podloška prekida taj krug fizičkim odvajanjem glave pričvršćivača od aluminijske površine. Za detaljniju analizu načina na koji se ova reakcija odvija u različitim okruženjima i vrstama nehrđajućeg čelika, pogledajte ovo širi vodič za sprječavanje galvanske korozije između nehrđajućeg čelika i aluminija . Ostatak ovog članka fokusiran je posebno na samu perilicu: od čega je napravljena, kako je postaviti i gdje ističe njena zaštita.

Usporedba uobičajenih izolacijskih materijala za pranje

Ne ponašaju se sve nevodljive perilice na isti način pod opterećenjem, toplinom ili godinama izloženosti vanjskom prostoru. Odabir pogrešnog materijala može značiti podlošku koja savršeno izolira na dan postavljanja i puzi, puca ili se ravno stisne u roku od godinu dana.

Najlon pokriva većinu općih sklopova po najnižoj cijeni, ali puzi pod stalnim pritiskom stezanja, zbog čega okretni moment može tiho pasti unutar prve godine. Laminati G10 i G11 koštaju više, ali zadržavaju svoj oblik pod stvarnim prednaprezanjem, što ih čini češćim izborom u strukturnim spojevima ili spojevima koji su kritični zbog klizanja. Koji god materijal da se koristi, i dalje mu je potrebna krutost plosnate podloške od nehrđajućeg čelika za raspodjelu opterećenja naslagani između glave pričvršćivača i polimera, tako da se mekani izolacijski materijal ne zgnječi izravno glavom vijka.

Kako ispravno postaviti izolacijske podloške

Perilica radi samo ako pokriva cijelo kontaktno sučelje. Podloška koja je malo manja ili ona koja se pomiče izvan središta tijekom zatezanja ostavlja komadić golog aluminija koji dodiruje goli nehrđajući metal — a taj komadić je sve što je potrebno za ponovno pokretanje galvanske reakcije, samo koncentrirano na manjem području.

Potpuna izolacija znači liječenje potkoljenice, a ne samo glave. Ako sama osovina vijka dodiruje aluminijski otvor, potrebna je plastična ili PTFE čahura oko drške uz podlošku ispod glave; inače drška postaje nova kontaktna točka. Na vijčanim spojevima to obično znači izolacijsku čahuru, izolacijsku podlošku ispod glave i drugu ispod matice.

Redoslijed slaganja također je važan. Uobičajeni kvar je postavljanje izolacijske podloške izravno na glavu pričvršćivača bez ičega drugoga, što dopušta oštrom rubu glave da se zarije u meki polimer tijekom zatezanja i na kraju ga probije. Postavljanje krute nehrđajuće podloške između glave pričvršćivača i izolacijske podloške raspoređuje opterećenje i održava polimer netaknutim tijekom vijeka spoja.

Što izolacijske podloške ne mogu popraviti

Izolacijske podloške izoliraju samo površine koje fizički pokrivaju. Ako se vijak od nehrđajućeg čelika uvije izravno u aluminijsku rupu s narezom, navoji ostaju u električnom kontaktu duž cijele svoje uključene duljine bez obzira na to koja se podloška nalazi ispod glave. Tehnički pregled Australskog udruženja za razvoj nehrđajućeg čelika navodi da se često koristi nehrđajući vijak u aluminiju iako je korozija aluminija neposredno oko nehrđajućeg čelika vrlo moguća, upravo zato što se sam navojni spoj ne može izolirati podloškom.

Za zahvaćanje navoja u aluminij, podlošku je potrebno upariti s zasebnom strategijom: tvrdo anodiziranje aluminijskog provrta, nanošenje neprovodljive smjese protiv zapinjanja na navoje ili u zahtjevnijim primjenama, izolaciju navojne šipke od nehrđajućeg čelika za izolirane prirubničke sklopove raspored gdje nosiva nit nikad ne dolazi u izravni dodir s aluminijem.

Mehanička čvrstoća druga je granica koju vrijedi planirati. Polimerne podloške općenito ne mogu podnijeti predopterećenje spojeva koji su kritični za veliki zakretni moment ili klizanje, a da se na kraju ne deformiraju, tako da je za kritične strukturalne spojeve često potreban metalni umetak ili laminatna podloška umjesto običnog najlona. Rano utvrđivanje ove razlike izbjegava naknadnu ugradnju, kada spoj koji se činio sigurnim pri ugradnji počne popuštati nakon sezone toplinskih ciklusa.

Odabir odgovarajućeg nehrđajućeg spoja za izolirane spojeve

Perilica je samo jedan dio sklopa. Vrsta pričvršćivača jednako je važna, posebno u obalnim ili morskim okruženjima gdje izloženost kloridima ubrzava svaku koroziju koja ipak prođe. Za smjernice o birajući između 304 i 316 razreda nehrđajućih vijaka , sadržaj molibdena u 316 čini ga pouzdanijim izborom gdje god su solna sprej ili kemikalije za pranje dio okoliša.

Potpuni izolirani spoj obično se kombinira vijci sa šesterokutnom glavom od nehrđajućeg čelika u odgovarajućem stupnju, krutu metalnu podlošku na glavi vijka, samu izolacijsku podlošku i — gdje je vibracija faktor — opružna podloška od nehrđajućeg čelika za održavanje napetosti stezanja ispod matice. Izostavljanje bilo kojeg od ovih elemenata ima tendenciju da se pokaže kao problem održavanja u roku od godinu ili dvije, obično kao olabavljeni spoj ili prsten od bijelog proizvoda korozije oko zatvarača.

Nijedna od ovih komponenti sama po sebi nije egzotična ili skupa. Trošak postavljanja ispravnog snopa prvi put djelić je onoga što je potrebno za bušenje zaglavljenog, korodiranog zatvarača i popravak aluminija oko njega kasnije.