Trvanlivosť galvanizovaného tesnenia v drsnom prostredí? 

Poďme na to: ak si myslíte, že štandardné galvanizované tesnenia sú spoľahlivou dlhodobou opravou pre soľný sprej, vystavenie chemikáliám alebo vysokej vlhkosti, pravdepodobne sa chystáte na nákladné zlyhanie v teréne. Skutočná otázka nie je o samotnom nátere, ale o konkrétnych režimoch zlyhania, ktoré sa prehliadajú, kým nie je príliš neskoro.

Nesprávna dôvera v mikrónovo tenkú vrstvu

Videl som to príliš veľakrát. Špecifikácia vyžaduje pozinkované a elektrogalvanické pokovovanie dostane uznanie, pretože je lacnejšie a vyzerá dobre z regálu – pekné a lesklé. Predpokladom je, že je to všetko zinok, takže musí ponúkať podobnú ochranu. To je prvá pasca. Elektrogalvanizácia je v podstate elektrolytický proces, ktorý nanáša tenkú, rovnomernú vrstvu, typicky okolo 5-10 mikrónov. Je skvelý vzhľadom a ponúka slušnú základnú ochranu proti suchej atmosférickej korózii. Ale v pravom drsné prostredie– spomeňte si na pobrežné plošiny na mori, odvzdušňovacie potrubia na chemické spracovanie alebo podvozok strojov v zónach odmrazovania – táto dôvera sa rýchlo vytráca. Vrstva je príliš tenká na to, aby poskytovala podstatnú obetnú anódovú činnosť, keď je narušená.

Porucha zriedka začína ako všeobecné hrdzavenie. Často ide o lokalizovaný pitting útok. Iniciačným bodom sa stáva škrabanec pri inštalácii, mikrotrhlinka z formovania alebo dokonca len hrana, kde je povlak prirodzene tenší. Pri žiarovom zinkovaní môže hrubší povlak a vrstvy zliatiny železa a zinku stále chrániť oceľ pri poškriabaní. V galvanicky pozinkovaných dieloch sa porušenie takmer okamžite dostane do základného kovu. Odtiaľ sa podvrstvová korózia plazí a zinok nemôže obetavo ochrániť veľkú plochu, pretože zinku nie je dostatok. Skončíte s vytekaním hrdze spod stále neporušenej zinkovej vrstvy, čo je nočná mora pri kontrole.

Pred rokmi sme vykonali vedľajší test, ani nie taký vedecký, len sme vzorky zavesili na plot blízko čističky odpadových vôd. Vzorky ponorené do horúceho kúpeľa vykazovali bielu hrdzu (oxid zinočnatý) po 6 mesiacoch, ale žiadnu červenú hrdzu. The elektrogalvanizované tesnenie vzorky? Začali vykazovať červené hrdzavé škvrny na otvoroch pre skrutky a rezané hrany za menej ako 90 dní. V 8. mesiaci bola hrdza rozšírená. Tento tenký, rovnomerný povlak je jeho vlastným nepriateľom – žiadna extra hrúbka na zraniteľných okrajoch.

Kde môže elektrogalvanizácia vydržať (a kde absolútne nie)

Nie je to všetko záhuba a pochmúrnosť. Existujú kontrolované prostredia, kde je elektrogalvanizácia úplne adekvátna a nákladovo efektívna. Vnútorné aplikácie so stabilnou nízkou vlhkosťou alebo v zostavách, ktoré sú utesnené pred atmosférou (ako vo vnútri niektorých elektrických krytov s tesnením). Kľúčom je absencia nepretržitej vlhkosti alebo agresívnych chemických látok. Špecifikoval som ho napríklad pre vnútorné konštrukčné spoje v skladových regáloch. to je v pohode.

Absolútne no-go zóny sú tie, ktoré zahŕňajú chloridy, časté cykly mokrého a sušenia alebo kyslé/alkalické výpary. Spomínam si na projekt potrubia v závode na spracovanie potravín s mierne kyslým kondenzátom. Technik špecifikoval galvanicky pozinkované ploché tesnenia pre všetky príruby. Počas inštalácie vyzerali perfektne. Do roka sme mali netesnosti na viacerých spojoch. Tesnenia skorodovali až do bodu straty upínacej sily a celistvosti tesnenia. Produkt korózie (hrdza) tiež zaberal väčší objem, čo by teoreticky mohlo zvýšiť zaťaženie skrutky, ale v skutočnosti iba rozdrvil degradovaný materiál tesnenia. Opravou bolo úplné vypnutie a výmena 316 tesneniami z nehrdzavejúcej ocele - bolestivá lekcia celkových nákladov na inštaláciu.

Ďalším často prehliadaným faktorom je galvanická kompatibilita. Spárovať elektrogalvanizované tesnenie s prírubou a skrutkou z nehrdzavejúcej ocele vo vlhkom prostredí a vytvorili ste batériu. Zinok (anodický) bude prednostne korodovať, aby chránil nehrdzavejúcu (katódovú). To môže urýchliť spotrebu tejto tenkej vrstvy zinku alarmujúcou rýchlosťou. V takom nastavení by ste mohli byť lepšie s obyčajným tesnením z uhlíkovej ocele a spoliehať sa na pasiváciu nehrdzavejúcej ocele, alebo ešte lepšie, zosúladiť všetky materiály. Ide o to, že tesnenie nemožno vybrať samostatne.

Pohľad dodávateľa a materiálna realita

Rozhovor s výrobcami objasňuje praktické obmedzenia. Pre veľkoobjemové štandardné diely je galvanické pokovovanie kráľom kvôli rýchlosti, cene a kozmetickej úprave. Spoločnosť ako Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., so sídlom v hlavnom čínskom výrobnom centre spojovacích materiálov v Yongniane, Hebei, dokáže efektívne prevádzkovať obrovské série štandardných tesnení cez linky na galvanizáciu. Ich poloha v blízkosti hlavných dopravných trás, ako je železničná trať Peking-Guangzhou a národná diaľnica 107, je logistickou výhodou pre globálne dodávky týchto nákladovo citlivých, veľkoobjemových komponentov. Ich štandardnú ponuku si môžete pozrieť na ich stránke na adrese https://www.zitaifasteners.com. Pre nich je to štandardný proces, ktorý spĺňa veľkú časť všeobecných potrieb trhu.

Keď sa však ponoríte do technických požiadaviek na tvrdú službu, konverzácia sa posunie. Tí istí dodávatelia často odporúčajú pre kritické aplikácie prechod od čisto galvanicky pozinkovaného materiálu. Môžu navrhnúť dodatočné úpravy, ako sú chrómové konverzné nátery (žlté, modré alebo číre), ktoré pridávajú vrstvu odolnosti proti korózii pasiváciou zinkového povrchu. To pomáha oddialiť nástup bielej hrdze a v menšej miere aj červenej hrdze. Je to však oneskorenie, nie zásadná zmena hrúbky povlaku alebo obetnej kapacity. Za trochu vyššie náklady ponúkajú povlaky zinkových vločiek (ako Geomet alebo Delta Protekt) oveľa lepší výkon, pretože vytvárajú hrubšiu vrstvu odolnejšiu voči bariére, ktorá obsahuje aj hliníkové vločky. Teraz však opúšťate oblasť najlacnejšieho zapínania.

Jedlo so sebou? Dodávateľský reťazec je optimalizovaný pre daný štandard. Špecifikácia pre drsné prostredie znamená, že musíte aktívne zrušiť výber štandardu a často sa zapojiť do špeciálnej objednávky, čo má vplyv na dodaciu dobu a náklady. Je to kompromis, v ktorom sa mnohé projekty pokazia vo fáze hodnotového inžinierstva.

Príklad: Renovácia, ktorá nás naučila viac než len počiatočné zlyhanie

Mali sme rekonštrukčnú prácu na vonkajšom potrubí v petrochemickom zariadení. Pôvodné tesnenia boli z obyčajnej uhlíkovej ocele a boli zhrdzavené až po príruby, čo si vyžadovalo prácu s horákom na odstránenie. Nárazovou reakciou bolo prejsť na galvanizované, aby sa zabránilo prilepeniu. Urobili sme. O dva roky neskôr, počas obratu, sme zistili, že nové tesnenia nie sú prilepené, ale boli silne skorodované s výraznou stratou hrúbky. Tesniace plochy boli jamkové a nerovné.

Prostredie bolo vražednou kombináciou: prerušované stopy pary (teplo a vlhkosť), okolité zlúčeniny síry vo vzduchu a pobrežná soľ. Elektrogalvanizovaný povlak bol dávno preč. Posmrtná analýza dospela k záveru, že tenká vrstva zinku sa v prvom roku rýchlo spotrebovala. Zvyšná základná oceľ potom korodovala zrýchleným tempom, pravdepodobne v dôsledku počiatočnej galvanickej aktivity a agresívneho prostredia. Inovácia nám v skutočnosti poskytla falošný pocit bezpečia a viedla k viac degradovanému povrchu tesnenia, ako keby sme od začiatku použili hrubší, odolnejší náter alebo úplne iný materiál.

Tento neúspech nás priviedol k špecifikácii žiarovo pozinkovaného (s náležitou starostlivosťou o rozmerovú toleranciu a odkvapkávanie) alebo pozinkovaného plechu pre takéto hranične drsné služby. V skutočne vážnych prípadoch sme potiahnutú uhlíkovú oceľ úplne vynechali a prešli sme na tesnenia z hliníka alebo nehrdzavejúcej ocele, a to aj napriek nárastu nákladov. Celkové náklady na únik alebo neplánované odstavenie prevyšujú náklady na materiál tesnenia.

Praktické veci a špecifikácia s otvorenými očami

Takže, aký je verdikt životnosť elektrogalvanizovaného tesnenia? Je to podmienené áno, s vážnymi výhradami. Musíte definovať drsné veľmi konkrétne. Je to občasná kondenzácia, alebo je to priamy sprej? Je pH neutrálne alebo mierne vypnuté? Aký je teplotný cyklus? Na týchto detailoch záleží viac ako na širokom označení.

Moje hrubé pravidlo: Ak je prostredie dostatočne korozívne na to, aby si vyžadovalo viac než len náter okolitých oceľových konštrukcií, potom samotné galvanické zinkovanie na kritickom tesniacom komponente je hazard. Považujte to za kozmetický alebo veľmi mierny ochranný povrch, nie za robustný systém ochrany proti korózii. Vždy zohľadnite dôsledky zlyhania. Zlyhanie tesnenia na prístupovom paneli je nepríjemné. Zlyhanie rovnakého tesnenia na vysokotlakovom palivovom potrubí je katastrofa.

Nakoniec zdokumentujte prostredie vo svojej špecifikácii. Nepíšte len pozinkované. Špecifikujte proces (elektrogalvanizované podľa ASTM B633, typ I, Fe/Zn 5), a ak je to možné, požadujte chromátový konverzný náter (typ II) pre trochu väčšiu odolnosť. Alebo, ešte lepšie, definujte požadované skúšobné hodiny soľného postreku do zlyhania (napr. ASTM B117). 96 hodín bez červenej hrdze je veľmi odlišné od 500 hodín. To si vynúti jemnejšiu konverzáciu s vaším dodávateľom, či už je to veľký výrobca, ako je vyššie uvedený Handan Zitai, alebo miestny distribútor. Posúva diskusiu od komodít k konštruovaným komponentom, čo je presne to, čím by tesnenie v drsnom prostredí malo byť.