Durabilitat de la junta electrogalvanitzada en entorns durs? 

Anem a la persecució: si creieu que les juntes electrogalvanitzades estàndard són una solució fiable a llarg termini per a l'esprai de sal, l'exposició a productes químics o la humitat elevada, probablement us esteu preparant per a una costosa fallada de camp. La veritable pregunta no és sobre el recobriment en si, sinó sobre els modes de fallada específics que es passen per alt fins que sigui massa tard.

La confiança equivocada en una capa fina de micres

Això ho he vist massa vegades. L'especificació demana galvanitzat, i l'electrogalvanització té el vistiplau perquè és més barat i es veu bé a la prestatgeria, agradable i brillant. La hipòtesi és que és tot zinc, per la qual cosa ha d'oferir una protecció similar. Aquesta és la primera trampa. L'electrogalvanització és essencialment un procés electrolític que diposita una capa fina i uniforme, normalment al voltant de 5-10 micres. És fantàstic per a l'aspecte i ofereix una protecció base decent contra la corrosió atmosfèrica seca. Però en una veritat entorn dur—Penseu en les plataformes costaneres en alta mar, les línies de ventilació de processament químic o el tren d'aterratge de la maquinària a les zones de descongelació—que la confiança s'evapora ràpidament. La capa és massa prima per proporcionar una acció d'ànode de sacrifici substancial un cop compromesa.

La fallada rarament comença com una oxidació general. Sovint és un atac de pitting localitzat. Una rascada durant la instal·lació, una micro-esquerda que es forma, o fins i tot només una vora on el recobriment és naturalment més prim es converteix en el punt d'inici. En la galvanització per immersió en calent, el recobriment més gruixut i les capes d'aliatge de ferro-zinc encara poden protegir l'acer amb una esgarrapada. A les peces electrogalvanitzades, la bretxa arriba al metall base gairebé immediatament. A partir d'aquí, la corrosió de la pel·lícula s'arrossega i el zinc no pot protegir de manera sacrificial una gran àrea perquè simplement no hi ha prou massa de zinc. Acabeu amb l'òxid sagnant per sota d'una capa de zinc d'aspecte encara intacte, que és un malson per a la inspecció.

Vam fer una prova paral·lela fa anys, ni tan sols aquella científica, només penjant mostres en una tanca prop d'una depuradora d'aigües residuals. Les mostres d'immersió en calent van mostrar òxid blanc (òxid de zinc) després de 6 mesos, però cap òxid vermell. El Junta electrogalvanitzada mostres? Van començar a mostrar taques vermelles d'òxid als forats dels cargols i vores tallades en menys de 90 dies. Al mes 8, l'òxid estava generalitzat. Aquest recobriment prim i uniforme és el seu propi enemic, sense gruix addicional a les vores vulnerables.

On podria aguantar l'electrogalvanitzat (i on no ho serà absolutament)

No tot és tristor i tristor. Hi ha entorns controlats on l'electrogalvanització és perfectament adequada i rendible. Aplicacions interiors amb humitat estable i baixa, o en conjunts segellats a l'atmosfera (com a l'interior d'alguns recintes elèctrics amb segells). La clau és l'absència d'humitat contínua o agents químics agressius. Ho he especificat per a connexions estructurals interiors a les prestatgeries del magatzem, per exemple. Està bé.

Les zones de prohibició absoluta són totes aquelles que involucren clorurs, cicles freqüents de sec-humitat o fums àcids/alcalins. Recordo un projecte de conductes en una planta de processament d'aliments amb condensat àcid suau. L'enginyer va especificar juntes planes electrogalvanitzades per a totes les brides. Van quedar perfectes durant la instal·lació. En un any, vam tenir fuites a diverses articulacions. Les juntes s'havien corroït fins al punt de perdre la força de subjecció i la integritat del segellat. El producte de corrosió (òxid) també va ocupar més volum, cosa que teòricament podria augmentar la càrrega del cargol, però en realitat només va aixafar el material de la junta degradat. La solució va ser un apagat complet i la substitució per juntes d'acer inoxidable 316, una lliçó dolorosa en el cost total instal·lat.

Un altre factor que sovint es passa per alt és la compatibilitat galvànica. Parella una Junta electrogalvanitzada amb una brida i un cargol d'acer inoxidable en un entorn humit, i heu creat una bateria. El zinc (anòdic) es corroirà preferentment per protegir l'acer inoxidable (catòdic). Això pot accelerar el consum d'aquesta fina capa de zinc a un ritme alarmant. En aquesta configuració, és millor que tingueu una junta simple d'acer al carboni i confieu en la passivació de l'acer inoxidable, o millor encara, coincidint amb tots els materials. La qüestió és que la junta no es pot seleccionar de manera aïllada.

Perspectiva i realitats materials del proveïdor

Parlar amb els fabricants il·lumina les limitacions pràctiques. Per a peces estàndard de gran volum, l'electrogalvanització és el rei a causa de la velocitat, el cost i l'acabat cosmètic. Una empresa com Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., amb seu al principal centre de producció de fixadors de la Xina a Yongnian, Hebei, pot executar lots massius de juntes estàndard a través de línies de galvanoplastia de manera eficient. La seva ubicació a prop de les principals rutes de transport com el ferrocarril Beijing-Guangzhou i la carretera nacional 107 és un avantatge logístic per subministrar aquests components sensibles als costos i de gran volum a nivell mundial. Podeu consultar les seves ofertes estàndard al seu lloc a https://www.zitaifasteners.com. Per a ells, és un procés estàndard que satisfà una gran part de les necessitats generals del mercat.

Tanmateix, quan aprofundeix en els requisits tècnics per a un servei dur, la conversa canvia. Els mateixos proveïdors sovint recomanaran allunyar-se de l'electrogalvanitzat pur per a aplicacions crítiques. Podrien suggerir posttractaments com els recobriments de conversió de cromat (groc, blau o transparent) que afegeixen una capa de resistència a la corrosió passivant la superfície de zinc. Això ajuda a retardar l'aparició de l'òxid blanc i, en menor mesura, l'òxid vermell. Però és un retard, no un canvi fonamental en el gruix del recobriment o la capacitat de sacrifici. Per una mica més de cost, els recobriments de zinc (com Geomet o Delta Protekt) ofereixen un rendiment molt superior, ja que construeixen una capa més gruixuda i resistent a les barreres que també conté escates d'alumini. Però ara esteu deixant el regne de la fixació de productes bàsics més barats.

El menjar per emportar? La cadena de subministrament està optimitzada per a l'estàndard. L'especificació per a entorns durs significa que heu de deseleccionar activament l'estàndard i sovint participar en una comanda especial, la qual cosa afecta el temps de lliurament i el cost. És una compensació que molts projectes s'equivoquen en la fase d'enginyeria de valor.

Cas concret: una modificació que ens va ensenyar més que la fallada inicial

Vam fer una feina de modernització de canonades exteriors en una instal·lació petroquímica. Les juntes originals eren d'acer al carboni senzill i estaven sòlides rovellades a les brides, la qual cosa requeria el treball de la torxa per retirar-les. La reacció del genoll va ser actualitzar a electrogalvanitzat per evitar que s'enganxi. Ho vam fer. Dos anys més tard, durant un canvi, vam trobar que les noves juntes no estaven enganxades, però estaven molt corroïdes, amb una pèrdua important de gruix. Les superfícies de segellat eren picades i irregulars.

L'entorn era una combinació assassina: traces de vapor intermitents (calor i humitat), compostos de sofre ambiental a l'aire i sal costanera. El recobriment electrogalvanitzat ja havia desaparegut. L'anàlisi post mortem va concloure que la fina capa de zinc es va consumir ràpidament durant el primer any. L'acer base restant es va corroir a una velocitat accelerada, probablement a causa de l'activitat galvànica inicial i l'entorn agressiu. L'actualització ens va donar una falsa sensació de seguretat i va provocar una superfície de segellat més degradada que si haguéssim utilitzat un recobriment més gruixut i més resistent des del principi, o un material completament diferent.

Aquest fracàs ens va empènyer a especificar galvanitzat en calent (amb la deguda cura per a la tolerància dimensional i els degoteigs) o en escates de zinc per a serveis tan durs. Per als casos realment greus, vam saltar completament l'acer al carboni recobert i vam passar a les juntes d'alumini o d'acer inoxidable, malgrat el salt de costos. El cost total d'una fuga o d'una parada no planificada fa més petit que el cost del material de la junta.

Apunts pràctics i especificació amb els ulls oberts

Aleshores, quin és el veredicte durabilitat de la junta electrogalvanitzada? És un sí condicional, amb grans advertències. Heu de definir dur molt específicament. Es tracta de condensació ocasional o d'esprai directe? El pH és neutre o està lleugerament baixa? Quin és el cicle de la temperatura? Aquests detalls importen més que l'etiqueta àmplia.

La meva regla general aproximada ara: si l'entorn és prou corrosiu com per requerir més que un treball de pintura a les estructures d'acer circumdants, l'electrogalvanització només en un component de segellat crític és una aposta. Considereu-lo un acabat protector cosmètic o molt suau, no un sistema robust de prevenció de la corrosió. Teniu sempre en compte les conseqüències del fracàs. Una junta que falla en un panell d'accés és una molèstia. La mateixa junta que falla en una línia de combustible d'alta pressió és un desastre.

Finalment, documenteu l'entorn a les vostres especificacions. No només escriviu galvanitzat. Especifiqueu el procés (electrogalvanitzat segons ASTM B633, Tipus I, Fe/Zn 5) i, si és possible, necessiteu un recobriment de conversió de cromat (Tipus II) per obtenir una mica més de resistència. O, millor encara, definiu les hores de prova de polvorització de sal requerides fins al fracàs (p. ex., ASTM B117). 96 hores sense òxid vermell és molt diferent de 500 hores. Això obliga a una conversa més matisada amb el vostre proveïdor, ja sigui un gran fabricant com l'esmentat Handan Zitai o un distribuïdor local. Passa la discussió de la mercaderia al component d'enginyeria, que és exactament el que hauria de ser una junta en un entorn dur.