Izolačné podložky pre galvanickú koróziu: Sprievodca materiálmi a inštaláciou

Prečo sú izolačné podložky dôležité v hliníkovo-nerezových zostavách

Nerezová skrutka zaskrutkovaná priamo do hliníkovej konzoly vyzerá v prvý deň dobre. Pridajte niekoľko mesiacov dažďa alebo pobrežnej vlhkosti a hliník okolo otvoru pre skrutku začne kriedovať, jamkovať a strácať priľnavosť na závite. To je galvanická korózia a začína vo chvíli, keď sa dva rozdielne kovy dotýkajú v prítomnosti vlhkosti.

Hliník je v elektrochemickom meradle hlboko pod nehrdzavejúcou oceľou, pričom potenciálny rozdiel je približne 0,5 až 0,6 voltov medzi nimi v typickom vonkajšom prostredí. Hliník sa stáva anódou a koroduje; nehrdzavejúca oceľ funguje ako katóda a zostáva do značnej miery nedotknutá. Čím väčšia je medzera medzi dvoma kovmi na galvanickej sérii a čím väčšia je plocha nehrdzavejúceho povrchu v porovnaní s hliníkom, tým rýchlejšie táto reakcia prebieha.

Izolačná podložka preruší tento obvod fyzickým oddelením hlavy upevňovača od hliníkového povrchu. Podrobnejší prehľad o tom, ako sa táto reakcia prejavuje v rôznych prostrediach a triedach nehrdzavejúcej ocele, nájdete tu širší návod na zabránenie galvanickej korózii medzi nerezom a hliníkom . Zvyšok tohto článku sa zameriava konkrétne na samotnú podložku: z čoho je vyrobená, ako ju namontovať a kde končí jej ochrana.

Porovnanie bežných materiálov izolačných podložiek

Nie všetky nevodivé podložky sa správajú rovnako pri zaťažení, horúčave alebo rokoch vystavenia vonku. Výber nesprávneho materiálu môže znamenať, že podložka v deň inštalácie dokonale izoluje a do jedného roka sa poškriabe, praskne alebo sa stlačí.

Nylon pokrýva väčšinu všeobecných zostáv pri najnižších nákladoch, ale pri trvalom upínacom tlaku sa plazí, a preto môže krútiaci moment v priebehu prvého roka potichu klesnúť. Lamináty G10 a G11 sú drahšie, ale držia svoj tvar pri skutočnom predpätí, vďaka čomu sú bežnejšou voľbou v štrukturálnych alebo kritických spojoch. Bez ohľadu na to, aký materiál je použitý, stále potrebuje pevný ploché podložky z nehrdzavejúcej ocele pre rozloženie záťaže naskladané medzi hlavou upevňovacieho prvku a polymérom, takže mäkký izolačný materiál nie je rozdrvený priamo hlavou skrutky.

Ako správne nainštalovať izolačné podložky

Podložka funguje iba vtedy, ak pokrýva celé kontaktné rozhranie. Podložka, ktorá je mierne poddimenzovaná, alebo podložka, ktorá sa počas uťahovania posúva mimo stredu, zanecháva úlomok holého hliníka dotýkajúci sa holých nehrdzavejúcich – a tento úlomok je všetko, čo je potrebné na opätovné spustenie galvanickej reakcie, len sústredený na menšiu plochu.

Úplná izolácia znamená ošetrenie drieku, nielen hlavy. Ak sa samotný hriadeľ skrutky dotýka hliníkového vývrtu, je okrem podložky pod hlavou potrebná plastová alebo PTFE manžeta okolo drieku; v opačnom prípade sa stopka stane novým kontaktným bodom. Na skrutkových spojoch to zvyčajne znamená izolačnú objímku, izolačnú podložku pod hlavou a ďalšiu pod maticou.

Poradie stohovania je tiež dôležité. Bežnou chybou je umiestnenie izolačnej podložky priamo na hlavu upevňovača bez ničoho, čo spôsobí, že ostrá hrana hlavy sa počas uťahovania zaryje do mäkkého polyméru a nakoniec ho prerazí. Vloženie tuhej nehrdzavejúcej podložky medzi hlavu upevňovača a izolačnú podložku rozloží zaťaženie a udrží polymér neporušený počas životnosti spoja.

Čo izolačné podložky nedokážu opraviť

Izolačné podložky izolujú iba povrchy, ktoré fyzicky pokrývajú. Ak sa nerezová skrutka zaskrutkuje priamo do hliníkového otvoru so závitom, závity zostanú v elektrickom kontakte po celej svojej dĺžke, bez ohľadu na to, aká podložka je umiestnená pod hlavou. Technický prehľad od Austrálskej asociácie pre vývoj nehrdzavejúcej ocele poznamenáva, že často sa používa nehrdzavejúca skrutka v hliníku, hoci korózia hliníka bezprostredne okolo nehrdzavejúcej ocele je celkom možná práve preto, že samotný závitový spoj nemožno izolovať podložkou.

Pre závitový záber do hliníka je potrebné podložku spárovať so samostatnou stratégiou: tvrdou anodizáciou hliníkového otvoru, nanesením nevodivej zmesi proti zadieraniu na závity alebo v náročnejších aplikáciách izolačnou vrstvou. nerezové závitové tyče pre izolované prírubové zostavy usporiadanie, kde sa nosný závit nikdy nedotýka priamo hliníka.

Mechanická pevnosť je ďalším limitom, ktorý stojí za to plánovať. Polymérové ​​podložky vo všeobecnosti nedokážu vydržať predpätie spoja s vysokým krútiacim momentom alebo kritickým sklzom bez toho, aby sa prípadne zdeformovali, takže kritické konštrukčné spoje často vyžadujú kovovú vložku alebo laminátovú podložku namiesto obyčajného nylonu. Správnym včasným stanovením tohto rozlíšenia sa vyhnete dodatočnej montáži, keď sa spoj, ktorý sa zdal bezpečný pri inštalácii, po sezóne tepelných cyklov začne uvoľňovať.

Výber správnej sady nerezových spojovacích prvkov pre izolované spoje

Podložka je len jeden kus zostavy. Kvalita spojovacieho prvku je dôležitá rovnako, najmä v pobrežných alebo námorných prostrediach, kde vystavenie chloridom urýchľuje akúkoľvek koróziu, ktorá prenikne. Pre usmernenie výber medzi nerezovými skrutkami 304 a 316 Obsah molybdénu 316 z neho robí spoľahlivejšieho zberača všade tam, kde sú soľné spreje alebo umývacie chemikálie súčasťou životného prostredia.

Typicky sa spája kompletný izolovaný spoj nerezové skrutky so šesťhrannou hlavou vo vhodnej triede, pevná kovová podložka proti hlave skrutky, samotná izolačná podložka a – ak sú faktorom vibrácie – a pružinová podložka z nehrdzavejúcej ocele na udržanie upínacieho napätia pod orechom. Vynechanie ktoréhokoľvek z týchto prvkov má tendenciu prejaviť sa ako problém s údržbou v priebehu roka alebo dvoch, zvyčajne ako uvoľnený spoj alebo prstenec bieleho korózneho produktu okolo spojovacieho prvku.

Žiadna z týchto zložiek nie je sama o sebe exotická alebo drahá. Náklady na správne nastavenie stohu na prvý raz sú zlomkom toho, čo je potrebné na vyvŕtanie zaseknutého, skorodovaného spojovacieho prvku a opravu hliníka okolo neho neskôr.