Boltar, rær, skrúfurog aðrar festingar eru næmar fyrir tæringu eftir langa-þjónustu, sem skerðir stöðugleika og öryggi vélrænna tenginga. Á vöruhönnunarfasa verða verkfræðingar að velja vandlega efni, yfirborðshúðun og hlífðarhúð í samræmi við raunverulegt þjónustuumhverfi til að draga úr tæringu, koma í veg fyrir versnandi afköst og endingartíma tap og tryggja heildar rekstraráreiðanleika vélbúnaðar. Þessi grein útfærir kerfisbundið algengar tæringarhamir, innra kerfi og verndarreglur yfirborðshúðunar fyrir festingar, veitir tæknilega aðstoð við efnisval og -tæringarvörn á festingarvörum.

1. Grunnhugmynd um tæringu

Málmtæring vísar til eyðileggjandi niðurbrots á málmhvarfefnum af völdum efna- eða rafefnafræðilegra samskipta við umhverfismiðla og það er ein algengasta bilunaraðferð vélrænna festinga.

Hrein efnatæring á sér stað þegar festingar hafa beint samband við ætandi efnafræðileg efni án þátttöku rafstraums. Til dæmis getur raflausn sem lekur rafhlöðu eytt beint yfirborð festinga og skemmt grunnefni. Í raunverulegri iðnaðarþjónustu stafar flestar tæringarbilanir í festingum vegna óbeinna rafefnafræðilegra viðbragða, venjulega þar með talið stálryð og galvanísk tæringu.

Útbreiðsla tæringar í festingum líkist rotnun tanna. Það er upprunnið frá örsmáum ósýnilegum göllum og dreifist hratt og grefur smám saman undan byggingarheilleika snittari samskeyti. Framsækin tæring eyðir undirlagi úr málmi, dregur úr vélrænni styrk og leiðir að lokum til þess að festingar losna eða brotna. Að auki geta galvanísk viðbrögð einnig valdið tæringarskemmdum á aðliggjandi tengdum íhlutum.

Burtséð frá hefðbundinni styrkdempun getur tæring valdið tveimur sérstökum bilunartegundum. Í fyrsta lagi er tæringarbilun af völdum streitu- eins og vetnisbrot vegna tengiáhrifa tæringar og togspennu. Annað er tæringarþreytabilun, þar sem örsprungur sem myndast á tærðum svæðum stækka stöðugt undir álagi til skiptis og valda að lokum þreytubrotum á festingum.

Óviðeigandi efnisval er lykilorsök efnatæringar. Efnatæring á sér stað þegar festingarefni eru leysanleg í ætandi miðlum. Til dæmis venjulegtboltar úr kolefnisstálileysist hratt upp og tærist þegar það verður fyrir saltsýru. Fyrir alvarlegt og fyrirsjáanlegt ætandi umhverfi eru tæringarþolnar málmblöndur eins og ryðfríu stáli og nikkel-undirstaða málmblöndur valin. Á sama tíma er hægt að nota þétta og ógegndræpa hlífðarhúð til að einangra ætandi miðla í grundvallaratriðum og forðast efnafræðilega tæringu.

Í iðnaðarnotkun einkennist tæring festinga af rafefnafræðilegri tæringu sem knúin er áfram af örsjálfráðum straumum, sem hefur hraðari útbreiðsluhraða og breiðari skaðasvið. Rafefnafræðileg tæring byggir á fjórum ómissandi skilyrðum: rafskauts- og bakskautssvæðum, leiðandi raflausn, hugsanlegum mismun og lokuðum leiðandi lykkjum. Stöðug rafefnafræðileg tæring mun halda áfram þegar öll skilyrði eru uppfyllt.

1.1 Tæringarkerfi kolefnisstáls

Ryð er dæmigerðasta og grundvallarform rafefnafræðilegrar tæringar fyrir stálefni. Þegar vatnsdropar festast við stályfirborð myndast hugsanlegur munur á viðmótinu milli stálhvarfsins og vatnskennda raflausnarinnar, sem myndar ör rafstrauma og kemur af stað ryðviðbrögðum. Oxunarhvörf eiga sér stað á rafskautasvæðum, þar sem járnatóm jónast og leysast upp í raflausnina. Að sama skapi eiga sér stað afoxunarhvörf á bakskautssvæðum þar sem súrefni í andrúmsloftinu hvarfast við vatn og myndar hýdroxíðjónir.

Járnjónir sameinast hýdroxíðjónum í raflausninni og mynda járnoxíðútfellingar, nefnilega ryð, á yfirborði festinga. Langtíma -útsetning fyrir rakt umhverfi viðheldur hringlaga rafefnafræðilegum viðbrögðum, sem leiðir til sífelldrar undirlagsrofs og versnandi rýrnunar.

1.2 Galvanísk tæring

Galvanísk tæring, einnig skilgreind sem ósvipuð málmtæring, er dæmigerður rafefnafræðilegur tæringarhamur. Í samræmi við almenna rafefnafræðilega tæringu, það krefst fjögurra nauðsynlegra skilyrða: rafskaut, bakskaut, raflausn og möguleikamun. Lokuð tæringarlykkja myndast þegar tveir ólíkir málmar með mismunandi rafskautsgetu eru í beinni snertingu.

Þegar tveir, ólíkir málmar, sem hafa samband, verða fyrir raflausn, virkar málmurinn með hærri rafskautsgetu sem bakskaut, en sá sem hefur minni möguleika þjónar sem rafskaut. Í lokuðu lykkjunni eru frumeindir anodic málmsins stöðugt jónuð og neytt, sem leiðir til versnandi tæringarbilunar. Stærri hugsanlegur munur á málmunum tveimur mun flýta fyrir og auka galvaníska tæringu.

Galvanic röð borðið er mikilvæg leiðbeining fyrir-tæringarvörn festinga. Staða hvers málms í töflunni táknar rafskautsgetustig hans. Því lengra sem málmarnir tveir eru aðskildir í röðinni, því meiri möguleika munur þeirra og því meiri hætta á galvanískri tæringu. Til dæmis liggja magnesíumblendi og platína í ystu endum seríunnar, sem gerir þau að ósamrýmanlegri samsetningu. Aftur á móti framleiða málmar með svipuð hugsanleg gildi hverfandi rafefnafræðileg viðbrögð og hafa litla tæringarhættu.

Alvarleiki galvanískrar tæringar ræðst af þremur kjarnaþáttum:

(1) Möguleiki: Bil tveggja málma í galvanískri röð ákvarðar beint tæringarstigið. Samsetning álhluta og 316 íhluta úr ryðfríu stáli verður fyrir alvarlegri galvanískri tæringu en samsvörun kolefnisstáls og tinhluta.

(2) Raflausnvirkni: Hærri jónastyrkur bætir leiðni raflausnar og flýtir fyrir tæringarviðbrögðum. Saltvatn inniheldur mikið af jónum og þjónar sem mun virkari raflausn en afjónað vatn, sem leiðir til hraðari galvanískrar tæringar í saltumhverfi.

(3) Bakskauts-flatarmálshlutfall: Stærra bakskautflatarmál miðað við rafskautið eykur tæringu á rafskautinu verulega. Til dæmis virka litlar álfestingar sem settar eru saman á stórar ryðfríu stálplötur sem örsmá skaut og tærast hratt í raflausnaumhverfi. Þvert á móti lítiðfestingar úr ryðfríu stálipassa við stórar álplötur mynda lítið bakskautssvæði, takmarka tæringu við snertibrúnina og draga úr heildarskemmdum.

1.3 Fretting tæring

Fretting tæring er sérstakur ó-efnafræðilegur og ó-rafefnafræðilegur tæringarhamur, sem venjulega á sér stað við mikla-álagsnúning. Hlutfallsleg rennibraut og samfelld þjöppun á milli hliðarflata slitnar á innfæddum hlífðaroxíðfilmum festinga. Nýlega óvarið ferskt málmundirlag snertir beint ytra umhverfið og verður fyrir hraðri tæringu.

Festingar úr ryðfríu stáli, ál og títan eru mjög viðkvæmar fyrir tæringu. Burðaryfirborð þeirra og þráðarmótunarsvæði eru algjörlega háð hlífðaroxíðfilmum fyrir tæringarþol. Þegar oxíðlögin eru slitin í burtu mun undirlagið verða fyrir stöðugum og stigvaxandi tæringarskemmdum.

1.4 Sprungutæring

Sprungutæring er falinn staðbundinn rafefnafræðilegur tæringarhamur. Það kemur fyrir í þröngum málmeyðum, skánum, bogabreytingum og svæðum sem eru viðkvæm fyrir ryksöfnun og vökvasöfnun. Mismunur á styrk raflausnar innan og utan þröngra bilanna kallar fram staðbundin rafefnafræðileg viðbrögð og veldur sértækum tæringarskemmdum á innra málmhvarfefni.

Sprungutæring er staðbundin og erfitt að greina hana á fyrstu stigum, sem getur leitt til alvarlegs skemmda á burðarvirki eftir langvarandi-uppsöfnun. Á sama tíma mun stór hluti atómvetnis sem myndast við sprungutæringu frásogast af málmfylki, sem veldur auðveldlega vetnisbroti og eykur hættu á brotum á festingum.

1.5 Pitting tæringu

Pitting tæring er mjög staðbundið tæringarform sem myndar örsmáar gryfjur á málmyfirborði. Þessir upphaflegu örgalla dýpka smám saman og þenjast út í augljósar stórsæjar tæringargryfjur með viðvarandi tæringarviðbrögðum.

Í samanburði við aðra tæringarham hefur tæring í holum takmörkuð áhrif á heildarbyggingarheilleika og vélrænni frammistöðu festinga án þess að valda hraðri bilun. Kjarni vélbúnaður þess liggur í staðbundnum súrefnisskorti á málmyfirborðinu, sem myndar sjálfstæð anodísk svæði, kallar fram staðbundin rafefnafræðileg viðbrögð og þróast að lokum í djúpar tæringarholur.

2. Verndarbúnaður festinga

Byggt á ofangreindum tæringaraðferðum er hægt að samþykkja markvissa burðarvirki og verndarráðstafanir til að stöðva tæringarskilyrði og bæla rafefnafræðileg viðbrögð. Það eru fjórar kjarna ryðvarnarkerfi fyrir festingar, sem hægt er að beita sjálfstætt eða í sameiningu til að ná hámarksvörn gegn-tæringu.

2.1 Hindrunarvörn

Hindrunarvörn er grunn-tæringaraðferðin. Þétt og samfellt hlífðarhúð er þakið málmyfirborðinu til að einangra undirlagið frá ætandi miðlum og hindra útbreiðslu tæringarleiða. Hlífðaráhrif þess fer algjörlega eftir heilleika lagsins. Ósnortinn húðun veitir langtíma-stöðugleika gegn-tæringarvörn, en rispur, flögnun eða slit munu afhjúpa undirlagið og valda strax tæringu. Dæmigerð notkun felur í sér málningarfilmur og önnur hlífðarhúð sem ekki er-málmi.

2.2 Fórnarskautsvörn

Fórnarskautvarnarbúnaðurinn notar virkara yfirborðshúð sem tærir helst til að vernda málmundirlagið. Þessi verndandi áhrif vara aðeins þegar fórnarhúðin er fullkomin. Þegar húðunin er alveg neytt verður undirlagið afhjúpað og tært. Raf-galvanhúðuð húðun er dæmigerð notkun þessa vélbúnaðar, þar sem sink með meiri efnavirkni tærir helst til að vernda hvarfefni úr kolefnisstáli.

2.3 Passivation Layer Protection Mechanism

Aðgerðarvörn byggir á óvirkum, þéttum oxíðfilmum sem myndast sjálfkrafa á málmyfirborði. Efnafræðilega stöðuga aðgerðaleysislagið einangrar ytri ætandi efni og veitir langtíma -vörn gegn-tæringu.Festingarúr ryðfríu stáli, títan ál og álblöndu ná varanlegu tæringarþoli með innfæddum passiveringsfilmum sínum.

2.4 Sjálfgræðandi verndarkerfi.-

Sjálf-græðandi vörn er háþróuð og-áreiðanleg and-tæringartækni. Lítilsháttar skemmdir á hlífðarhúð eða passiveringsfilmum er hægt að gera af sjálfu sér í náttúrulegu umhverfi til að viðhalda stöðugri verndandi frammistöðu. Þó að notkunarsvið þess sé takmarkað skilar það framúrskarandi tæringarstöðugleika-. Aðgerðafilman úr austenitískum ryðfríu stáli býr yfir framúrskarandi sjálfgræðslugetu, sem getur endurnýjast hratt eftir minniháttar skemmdir og endurheimt tæringarþol.

3. Niðurstaða

Festingar verða fyrir margvíslegri tæringaráhættu, þar á meðal efnatæringu, rafefnafræðilegri tæringu, slittæringu, sprungutæringu og holatæringu, sem allt skemmir burðarvirki og dregur úr áreiðanleika tenginga. Þess vegna verða verkfræðingar að meta að fullu hugsanlegar tæringargerðir og bilunaráhættu í samræmi við þjónustuskilyrði og umhverfiseiginleika í verkfræðilegri hönnun og hagnýtri notkun. Sanngjarnt efnisval, fínstillt samsvörun á húðun og húðun og endurbætur á burðarvirki geta í raun komið í veg fyrir eða seinkað tæringarbilun, tryggt langtímastöðugleika snittari tenginga og örugga notkun vélræns búnaðar.