Độ bền của miếng đệm mạ điện trong môi trường khắc nghiệt? 

Hãy bắt đầu vấn đề: nếu bạn cho rằng các miếng đệm mạ điện tiêu chuẩn là giải pháp lâu dài đáng tin cậy đối với tình trạng phun muối, tiếp xúc với hóa chất hoặc độ ẩm cao, thì có thể bạn đang tự đặt ra cho mình một sự cố tốn kém tại hiện trường. Câu hỏi thực sự không phải là về bản thân lớp phủ mà là về các dạng hư hỏng cụ thể thường bị bỏ qua cho đến khi quá muộn.

Niềm tin đặt sai chỗ trong một lớp mỏng micron

Tôi đã nhìn thấy điều này quá nhiều lần. Thông số kỹ thuật yêu cầu mạ kẽm và mạ điện nhận được sự đồng tình vì nó rẻ hơn và trông đẹp mắt khi trưng bày - đẹp và sáng bóng. Giả định là tất cả đều là kẽm nên nó phải có khả năng bảo vệ tương tự. Đó là cái bẫy đầu tiên. Mạ điện về cơ bản là một quá trình điện phân tạo ra một lớp mỏng, đều, thường khoảng 5-10 micron. Nó có vẻ ngoài tuyệt vời và mang lại khả năng bảo vệ nền tốt chống lại sự ăn mòn trong khí quyển khô. Nhưng trong thực tế môi trường khắc nghiệt—hãy nghĩ đến các giàn khoan ngoài khơi ven biển, các đường thông hơi xử lý hóa chất hoặc khung gầm của máy móc trong các khu vực tan băng—sự tự tin đó sẽ tan biến nhanh chóng. Lớp này quá mỏng để có thể cung cấp hoạt động cực dương hy sinh đáng kể một khi bị xâm phạm.

Sự cố hiếm khi bắt đầu như một vết rỉ sét nói chung. Nó thường là một cuộc tấn công rỗ cục bộ. Một vết xước trong quá trình lắp đặt, một vết nứt nhỏ hình thành hoặc thậm chí chỉ là một cạnh nơi lớp phủ mỏng hơn tự nhiên sẽ trở thành điểm bắt đầu. Trong mạ kẽm nhúng nóng, lớp phủ dày hơn và các lớp hợp kim sắt-kẽm vẫn có thể bảo vệ thép khỏi trầy xước. Ở các bộ phận được mạ điện, vết thủng sẽ lan đến kim loại cơ bản gần như ngay lập tức. Từ đó, sự ăn mòn bên dưới lớp màng tăng lên và kẽm không thể hy sinh bảo vệ một khu vực rộng lớn vì không có đủ khối lượng kẽm. Bạn sẽ bị rỉ sét chảy ra từ bên dưới lớp kẽm trông vẫn còn nguyên vẹn, đây là một cơn ác mộng khi kiểm tra.

Nhiều năm trước, chúng tôi đã thực hiện một thử nghiệm song song, thậm chí còn không mang tính khoa học, chỉ treo các mẫu trên hàng rào gần nhà máy xử lý nước thải. Các mẫu nhúng nóng cho thấy vết gỉ trắng (kẽm oxit) sau 6 tháng nhưng không xuất hiện vết gỉ đỏ. các Gasket electrogalvanized mẫu? Chúng bắt đầu xuất hiện những đốm gỉ đỏ ở lỗ bu lông và các cạnh cắt trong vòng chưa đầy 90 ngày. Đến tháng thứ 8, bệnh rỉ sét lan rộng. Lớp phủ mỏng, đồng đều đó chính là kẻ thù của chính nó—không có độ dày thừa ở các cạnh dễ bị tổn thương.

Nơi mạ điện có thể giữ được (và nơi nào nó hoàn toàn không)

Đó không phải là tất cả sự diệt vong và u ám. Có những môi trường được kiểm soát trong đó việc mạ điện là hoàn toàn phù hợp và tiết kiệm chi phí. Các ứng dụng trong nhà có độ ẩm thấp, ổn định hoặc trong các cụm lắp ráp kín với khí quyển (như bên trong một số vỏ điện có vòng đệm kín). Điều quan trọng là không có độ ẩm liên tục hoặc các tác nhân hóa học mạnh. Ví dụ: tôi đã chỉ định nó cho các kết nối cấu trúc bên trong giá đỡ nhà kho. Không sao đâu.

Các khu vực tuyệt đối cấm đi lại là bất kỳ khu vực nào có chứa clorua, chu trình khô-ướt thường xuyên hoặc khói axit/kiềm. Tôi nhớ lại một dự án liên quan đến hệ thống ống dẫn trong một nhà máy chế biến thực phẩm có nước ngưng tụ có tính axit nhẹ. Kỹ sư đã chỉ định các miếng đệm phẳng mạ điện cho tất cả các mặt bích. Chúng trông hoàn hảo trong quá trình cài đặt. Trong vòng một năm, chúng tôi đã bị rò rỉ ở nhiều khớp nối. Các miếng đệm đã bị ăn mòn đến mức mất lực kẹp và độ kín của miếng đệm. Sản phẩm ăn mòn (rỉ sét) cũng chiếm nhiều thể tích hơn, về mặt lý thuyết có thể làm tăng tải trọng của bu lông, nhưng trên thực tế, nó chỉ nghiền nát vật liệu gioăng đã xuống cấp. Cách khắc phục là tắt hoàn toàn và thay thế bằng 316 miếng đệm bằng thép không gỉ—một bài học đau đớn về tổng chi phí lắp đặt.

Một yếu tố khác thường bị bỏ qua là khả năng tương thích về điện. Ghép nối một Gasket electrogalvanized với mặt bích và bu lông bằng thép không gỉ trong môi trường ẩm ướt là bạn đã tạo ra được một cục pin. Kẽm (anot) sẽ ăn mòn tốt hơn để bảo vệ thép không gỉ (cathodic). Điều này có thể đẩy nhanh việc tiêu thụ lớp kẽm mỏng đó ở mức đáng báo động. Trong cách thiết lập như vậy, tốt hơn hết bạn nên sử dụng một miếng đệm bằng thép carbon trơn và dựa vào khả năng thụ động của thép không gỉ, hoặc tốt hơn là phù hợp với tất cả các vật liệu. Vấn đề là không thể chọn miếng đệm một cách riêng biệt.

Quan điểm của nhà cung cấp và thực tế vật chất

Việc trao đổi với các nhà sản xuất sẽ làm sáng tỏ những hạn chế thực tế. Đối với các bộ phận tiêu chuẩn, khối lượng lớn, mạ điện là giải pháp tối ưu do tốc độ, chi phí và độ hoàn thiện thẩm mỹ. Một công ty như Công ty TNHH Sản xuất Fastener Handan Zitai., có trụ sở tại trung tâm sản xuất dây buộc lớn của Trung Quốc ở Yongnian, Hà Bắc, có thể vận hành hàng loạt miếng đệm tiêu chuẩn thông qua dây chuyền mạ điện một cách hiệu quả. Vị trí của họ gần các tuyến giao thông chính như Đường sắt Bắc Kinh-Quảng Châu và Quốc lộ 107 là một lợi thế hậu cần để cung cấp các bộ phận có khối lượng lớn, nhạy cảm về chi phí này trên toàn cầu. Bạn có thể kiểm tra các dịch vụ tiêu chuẩn của họ trên trang web của họ tại https://www.zitaifasteners.com. Đối với họ, đó là một quy trình tiêu chuẩn đáp ứng phần lớn nhu cầu chung của thị trường.

Tuy nhiên, khi bạn đi sâu vào các yêu cầu kỹ thuật cho dịch vụ khắc nghiệt, cuộc trò chuyện sẽ thay đổi. Các nhà cung cấp tương tự thường khuyên bạn nên tránh xa mạ điện nguyên chất cho các ứng dụng quan trọng. Họ có thể đề xuất các biện pháp xử lý sau như lớp phủ chuyển hóa cromat (màu vàng, xanh lam hoặc trong suốt) để bổ sung thêm một lớp chống ăn mòn bằng cách thụ động hóa bề mặt kẽm. Điều này giúp trì hoãn sự xuất hiện của bệnh gỉ sắt trắng và ở mức độ thấp hơn là bệnh gỉ sắt đỏ. Nhưng đó là sự chậm trễ chứ không phải là sự thay đổi cơ bản về độ dày hay khả năng hy sinh của lớp phủ. Với chi phí cao hơn một chút, các lớp phủ vảy kẽm (như Geomet hoặc Delta Protekt) mang lại hiệu suất vượt trội hơn nhiều vì chúng tạo ra một lớp dày hơn, có khả năng chống rào cản cao hơn và cũng chứa các mảnh nhôm. Nhưng bây giờ bạn đang rời khỏi lĩnh vực dây buộc hàng hóa rẻ nhất.

Đồ mang đi? Chuỗi cung ứng được tối ưu hóa theo tiêu chuẩn. Việc chỉ định cho môi trường khắc nghiệt có nghĩa là bạn phải chủ động bỏ chọn tiêu chuẩn và thường thực hiện một đơn đặt hàng đặc biệt, điều này ảnh hưởng đến thời gian và chi phí thực hiện. Đó là một sự đánh đổi mà nhiều dự án mắc sai lầm trong giai đoạn kỹ thuật giá trị.

Trường hợp điển hình: Một trang bị bổ sung đã dạy chúng ta nhiều điều hơn thất bại ban đầu

Chúng tôi đã có một công việc trang bị thêm đường ống ngoài trời tại một cơ sở hóa dầu. Các miếng đệm ban đầu là thép carbon trơn và chúng bị rỉ sét cứng ở mặt bích, cần phải dùng đèn khò để loại bỏ. Phản ứng bất ngờ là phải nâng cấp lên mạ điện để tránh hiện tượng dính đó. Chúng tôi đã làm vậy. Hai năm sau, trong một lần sửa chữa, chúng tôi phát hiện các miếng đệm mới không bị kẹt nhưng bị ăn mòn nghiêm trọng và mất đi độ dày đáng kể. Các bề mặt bịt kín bị rỗ và không đồng đều.

Môi trường là một sự kết hợp chết người: các vết hơi nước không liên tục (nhiệt độ và độ ẩm), các hợp chất lưu huỳnh xung quanh trong không khí và muối ven biển. Lớp phủ mạ điện đã biến mất từ ​​lâu. Phân tích khám nghiệm tử thi kết luận rằng lớp kẽm mỏng được tiêu thụ nhanh chóng trong năm đầu tiên. Phần thép cơ bản còn lại sau đó bị ăn mòn với tốc độ nhanh hơn, có thể là do hoạt động điện hóa ban đầu và môi trường khắc nghiệt. Việc nâng cấp thực sự mang lại cho chúng tôi cảm giác an toàn sai lầm và dẫn đến bề mặt bịt kín xuống cấp hơn so với việc chúng tôi sử dụng lớp phủ dày hơn, đàn hồi hơn ngay từ đầu hoặc một vật liệu khác hoàn toàn.

Thất bại đó đã thúc đẩy chúng tôi hướng tới việc chỉ định mạ kẽm nhúng nóng (có sự quan tâm thích đáng đến dung sai kích thước và nhỏ giọt) hoặc vảy kẽm cho các dịch vụ khắc nghiệt ở ranh giới như vậy. Đối với những trường hợp thực sự nghiêm trọng, chúng tôi đã bỏ qua hoàn toàn thép cacbon tráng phủ và chuyển sang các miếng đệm bằng nhôm hoặc thép không gỉ, bất chấp chi phí tăng vọt. Tổng chi phí do rò rỉ hoặc ngừng hoạt động ngoài kế hoạch sẽ thấp hơn chi phí vật liệu đệm.

Những bài học thực tế và xác định rõ ràng

Vì vậy, phán quyết về điều gì độ bền của miếng đệm mạ điện? Đó là một lời đồng ý có điều kiện, kèm theo nhiều lời cảnh báo. Bạn phải định nghĩa khắc nghiệt thật cụ thể. Thỉnh thoảng ngưng tụ hay phun trực tiếp? Nó có độ pH trung tính hoặc hơi tắt? Chu kỳ nhiệt độ là gì? Những chi tiết này quan trọng hơn nhãn rộng.

Nguyên tắc chung của tôi bây giờ: Nếu môi trường có tính ăn mòn đủ để yêu cầu nhiều hơn một công việc sơn trên các kết cấu thép xung quanh, thì việc mạ điện riêng cho bộ phận bịt kín quan trọng là một canh bạc. Hãy coi nó là một lớp hoàn thiện mang tính thẩm mỹ hoặc bảo vệ rất nhẹ chứ không phải là một hệ thống chống ăn mòn mạnh mẽ. Luôn tính đến hậu quả của sự thất bại. Một miếng đệm bị hỏng trên bảng điều khiển truy cập là một điều khó chịu. Miếng đệm tương tự bị hỏng trên đường dẫn nhiên liệu áp suất cao là một thảm họa.

Cuối cùng, ghi lại môi trường trong thông số kỹ thuật của bạn. Đừng chỉ viết mạ kẽm. Chỉ định quy trình (mạ điện theo tiêu chuẩn ASTM B633, Loại I, Fe/Zn 5) và nếu có thể, yêu cầu lớp phủ chuyển đổi cromat (Loại II) để có khả năng chống chịu cao hơn một chút. Hoặc tốt hơn nữa, hãy xác định số giờ thử nghiệm phun muối cần thiết cho đến khi thất bại (ví dụ: ASTM B117). 96 giờ không bị gỉ đỏ rất khác với 500 giờ. Điều này buộc bạn phải có một cuộc trò chuyện mang nhiều sắc thái hơn với nhà cung cấp của bạn, cho dù đó là nhà sản xuất lớn như Handan Zitai đã nói ở trên hay nhà phân phối địa phương. Nó chuyển cuộc thảo luận từ hàng hóa sang thành phần được thiết kế, đó chính xác là những gì một miếng đệm trong môi trường khắc nghiệt phải có.