135 NUMARALI MAKALE | Ucuz Pencere Tutucularının Perçinlerinden İlk Önce Paslanmasının Sebebi
135 NUMARALI MAKALE | Ucuz Pencere Tutucularının Perçinlerinden İlk Önce Paslanmasının Sebebi
Opencere sürtünmesi kalmasıZorlu çevre koşullarında yıllarca güvenilir bir şekilde çalışması beklenir. Şiddetli yağmura, kıyı tuzlu su püskürtmesine ve yoğuşma döngüsüne maruz kalan bu ürün, hem yapısal bütünlüğünü hem de kalibre edilmiş sürtünme özelliklerini korumalıdır. Ancak saha deneyimi, düşük kaliteli donanımlarda sürekli olarak tahmin edilebilir bir arıza modelini ortaya koymaktadır: korozyon, bileşen boyunca eşit olarak değil, perçin bağlantılarında dikkat çekici bir seçicilikle başlar. Perçin başları, gövdeleri ve hemen çevresindeki metal, pasın oluştuğu anotik bölgeler haline gelirken, bitişik alanlar nispeten etkilenmeden kalır. Bu lokalizasyon ne rastgele ne de kaçınılmazdır; üretim maliyetini düşürmek için alınan belirli mühendislik kararlarının doğrudan bir sonucudur.
Perçin, Elektrokimyasal Hücre Olarak
Bir perçinpencere sürtünmesi kalmasıPerçinleme, metal katmanlar arasında kalıcı bir bağlantı oluşturur ve tipik olarak bağlantı kolunu kayar pabuca veya pencere braketini çerçeveye sabitler. Perçinleme işlemi, hizalanmış deliklerden sünek bir metal pimi geçirmeyi ve kuyruğunu deforme ederek ikinci bir başlık oluşturmayı, böylece katmanları artık çekme gerilimi altında sıkıştırmayı içerir. Bu, çatlak korozyonu için hassas koşullar yaratır. Perçin gövdesi ile delik duvarı arasındaki arayüz, yerel kimyasal ortamın ana yüzeyden önemli ölçüde farklılaştığı, 0,05 ila 0,15 milimetre genişliğinde dar bir boşluk olan tıkanmış bir bölge oluşturur. Oksijen bu dar çatlağa etkili bir şekilde yayılamaz, metal çözünmesi devam ederken oksijen azalır ve fazla metal iyonu üretir. Dış ortamdan gelen klorür iyonları, yük nötrlüğünü korumak için içeri göç eder ve hidrolize olarak hidroklorik asit üreten metal klorürler oluşturur. Çatlak içindeki pH 2 veya 3'e düşebilir ve metal çözünmesini hızlandıran agresif asidik bir mikro ortam oluşturabilir. Bu sırada, çatlağa bitişik ve hala oksijene maruz kalan dış yüzey katot görevi görür. Bu durum, çatlağın iç kısmının anodik olarak çözündüğü, dış kısmının ise katodik olarak korunduğu, kendi kendini sürdüren bir korozyon hücresi oluşturur.
Galvanik Bağlantı: Gizli Pil
Bütçepencere sürtünmesi kalmasıTasarımlar, istem dışı galvanik bağlantı yoluyla çatlak korozyonu sorununu sıklıkla daha da kötüleştirir. Kaliteli paslanmaz çelik desteklerde, tüm bileşenler aynı kaliteden (tipik olarak 304 veya 316 östenitik paslanmaz çelik) üretilir, bu nedenle önemli bir galvanik itici güç yoktur. Bununla birlikte, daha ucuz montajlarda, güçlü galvanik bağlantılar oluşturacak şekilde malzemeler değiştirilir. Yaygın bir maliyet düşürme stratejisi, ray ve kollar için paslanmaz çelik kullanırken, perçinleri çinko kaplı karbon çelik veya alüminyum alaşımından oluşturmaktır. Nemli havaya maruz kalan herhangi bir yüzeydeki nem filmi olan bir elektrolit varlığında farklı metaller temas ettiğinde, bir galvanik hücre oluşur. Daha elektronegatif metal anot olur ve öncelikli olarak korozyona uğrar. Galvanik seride, çinko doymuş kalomel elektroda göre yaklaşık -1,0 voltta yer alırken, pasif 304 paslanmaz çelik -0,05 ila +0,10 volt civarında yer alır. İki paslanmaz çelik kolu birbirine bağlayan çinko kaplı çelik perçin, elverişsiz katot-anot alan oranı nedeniyle son derece yüksek galvanik akım yoğunluğuna sahip bir kurban anot haline gelir; küçük bir anotun büyük bir katoda bağlanması, galvanik korozyon için en kötü durum konfigürasyonunu temsil eder.
Perçin ucunda gerilim korozyonu çatlaması
Bir perçinleme işlemipencere sürtünmesi kalmasıBu durum, üçüncü bir bozulma mekanizmasını mümkün kılan artık çekme gerilimlerini ortaya çıkarır: gerilim korozyonu çatlaması. Montaj sırasında, perçin kuyruğu plastik olarak deforme olur ve gövde, gövdenin şekillendirilmiş başlıkla birleştiği geçiş yarıçapında önemli artık çekme gerilimi altında kalır. Östenitik paslanmaz çeliklerde, gerilim korozyonu çatlaması, bir eşik değerinin üzerinde çekme gerilimi, klorür açısından zengin aşındırıcı bir ortam ve hassas bir mikro yapı gerektirir. Perçin deliği arayüzündeki çatlak, klorür ortamını sağlar. Perçinlemeden kaynaklanan artık çekme gerilimi, mekanik itici gücü sağlar. Ve mikro yapısal özellikler—uygunsuz ısıl işlemden kaynaklanan hassaslaşmış tane sınırları veya soğuk işlenmiş 300 serisi paslanmaz çelikte gerilme kaynaklı martensit—metalurjik hassasiyeti sağlar. Çatlaklar, hem gerilimin hem de klorür konsantrasyonlarının en yüksek olduğu çatlak kökünde başlayarak, tane sınırları veya taneler arası yarılma düzlemleri boyunca yayılır. Bu çatlaklar bağlantı içinde gizli olduğundan, tespit edilmeden önce perçin kesitinin önemli bir bölümüne kadar yayılabilirler. Dışarıdan sağlam görünen bir perçin, taşıma alanının %50 veya daha fazlasını kaybetmiş olabilir ve bu da rüzgarın etkisiyle tamamen kırılmayı tetikleyebilecek gizli bir arıza yaratabilir.
Yüzey Bitirme ve Pasivasyon Eksiklikleri
Perçinlerin yüzey durumupencere sürtünmesi kalmasıKorozyonun başlamasını belirleyici şekilde etkiler. Kaliteli paslanmaz çelik perçinler, serbest demiri uzaklaştıran ve düzgün bir krom oksit pasif tabakasının oluşumunu destekleyen nitrik veya sitrik asit kullanılarak yapılan kimyasal bir işlem olan pasivasyona tabi tutulur. Bu tabaka, paslanmaz çeliğe korozyon direnci kazandırarak korozyon oranını üç ila beş kat azaltır. Pasivasyon ayrıca, aksi takdirde yerel galvanik anotlar olarak işlev görecek olan, işleme sırasında gömülü mikroskobik demir parçacıklarını da uzaklaştırır. Bütçe üreticileri, işlem süresini ve kimyasal maliyetleri azaltmak için genellikle pasivasyonu ortadan kaldırır. Pasivasyon uygulanmamış perçinler, yüzey kirliliği ve bozulmuş bir oksit tabakası taşır ve bu da yerel korozyon için çok sayıda başlangıç noktası sağlar. Mekanik son işlem süreçleri (tamburlama, varil parlatma veya aşındırıcı temizleme) kimyasal pasivasyonun yerini aldığında durum daha da kötüleşir. Bu işlemler aşındırıcı parçacıkları gömer, yüzeyi sertleştirir ve alttaki metalden elektrokimyasal olarak daha aktif olan bozulmuş, gerilimli bir tabaka oluşturur.
Tasarım Çözümleri ve Malzeme Seçimi
Perçinlerin erken korozyona uğramasını önlemekpencere sürtünmesi kalmasıUygun malzeme seçimi ve korozyona duyarlı tasarım gerektirir. Kıyı ortamları için, perçinler de dahil olmak üzere tüm bileşenler, minimum 25 PREN değeri sağlayacak şekilde, %2,0 ila %2,5 molibden içeriğine sahip 316 östenitik paslanmaz çelikten üretilmelidir. Tüm paslanmaz çelik bileşenler, işleme işlemleri tamamlandıktan sonra pasifleştirilmelidir. Perçin bağlantı tasarımı, nemi dışarıda tutacak özellikler içermelidir: kapalı perçinler ve sızdırmazlık rondelaları, montaj sırasında uygulanan nem giderici korozyon inhibitörleri veya yarık içinde kürleşen ve nem girişini önleyen anaerobik diş kilitleme bileşikleri. Katot-anot alan oranı, tüm bileşenlerin elektrokimyasal olarak uyumlu olmasını sağlayarak yönetilmelidir. Düzenli bakım—klorür birikintilerini gidermek için tatlı su ile temizleme ve açıkta kalan perçin başlarına hafif koruyucu yağlayıcı uygulama—hizmet ömrünü önemli ölçüde uzatabilir.
Çözüm
Ucuz malzemelerde perçinlerin korozyonupencere sürtünmesi kalmasıBu, belirli maliyet düşürme kararlarının elektrokimyasal olarak belirlenmiş bir sonucudur. Perçin bağlantısı, klorür saldırısını yoğunlaştıran çatlak geometrisi oluşturur. Malzeme ikamesi, tercihli perçin çözünmesini tetikleyen galvanik çiftler oluşturur. Pasivasyonun ortadan kaldırılması, lokalize korozyonu başlatan yüzey kirliliğine yol açar. Perçinlemeden kaynaklanan artık gerilimler, gizli gerilim korozyonu çatlaması için koşullar yaratır. Bir kıyı tesisinde üç ila beş yıl içinde perçinlerinden kopan bir destek, iskele, işçilik ve aksama gibi değiştirme maliyetlerine yol açarak, ilk satın alma tasarrufunu gölgede bırakır. Ürün çiziminde çok küçük görünen perçin, korozyon mühendisliğinin kurulu ortamın sert gerçekliğiyle buluştuğu bileşen olduğunu kanıtlar.
