ЧЛАНАК БР. 135 | Зашто јефтини остаци за прозоре прво рђају код закиваца
ЧЛАНАК БР. 135 | Зашто јефтини остаци за прозоре прво рђају код закиваца
Theдршка за прозор са трењемОчекује се да ће поуздано функционисати годинама у захтевним условима околине. Изложен јаким кишама, приобалној сланој прскалици и цикличној кондензацији, мора да одржава и структурни интегритет и калибриране карактеристике трења. Па ипак, искуство на терену доследно открива предвидљив образац отказа код јефтинијих хардвера: корозија не почиње равномерно по целој компоненти, већ са изузетном селективношћу на спојевима заковицама. Главе заковица, дршке и непосредно околни метал постају анодна места где рђа цвета, док суседна подручја остају релативно непромењена. Ова локализација није ни случајна ни неизбежна – она је директна последица специфичних инжењерских одлука донетих ради смањења трошкова производње.
Заковица као електрохемијска ћелија
Закивац удршка за прозор са трењемформира трајни спој између металних слојева, обично причвршћујући спојну полугу за клизну палицу или носач крила за оквир. Процес закивања укључује уметање дуктилне металне игле кроз поравнате рупе и деформисање репа да би се створила друга глава, стежући слојеве под заосталим затезним напоном. Ово ствара прецизне услове за корозију пукотина. Интерфејс између дршке заковице и зида рупе формира затворену област - уски размак од 0,05 до 0,15 милиметара - где се локално хемијско окружење драматично разликује од површине. Кисеоник не може ефикасно да дифундује у ову уску пукотину, исцрпљујући се док се растварање метала наставља и генерише вишак металних јона. Јони хлорида из спољашње средине мигрирају да би одржали неутралност наелектрисања, формирајући металне хлориде који хидролизују да би произвели хлороводоничну киселину. pH вредност унутар пукотине може пасти на 2 или 3, стварајући агресивно кисело микроокружење које убрзава растварање метала. У међувремену, спољашња површина поред пукотине, још увек изложена кисеонику, функционише као катода. Овим се успоставља самоодржива ћелија за корозију где се унутрашњост пукотине анодно раствара, док спољашњост остаје катодно заштићена.
Галванска спрега: Скривена батерија
Буџетдршка за прозор са трењемДизајни често погоршавају проблем корозије у пукотинама кроз ненамерно галванско спајање. Код квалитетних држача од нерђајућег челика, све компоненте су произведене од исте класе - обично аустенитног нерђајућег челика 304 или 316 - тако да не постоји значајна галванска покретачка сила. Јефтинији склопови, међутим, замењују материјале на начине који стварају јаке галванске парове. Уобичајена стратегија смањења трошкова користи нерђајући челик за шине и кракове, али се заковице формирају од поцинкованог угљеничног челика или легуре алуминијума. Када се различити метали додирну у присуству електролита - филма влаге на било којој површини изложеној влажном ваздуху - успоставља се галванска ћелија. Метал са више електронегативности постаје анода и преференцијално кородира. У галванској серији, цинк се налази на приближно -1,0 волта у односу на засићену каломел електроду, док се пасивни нерђајући челик 304 налази близу -0,05 до +0,10 волта. Поцинкована челична заковица која спаја два крака од нерђајућег челика постаје жртвена анода са изузетно високом густином галванске струје због неповољног односа површине катоде и аноде - мала анода повезана са великом катодом представља најгору конфигурацију за галванску корозију.
Пуцање услед корозије услед напрезања на репу заковице
Процес закивања удршка за прозор са трењемуводи заостале затезне напоне који омогућавају трећи механизам деградације: пуцање услед корозије под напоном. Током монтаже, реп заковице се пластично деформише, остављајући дршку под значајним заосталим затезним напоном на прелазном радијусу где се дршка спаја са формираном главом. Код аустенитних нерђајућих челика, пуцање услед корозије под напоном захтева затезни напон изнад прага, корозивну средину богату хлоридима и осетљиву микроструктуру. Пукотина на граници између заковице и рупе обезбеђује хлоридну средину. Заостали затезни напон од закивања обезбеђује механичку покретачку силу. А микроструктурне карактеристике - сензибилизоване границе зрна услед неправилне термичке обраде или мартензита изазваног напрезањем код хладно обрађеног нерђајућег челика серије 300 - обезбеђују металуршку осетљивост. Пукотине се шире дуж граница зрна или трансгрануларних равни цепања, почевши од корена пукотине где концентрације напона и хлорида достижу врхунац. Пошто су ове пукотине скривене унутар споја, могу се проширити на значајан део попречног пресека заковице пре него што се открију. Заковица која споља изгледа нетакнуто могла је изгубити 50 процената или више своје површине носивости, стварајући латентни квар који чека удар ветра да изазове потпуни лом.
Недостаци површинске обраде и пасивације
Стање површине заковица удршка за прозор са трењемодлучно утиче на почетак корозије. Квалитетни заковици од нерђајућег челика подлежу пасивацији – хемијском третману азотном или лимунском киселином који уклања слободно гвожђе и подстиче формирање једноличног пасивног слоја хром оксида. Овај слој даје нерђајућем челику отпорност на корозију, смањујући брзину корозије за три до пет реда величине. Пасивација такође уклања микроскопске честице гвожђа уграђене током обраде које би иначе деловале као локалне галванске аноде. Произвођачи јефтиних производа често елиминишу пасивацију како би смањили време обраде и хемијске трошкове. Непасивирани заковици носе површинску контаминацију и поремећен оксидни слој, пружајући бројна места за почетак локализоване корозије. Ситуација се погоршава када се хемијска пасивација замени механичким процесима завршне обраде – бацањем, полирањем цеви или абразивним чишћењем. Ови процеси уграђују абразивне честице, очвршћују површину и стварају поремећен, напрегнут слој који је електрохемијски активнији од основног метала.
Дизајнерска решења и избор материјала
Спречавање преране корозије заковица удршка за прозор са трењемзахтева одговарајући избор материјала и дизајн отпоран на корозију. За приобална окружења, све компоненте, укључујући заковице, треба да буду произведене од аустенитног нерђајућег челика 316 са садржајем молибдена од 2,0 до 2,5 процената, обезбеђујући минимални PREN од 25. Све компоненте од нерђајућег челика морају бити пасивизиране након завршетка машинске обраде. Дизајн заковичног споја треба да укључује карактеристике које искључују влагу: заптивене заковице са заптивним плочицама, инхибиторе корозије који истискују влагу примењене током монтаже или анаеробна средства за осигуравање навоја која се стврдњавају у пукотини и спречавају продор влаге. Однос површине катоде и аноде мора се контролисати осигуравањем да су све компоненте електрохемијски компатибилне. Редовно одржавање - чишћење слатком водом ради уклањања наслага хлорида и наношење лаког заштитног мазива на изложене главе заковица - може значајно продужити век трајања.
Закључак
Корозија заковица на јефтин начиндршка за прозор са трењемје електрохемијски детерминистички исход специфичних одлука о смањењу трошкова. Заковична веза инхерентно ствара геометрију пукотина концентришући напад хлорида. Замена материјала успоставља галванске парове који покрећу преференцијално растварање заковица. Елиминација пасивације оставља површинску контаминацију која изазива локализовану корозију. Заостали напони од закивања стварају услове за скривено пуцање услед корозије под напоном. За спецификатора, отказивање заковица на заковицама у року од три до пет година у приобалној инсталацији подразумева трошкове замене - скеле, рад и поремећаје - што умањује сваку почетну уштеду при набавци. Заковица, тако мала на цртежу производа, показује се као компонента где се инжењеринг корозије сусреће са суровим реалношћу инсталираног окружења.
