Ar nerūdijančio plieno varžtai yra visiškai saugūs spalvotiems aliuminio lakštams tvirtinti?

Įvadas

Architektūrinio apdailos, lauko užuolaidų montavimo ir pramoninių atitvarų projektuose spalvoti aliuminio lakštai yra plačiai mėgstami dėl jų lengvumo, puikaus atsparumo oro sąlygoms ir įvairių spalvų pasirinkimų. Tvirtinimui vietoje nerūdijančio plieno varžtai tapo pagrindiniu daugelio konstruktorių ir inžinierių pasirinkimu. Vyrauja bendras pramonės sutarimas, kad nerūdijančio plieno varžtai yra atsparūs rūdijimui, tvirti ir puikiai suderinami su metalinėmis plokštėmis, todėl žmonės supranta, kad šis tvirtinimo būdas yra 100% saugus ir patvarus. Tačiau praktiniai inžineriniai atvejai ir medžiagų elektrocheminiai bandymai įrodo, kad nerūdijančio plieno varžtų naudojimas spalvotiems aliuminio lakštams pritvirtinti nereiškia absoliučios saugos . Esant tam tikroms aplinkoms ir netinkamoms statybos sąlygoms, vis dar egzistuoja paslėpta korozijos rizika ir konstrukciniai pavojai.

1. Kodėl nerūdijančio plieno varžtai yra tinkamiausias pasirinkimas daugeliu atvejų

Nerūdijančio plieno varžtai (daugiausia 304 ir 316 klasių) turi akivaizdžių pranašumų prieš įprastus anglinio plieno varžtus derinant su spalvotais aliuminio lakštais, todėl jie plačiai naudojami aliuminio plokščių tvirtinimo projektuose.

Pirma, nerūdijančio plieno varžtai pasižymi išskirtiniu atsparumu savaiminei korozijai. Skirtingai nuo anglinio plieno varžtų, kurie yra linkę rūdyti, oksiduotis ir sriegti po ilgalaikio lauko oro, lietaus vandens ir drėgno oro poveikio, kvalifikuoti nerūdijančio plieno varžtai gali išlaikyti stabilų mechaninį stiprumą ir visą sriegio struktūrą dešimtmečius. Antra, jie turi didelį tempimo ir šlyties stiprumą, kuris gali tvirtai užfiksuoti spalvotus aliuminio lakštus ant kilių ir pagrindo konstrukcijų, veiksmingai užkertant kelią plokštės poslinkiui, deformacijai ir kritimui dėl išorinio vėjo slėgio ir vibracijos. Trečia, palyginti su specialiais aliuminio lydinio varžtais, nerūdijančio plieno tvirtinimo detalės turi mažesnę pirkimo kainą, išsamesnes specifikacijas ir tvirtesnį universalumą, atitinkantį daugumos įprastų projektų statybos reikalavimus.

Sausose patalpose ir trumpalaikiuose lauko projektuose nerūdijančio plieno varžtai iš tiesų gali pasiekti stabilų ir saugų tvirtinimo efektą, beveik be akivaizdžių pavojų saugai. Tai taip pat sudaro klaidingą supratimą apie 'nerūdijančio plieno varžtai + aliuminio lakštai = nuolatinė sauga' pramonėje.

2. Pagrindinis paslėptas pavojus: galvaninė korozija tarp skirtingų metalų

Pagrindinė priežastis, kodėl nerūdijančio plieno varžtai negali garantuoti absoliučios saugos spalvoto aliuminio lakštų tvirtinimui, yra galvaninė korozija (bimetalinė korozija) tarp dviejų skirtingų metalų. Ši elektrocheminė reakcija yra pagrindinė ilgalaikio aliuminio plokščių tvirtinimo konstrukcijų gedimo priežastis ir įprastoje konstrukcijoje lengvai nepaisoma.

Elektrocheminio potencialo skirtumo mechanizmas

Galvaninėje metalų serijoje aliuminio lydinys ir nerūdijantis plienas turi visiškai skirtingus potencialo lygius. Spalvoti aliuminio lakštai, kaip aliuminio lydiniai, yra aktyviame anodiniame gale su mažu elektrodo potencialu, o 304 ir 316 nerūdijantis plienas yra stabiliame katodiniame gale su daug didesniu potencialu. Potencialų skirtumas tarp dviejų metalų gali siekti apie 0,5 V, to pakanka nuolatinėms elektrocheminėms reakcijoms sukelti.

Kai du metalai tiesiogiai liečiasi ir yra veikiami elektrolito aplinkos, susidaro pilnas galvaninis elementas. Šioje reakcijos sistemoje spalvotas aliuminio lakštas veikia kaip anodas ir pirmiausia yra oksiduojamas ir korozijos būdu, o nerūdijančio plieno varžtas veikia kaip katodas ir yra apsaugotas be rūdžių ar pažeidimų. Trumpai tariant, nerūdijančio plieno varžtas lieka nepažeistas, tačiau aplinkinė aliuminio plokštė palaipsniui išardoma.

Aplinkos suaktyvinimo sąlygos

Sausoje izoliuotoje patalpų aplinkoje galvaninė korozija neatsiras. Jį daugiausia sukelia drėgnos ir ėsdinančios išorinės sąlygos. Įprasti elektrolitai inžinerijos scenose yra lietaus vanduo, atmosferos drėgmė, rasa ir druskos purškimas pakrantės zonose. Pramoninės rūgščių bazės dulkės ir užterštas lietaus vanduo taip pat gali pagreitinti šį korozijos procesą.

Kuo didesnis oro drėgnumas ir didesnis druskos kiekis atmosferoje, tuo greitesnis korozijos greitis. Pakrančių, subtropikų drėgnose ir pramoninės taršos zonose korozijos reiškinys yra ypač rimtas. Priešingai, sausuose vidaus miestuose, kuriuose yra mažai drėgmės, rizika yra gana nedidelė.

3. Progresuojančių gedimų pavojai, kuriuos sukelia korozija

Galvaninė korozija tarp nerūdijančio plieno sraigtų ir spalvoto aliuminio lakštų yra lėtas ir progresuojantis procesas, kuris nesukels problemų per trumpą laiką, tačiau pamažu sukels konstrukcijų saugos riziką ilgėjant eksploatavimo laikui.

Spalvotų aliuminio lakštų paviršiaus pažeidimai

Ankstyvoje korozijos stadijoje aplink spalvoto aliuminio lakšto varžtų skyles atsiras baltų oksidų nuosėdų. Šie balti korozijos produktai sunaikins spalvotos aliuminio plokštės paviršiaus dangą, todėl dažai nusilups, pakeis spalvą ir vietiškai susidarys pūslės, o tai labai paveiks dekoratyvinę užuolaidų sienelės ir gaubto konstrukcijos išvaizdą.

Sriegio skylės atsipalaidavimas ir struktūrinis nestabilumas

Nuolat progresuojant korozijai, kontaktinėje dalyje tarp varžto skylės ir varžto sriegio susidarys duobių ir ertmių korozija. Aliuminio medžiaga aplink angą nuolat sunaudojama ir prarandama, todėl padidėja varžto anga ir sugenda srieginė jungtis. Galiausiai originaliai pritvirtintas varžtas atsilaisvins ir purtysis, o spalvoto aliuminio lakšto tvirtinimo jėga smarkiai sumažės.

Bendra kritimo rizika

Sunkiais atvejais kelios vienos aliuminio plokštės varžtų skylės yra korozijos ir negaliojančios. Veikiant vėjo apkrovai, temperatūros deformacijai ir vibracijai, spalvotas aliuminio lakštas iš dalies arba visiškai nukris, sukeldamas didelių saugos nelaimingų atsitikimų, pvz., pastato užuolaidų sienelių pažeidimus ir įrenginio griūtį, sukeldamas didelius paslėptus pavojus statybų saugai ir visuomenės saugumui.

4. Kiti galimi saugos pavojai

Be galvaninės korozijos, nerūdijančio plieno varžtų tvirtinimo konstrukcijų saugumo problemų kils ir neprotingas medžiagų pasirinkimas bei nestandartinė konstrukcija.

Pirma, nerūdijančio plieno varžtų klasė neatitinka aplinkos. Paprasti 304 nerūdijančio plieno sraigtai vis dar yra prastai atsparūs korozijai esant daug druskos pakrančių aplinkoje. Ilgalaikis naudojimas sukels nedidelę taškinę koroziją ant varžto paviršiaus, o tai paveiks suderinimo su aliuminio plokštėmis tikslumą. Antra, nestandartinės statybos operacijos, tokios kaip per didelis sukimo momentas ir priverstinis perforavimas, sukels mikro įtrūkimus aplink aliuminio plokštės varžtų skyles. Šie smulkūs defektai taps korozijos proveržio taškais, kurie pagreitins plokštės pažeidimą. Trečia, vandens nepraleidžiančių ir sandarinimo priemonių trūkumas sraigtinėse jungtyse lemia ilgalaikį vandens ir drėgmės kaupimąsi kontaktų tarpelyje, nuolat sudarydamos sąlygas elektrocheminei korozijai.

5. Standartiniai sprendimai saugiam fiksavimui

Nerūdijančio plieno varžtai negali būti naudojami spalvotiems aliuminio lakštams tvirtinti, o tai, kad aklinas naudojimas be apsaugos priemonių yra nesaugus . Taikant standartizuotus medžiagų derinimo ir konstrukcijos procesus, galvaninės korozijos rizikos galima veiksmingai išvengti, kad būtų užtikrintas ilgalaikis saugus veikimas.

Atskirkite nepanašų metalinį kontaktą

Tarp nerūdijančio plieno varžtų ir spalvotų aliuminio lakštų pridėkite izoliacines tarpines, EPDM gumines poveržles arba polimerines izoliacines įvores, kad visiškai nutrauktumėte tiesioginį elektrinį kontaktą su skirtingais metalais. Tai gali iš esmės pašalinti galvaninių elementų susidarymą ir išvengti elektrocheminės korozijos. Tai veiksmingiausia ir plačiausiai taikoma apsaugos priemonė.

Pasirinkite atitinkamus varžtų laipsnius

Pasirinkite 304 nerūdijančio plieno varžtus įprastiems vidaus ir sauso lauko projektams. Pakrantės, drėgnoje ir pramoninėje korozinėje aplinkoje patobulinkite iki 316 nerūdijančio plieno varžtų su stipresniu atsparumu chlorido korozijai, kad pagerintumėte bendrą tvirtinimo sistemos stabilumą.

Stiprinti sandarinimą ir vandeniui atsparų apdorojimą

Užbaigus varžtų montavimą, varžtų skyles ir jungtis užtepkite oro sąlygoms atspariu sandarikliu arba vandeniui atsparia danga, kad užkirstumėte kelią lietaus vandeniui, drėgmei ir druskos purslams, nupjaukite korozijos reakcijai reikalingą elektrolito terpę ir ilgą laiką apsaugokite kontaktinę sąsają.

Standartizuoti statybos operacijas

Statybos metu griežtai valdykite prisukimo momentą, kad išvengtumėte plokštės pažeidimo dėl per didelės jėgos. Iš anksto išgręžkite pagrįstas padėties nustatymo skyles, kad sumažintumėte varžtų išspaudimą ir aliuminio plokščių pažeidimus bei pašalintumėte paslėptus mikrokorozijos pavojus, kuriuos sukelia konstrukcijos defektai.

6. Išvada

Nerūdijančio plieno varžtų naudojimas spalvotiems aliuminio lakštams tvirtinti yra brandi ir patikima tvirtinimo schema statybų pramonėje, tačiau tai niekada nereiškia visiško saugumo . Būdingas elektrocheminis potencialų skirtumas tarp nerūdijančio plieno ir aliuminio lydinio sukels galvaninę koroziją drėgnoje ir korozinėje aplinkoje, dėl kurios bus laipsniškai pažeistos aliuminio plokštės ir sugenda tvirtinimo konstrukcijos. Vadinamasis 'saugus' efektas apsiriboja tik sausa aplinka ir standartizuotomis apsauginėmis konstrukcijos sąlygomis.

Inžinerijos srityje statybos personalas turėtų atsisakyti vienpusio supratimo, kad „nerūdijantis plienas yra nuolatinė sauga“. Atsižvelgiant į skirtingas paslaugų aplinkas, turėtų būti vykdoma tikslinė izoliacijos apsauga, sandarinimo apdorojimas ir medžiagų pasirinkimo optimizavimas. Tik standartizuotomis techninėmis priemonėmis pašalinus paslėptą nevienodos metalo korozijos pavojų, galima tikrai garantuoti ilgalaikį spalvoto aliuminio lakšto tvirtinimo konstrukcinį saugumą ir stabilumą.