Elektrogalvaniserad packnings hållbarhet i tuffa miljöer? 

Låt oss gå till jakten: om du tror att vanliga elektrogalvaniserade packningar är en tillförlitlig långsiktig lösning för saltspray, kemisk exponering eller hög luftfuktighet, ställer du dig förmodligen på ett kostsamt fältfel. Den verkliga frågan handlar inte om själva beläggningen, utan om de specifika fellägen som förbises tills det är för sent.

Det felplacerade förtroendet för ett mikron-tunt lager

Jag har sett detta för många gånger. Specifikationen kräver galvaniserad, och elektrogalvanisering får nicken eftersom det är billigare och ser bra ut från hyllan - snyggt och glänsande. Antagandet är att allt är zink, så det måste erbjuda liknande skydd. Det är den första fällan. Elektrogalvanisering är i huvudsak en elektrolytisk process som avsätter ett tunt, jämnt lager, vanligtvis runt 5-10 mikron. Det är bra för utseendet och erbjuder ett anständigt basskydd mot torr atmosfärisk korrosion. Men i en sann hård miljö— tänk på kustnära offshoreplattformar, ventilationsledningar för kemisk bearbetning eller underredet av maskiner i avisningszoner — att förtroendet försvinner snabbt. Skiktet är alldeles för tunt för att ge betydande offeranodverkan när det väl har komprometterats.

Felet börjar sällan som en allmän rostning. Det är ofta en lokaliserad pitting attack. En repa under installationen, en mikrospricka från att bildas, eller till och med bara en kant där beläggningen är naturligt tunnare blir startpunkten. Vid varmförzinkning kan den tjockare beläggningen och järn-zinklegeringsskikten fortfarande skydda stålet vid en repa. I elektrogalvaniserade delar når brottet basmetallen nästan omedelbart. Därifrån kryper underfilmskorrosion, och zinken kan inte offra skydda ett stort område eftersom det helt enkelt inte finns tillräckligt med zinkmassa. Du slutar med rost som blöder ut under ett fortfarande intakt utseende zinklager, vilket är en mardröm för inspektion.

Vi körde ett sida-vid-sida-test för år sedan, inte ens så vetenskapligt, bara att hänga prover på ett staket nära ett avloppsreningsverk. Varmdoppningsproverna visade vit rost (zinkoxid) efter 6 månader men ingen röd rost. Den elektrogalvaniserad packning prover? De började visa röda rostfläckar vid bulthål och skärkanter på under 90 dagar. Vid månad 8 var rosten utbredd. Den tunna, enhetliga beläggningen är sin egen fiende – ingen extra tjocklek vid de känsliga kanterna.

Där elektrogalvaniserad kan hålla (och där det absolut inte kommer)

Allt är inte undergång och dysterhet. Det finns kontrollerade miljöer där elförzinkning är helt adekvat och kostnadseffektiv. Inomhusapplikationer med stabil, låg luftfuktighet eller i enheter som är förseglade från atmosfären (som inuti vissa elektriska kapslingar med tätningar). Nyckeln är frånvaron av kontinuerlig fukt eller aggressiva kemiska medel. Jag har specificerat det för invändiga strukturella anslutningar i lagerhyllor, till exempel. Det är bra.

De absoluta no-go-zonerna är alla som involverar klorider, frekventa våt-torrcykler eller sura/alkaliska ångor. Jag minns ett projekt som involverade kanalsystem i en livsmedelsfabrik med milt surt kondensat. Ingenjören specificerade elektrogalvaniserade platta packningar för alla flänsar. De såg perfekta ut under installationen. Inom ett år hade vi läckor vid flera leder. Packningarna hade korroderat till den grad att de förlorade klämkraften och tätningsintegriteten. Korrosionsprodukten (rost) upptog också mer volym, vilket teoretiskt skulle kunna öka bultbelastningen, men i verkligheten krossade den bara det nedbrutna packningsmaterialet. Fixningen var en fullständig avstängning och ersättning med 316 packningar i rostfritt stål - en smärtsam läxa i total installationskostnad.

En annan faktor som ofta förbises är galvanisk kompatibilitet. Para ihop en elektrogalvaniserad packning med en fläns och bult i rostfritt stål i en våt miljö, och du har skapat ett batteri. Zinken (anodisk) kommer att korrodera företrädesvis för att skydda det rostfria (katodiska). Detta kan påskynda förbrukningen av det tunna zinkskiktet i en alarmerande takt. I en sådan uppställning kan du ha det bättre med en vanlig kolstålpackning och förlita dig på passiveringen av det rostfria, eller ännu bättre, att matcha alla material. Poängen är att packningen inte kan väljas isolerat.

Leverantörens perspektiv och materiella verkligheter

Att prata med tillverkare belyser de praktiska begränsningarna. För standarddelar med stora volymer är elektrogalvanisering kung på grund av hastighet, kostnad och kosmetisk finish. Ett företag som Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., baserat i Kinas största nav för tillverkning av fästelement i Yongnian, Hebei, kan köra massiva partier av standardpackningar genom galvaniseringslinjer effektivt. Deras läge nära stora transportrutter som Beijing-Guangzhou Railway och National Highway 107 är en logistisk fördel för att leverera dessa kostnadskänsliga komponenter i hög volym globalt. Du kan kontrollera deras standarderbjudanden på deras sida på https://www.zitaifasteners.com. För dem är det en standardprocess som möter en stor del av marknadens allmänna behov.

Men när du borrar ner i tekniska krav för hård service, skiftar samtalet. Samma leverantörer kommer ofta att rekommendera att gå bort från ren elgalvaniserad för kritiska applikationer. De kan föreslå efterbehandlingar som kromatomvandlingsbeläggningar (gul, blå eller klar) som lägger till ett lager av korrosionsbeständighet genom att passivera zinkytan. Detta hjälper till att fördröja uppkomsten av vitrost och, i mindre utsträckning, rödrost. Men det är en fördröjning, inte en grundläggande förändring av beläggningens tjocklek eller offerkapacitet. För lite mer kostnad erbjuder zinkflingbeläggningar (som Geomet eller Delta Protekt) mycket överlägsen prestanda, eftersom de bygger ett tjockare, mer barriärbeständigt lager som också innehåller aluminiumflingor. Men nu lämnar du riket av det billigaste varufästet.

Takeawayen? Försörjningskedjan är optimerad för standarden. Att specificera för tuffa miljöer innebär att du aktivt måste välja bort standarden och ofta engagera dig i en specialorder, vilket påverkar ledtid och kostnad. Det är en avvägning som många projekt får fel i värdeteknikfasen.

Exempel: En ombyggnad som lärde oss mer än det första misslyckandet

Vi hade ett eftermonteringsjobb på utomhusrör i en petrokemisk anläggning. De ursprungliga packningarna var av vanligt kolstål, och de rostades fast till flänsarna, vilket krävde brännararbete för att ta bort. Reaktionen var att uppgradera till elgalvaniserad för att förhindra att det fastnade. Det gjorde vi. Två år senare, under en vändning, upptäckte vi att de nya packningarna inte hade fastnat, men de var allvarligt korroderade, med betydande tjockleksförluster. Tätningsytorna var gropiga och ojämna.

Miljön var en mördande kombination: intermittenta ångspår (värme och fukt), omgivande svavelföreningar i luften och kustsalt. Den elektrogalvaniserade beläggningen var borta sedan länge. Obduktionsanalysen kom fram till att det tunna zinkskiktet förbrukades snabbt under det första året. Det återstående basstålet korroderade sedan i en accelererad hastighet, troligen på grund av den initiala galvaniska aktiviteten och den aggressiva miljön. Uppgraderingen gav oss faktiskt en falsk känsla av säkerhet och ledde till en mer försämrad tätningsyta än om vi hade använt en tjockare, mer motståndskraftig beläggning från början, eller ett helt annat material.

Det misslyckandet drev oss mot att specificera varmförzinkad (med vederbörlig noggrannhet för dimensionstolerans och droppar) eller zinkflinga för sådana gränsöverskridande hårda tjänster. För riktigt svåra fall hoppade vi över belagt kolstål helt och gick över till packningar av aluminium eller rostfritt stål, trots kostnadsökningen. Den totala kostnaden för en läcka eller oplanerad avstängning dvärgar packningsmaterialkostnaden.

Praktisk avhämtning och specificering med öppna ögon

Så, vad gäller domen elektrogalvaniserad packning hållbarhet? Det är ett villkorat ja, med tunga varningar. Du måste definiera hård mycket specifikt. Är det kondens då och då, eller är det direktspray? Är det pH-neutralt eller något av? Vad är temperaturcykeln? Dessa detaljer betyder mer än den breda etiketten.

Min grova tumregel nu: Om miljön är tillräckligt frätande för att kräva mer än ett målningsarbete på omgivande stålkonstruktioner, så är elgalvaniserad ensam på en kritisk tätningskomponent en chansning. Se det som en kosmetisk eller mycket mild skyddande finish, inte ett robust korrosionsskyddssystem. Ta alltid hänsyn till konsekvenserna av ett misslyckande. En packning som går sönder på en åtkomstpanel är ett irritationsmoment. Samma packning som går sönder på en högtrycksbränsleledning är en katastrof.

Slutligen, dokumentera miljön i din spec. Skriv inte bara galvaniserat. Specificera processen (elektrogalvaniserad enligt ASTM B633, Typ I, Fe/Zn 5), och om möjligt, kräv en kromatomvandlingsbeläggning (Typ II) för lite mer motstånd. Eller ännu bättre, definiera de erforderliga saltspraytesttimmarna till misslyckande (t.ex. ASTM B117). 96 timmar utan rödrost skiljer sig mycket från 500 timmar. Detta tvingar fram ett mer nyanserat samtal med din leverantör, oavsett om det är en stor tillverkare som den tidigare nämnda Handan Zitai eller en lokal distributör. Det flyttar diskussionen från handelsvara till konstruerad komponent, vilket är precis vad en packning i en tuff miljö borde vara.