Издржљивост црне заптивке високе чврстоће? 

Када чујете црну заптивку високе чврстоће, шта вам пада на памет? Многи одмах помисле на боју – ту мат или понекад благо сјајну црну завршну обраду – и изједначују је са врхунским перформансама. Али то је прва замка. Боја је само површински третман, често фосфатни или оксидни премаз, понекад еластомерни премаз за специфичне заптивке. Право питање трајности није у вези са задржавањем боје; ради се о томе да ли је висока чврстоћа основни материјал, у комбинацији са том површином, може да издржи специфично окружење у које је бачен. Видео сам превише пројеката где је тим одредио црну заптивку за прирубницу високог притиска, уљуљкан робусним изгледом, само да би се суочио са прераним кваром јер су се фокусирали на естетику, а не на слагање материјала и услове рада.

Срж иза боје

Хајде да га скинемо назад. Висока чврстоћа се обично односи на метално језгро. Често говоримо о опружном челику (као што је нерђајући 301/304/316), угљеничном челику или понекад легурама бакра и никла. Процес зацрњивања, попут премаза од цинк фосфата на угљеничном челику, првенствено обезбеђује отпорност на корозију и мало површинског трења за боље приањање. Не претвара материјал ниског квалитета у материјал високих перформанси. Снага долази од темперамента и дебљине метала. Уобичајени превид је одређивање дебљине без разматрања расподеле оптерећења. Поцрнела заптивка од 304СС дебљине 1,5 мм може изгледати као део, али под великим оптерећењем завртња у неуједначеној прирубници, може да попусти или да пузи, губећи своју заптивну силу. Црни премаз је можда и даље нетакнут, што даје лажни осећај сигурности док је печат већ отказао.

Сећам се случаја на реконструкцији измењивача топлоте. Клијент је инсистирао на спиралној заптивки од угљеничног челика обложеном црним оксидом за вод прегрејане паре, наводећи раније успешну употребу у водоводу. Циклус температуре и хемијски кондензат у парној служби напали су језгро од угљеничног челика испод премаза. Сам премаз је издржао, али смо открили пуцање корозије под напоном у металним наборима након само осам месеци. Трајност црне површине била је потпуна црвена харинга. Прешли смо на 316Л спиралну спиралу од нерђајућег челика пуњену графитом и црним премазом, што је то решило. Лекција? Окружење – температура, медији, пХ, циклуси притиска – диктира материјал језгра. Боја је случајна.

Још једна нијанса је сопствени интегритет премаза. Нису сви црни премази једнаки. Јефтин, танак фосфатни премаз се може истрошити током уградње или услед мањег померања прирубнице, излажући голи метал рђи. Робуснији црни еластомерни премаз, попут флуороеластомера, додаје хемијску отпорност, али може бити ограничен температуром. Морате знати шта купујете. Често питам добављаче за спецификацију премаза – да ли је према АСТМ А380 за нерђајући материјал? Да ли је то заштићени полимер? Ако то не могу да обезбеде, то је црвена застава.

Притисак, температура и стискање

Издржљивост под оптерећењем је место где се теорија сусреће са млином. А заптивка није пасивна компонента; то је дизајнирани елемент који мора да тече под оптерећењем завртња да би попунио несавршености прирубнице, а затим одржао еластични опоравак како би задржао заптивку док се систем загрева и притисци флуктуирају. Црни премаз утиче на коефицијент трења. Веће трење (које обезбеђују неки црни премази) може бити добро за отпорност на издувавање, али може захтевати већи обртни момент завртња да би се постигла одговарајућа почетна компресија. Ако обртни момент није подешен, можда ћете бити недовољно компресовани, што ће довести до цурења од првог дана.

Налетели смо на ово на линији за пражњење компресора. Користећи заптивку са црном металном облогом новог добављача, монтери су користили своје стандардне вредности обртног момента. Почетни хидротест је прошао, али у раду, са термичким циклусом, добили смо упорно цурење. Након растављања, заптивка је показала некомплетан отисак - премаз се није у потпуности пренео на прирубницу, што указује да никада није потпуно компримован. Премаз је био дебљи и чвршћи него код претходног добављача. Морали смо да повећамо обртни момент за око 15% за исту номиналну величину. То је мали детаљ, али је убио трајност те инсталације док то нисмо схватили.

Температура је други убица. Тај леп црни премаз на стандардној заптивки од угљеничног челика може бити у реду до 500 ° Ф, али изнад тога може се деградирати, сагорети или синтеровати. Видео сам да се црни премази претварају у прашкасти пепео у апликацијама са високим температурама, остављајући метално језгро изложеним. За високотемпературне услуге, гледате специјализоване боје за високе температуре или, чешће, прихватате да ће премаз изгорети и ослањате се на отпорност на оксидацију при високим температурама самог метала језгра, као што је употреба 321СС или Инцонел. Црно је у овим случајевима често само за почетну идентификацију и превенцију рђе у складишту, а не за перформансе у раду.

Неуспеси у стварном свету и шта они уче

Ништа не учи као неуспех. Сећам се серије равних прстенастих заптивки обложених црним оксидом за разводник за хемијску обраду. Материјал је био исправан (316СС), оцена притиска је била у реду. Они су отказали у року од неколико недеља због корозије удубљења испод премаза. Основни узрок? Хлориди у току процеса. Премаз од црног оксида на нерђајућем материјалу, иако је добар за општу отпорност на корозију, понекад може створити услове за пукотине ако није савршено примењен. Хлориди заробљени у микро-пукотинама премаза довели су до рупе и корозије нерђајућег челика испод. Премаз је заправо допринео неуспеху. Прешли смо на обичну, киселу и пасивирану заптивку од 316СС без премаза, и проблем је нестао. Понекад је најтрајнија завршна обрада уопште без завршетка.

Још један класик је галванска корозија. Заптивка од угљеничног челика обложена црном бојом која се користи између две прирубнице од нерђајућег челика. Премаз се изгребе током уградње на рупама за вијке или ивицама. Сада имате малу аноду (угљенични челик) која додирује велику катоду (нерђајућу), у проводљивом окружењу. Угљенични челик брзо кородира, изједајући носиви део заптивке. Црни премаз изгледа добро на 90% површине, али је заптивка угрожена на критичним ивицама. Због тога је компатибилност материјала први корак о којем се не може преговарати, много важнији од боје површине.

Ова искуства су ме навела да будем дубоко скептичан према било ком каталогу који само наводи црну заптивку као кључну особину. Праве спецификације – АСМЕ Б16.20, Б16.21, сертификати материјала (као од реномираног произвођача као нпр. Хандан Зитаи Фастенер Мануфацтуринг Цо., Лтд., са седиштем у главном кинеском чворишту за производњу затварача са својом чврстом логистичком мрежом), оцене притиска и температуре и спецификације премаза – су оно што је битно. Сајт хттпс://ввв.зитаифастенерс.цом могли да наведу њихове производе, али прави разговор почиње када тражите извештаје о тестирању иза њих црна заптивка листингс.

Инсталација – Тренутак истине

Издржљивост се такође кује током уградње. Заптивка обложена црним премазом може бити подложнија оштећењу приликом руковања. Испуштање на бетонски под може оштетити премаз. Коришћењем жичане четке за чишћење старе прирубнице, а затим постављањем нове заптивке на њу, могу се уградити абразивне честице у мекани премаз. Увек инсистирам на чистим рукама у рукавицама и чистом простору за сцену. Премаз је прва линија одбране; пробијање током инсталације је као фарбање ограде након што сте већ напукли дрво.

Подмазивање је још једна ствар. Да ли треба подмазати заптивку са црним премазом? Генерално, не. Премаз је често дизајниран за специфично трење. Додавање некомпатибилног мазива може разбити премаз или створити клизав површину која промовише издувавање заптивке под притиском. Површине прирубница треба да буду чисте и суве, осим ако произвођач заптивача изричито не препоручује анти-заглављивање (обично само за одређене типове графита или ПТФЕ). Ово је још једна област у којој претпоставка да су све црне заптивке исте доводи до проблема.

Сведочење првом притиску је речито. Добар, издржљив заптивач ће седети и држати. Понекад, са новим типом, можете видети лагано плакање које се затим затвори како се премаз прилагоди - то је обично у реду. Али стално цурење значи да нешто није у реду: погрешан материјал, недовољно оптерећење вијака, оштећен премаз или проблеми са прирубницом. Не можете само наставити затезати; морате дијагностиковати.

Дакле, шта заиста значи издржљив?

На крају крајева, за а црна заптивка високе чврстоће, издржљивост значи да одржава своју функцију заптивања током пројектованог радног века под одређеним условима. Црни премаз је саставни део тога, али само један. Његов посао је да заштити током складиштења и руковања, обезбеди доследно трење и пружи почетну отпорност на корозију. Подизање тешког материјала се врши захваљујући чврстоћи метала језгра, отпорности на пузање и компатибилности.

Приликом процене, ментално га разбијам: 1) Основни материјал за хемијско и термичко окружење. 2) Дизајн (равни, спирално намотани, са омотачем) за притисак и тип прирубнице. 3) Тип премаза за руковање и почетно заптивање. 4) Поступак уградње. Недостатак једног компромитује цео систем. Заптивка од специјализованог произвођача у концентрисаној индустријској зони, као што је округ Ионгниан где Хандан Зитаи Фастенер функционише, често има предност интегрисане производње од жице/залиха до готовог производа, што може значити бољу конзистентност у том основном материјалу – најкритичнијем делу.

На крају, немојте бити хипнотисани бојом. Прво одредите захтеве перформанси, а затим погледајте који третман површине, ако постоји, одговара. Најиздржљивија заптивка је она на коју заборавите након уградње јер једноставно ради, било да је црна, сребрна или обична метална. Боја је за нашу удобност у складишту, а не за машину. Машина брине само о печату.