Vai nerūsējošā tērauda skrūves ir pilnīgi drošas krāsainu alumīnija lokšņu stiprināšanai?

Ievads

Arhitektūras apdarē, āra aizkaru sienu uzstādīšanā un industriālo korpusu projektos krāsainās alumīnija loksnes ir plaši iecienītas to vieglo īpašību, izcilās laikapstākļu noturības un daudzveidīgo krāsu iespēju dēļ. Fiksēšanai uz vietas nerūsējošā tērauda skrūves ir kļuvušas par galveno izvēli lielākajai daļai konstruktoru un inženieru. Nozarē valda kopīgs konsenss, ka nerūsējošā tērauda skrūves ir nerūsējošas, izturīgas un ļoti saderīgas ar metāla plāksnēm, kas liek cilvēkiem uzskatīt, ka šī stiprinājuma metode ir 100% droša un izturīga. Tomēr praktiskie inženiertehniskie gadījumi un materiālu elektroķīmiskie testi pierāda, ka nerūsējošā tērauda skrūvju izmantošana krāsainu alumīnija lokšņu nostiprināšanai nav līdzvērtīga absolūtai drošībai . Slēptie korozijas riski un strukturālie apdraudējumi joprojām pastāv īpašā vidē un neatbilstošos būvniecības apstākļos.

1. Kāpēc nerūsējošā tērauda skrūves ir vēlamā izvēle lielākajā daļā gadījumu

Nerūsējošā tērauda skrūvēm (galvenokārt 304. un 316. klase) ir acīmredzamas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajām oglekļa tērauda skrūvēm, ja tās ir saskaņotas ar krāsainām alumīnija loksnēm, tāpēc tās tiek plaši izmantotas alumīnija plākšņu stiprināšanas projektos.

Pirmkārt, nerūsējošā tērauda skrūvēm ir izcila paškorozijas izturība. Atšķirībā no oglekļa tērauda skrūvēm, kurām ir nosliece uz rūsu, oksidēšanos un vītņu bojājumiem pēc ilgstošas ​​āra gaisa, lietus ūdens un mitra gaisa iedarbības, kvalificētas nerūsējošā tērauda skrūves var saglabāt stabilu mehānisko izturību un pilnīgu vītnes struktūru gadu desmitiem. Otrkārt, tiem ir augsta stiepes un bīdes izturība, kas var stingri nofiksēt krāsainās alumīnija loksnes uz ķīļiem un pamatnes konstrukcijām, efektīvi novēršot plākšņu pārvietošanos, deformāciju un nokrišanu, ko izraisa ārējais vēja spiediens un vibrācija. Treškārt, salīdzinot ar īpašām alumīnija sakausējuma skrūvēm, nerūsējošā tērauda stiprinājumiem ir zemākas iepirkuma izmaksas, pilnīgākas specifikācijas un spēcīgāka universālums, kas atbilst vairuma tradicionālo projektu būvniecības prasībām.

Sausā iekštelpu vidē un īstermiņa āra projektos nerūsējošā tērauda skrūves patiešām var panākt stabilu un drošu fiksācijas efektu, gandrīz bez acīmredzama drošības apdraudējuma. Tas arī veido nepareizu izpratni par 'nerūsējošā tērauda skrūves + alumīnija loksnes = pastāvīga drošība' nozarē.

2. Slēptās kodols briesmas: galvaniskā korozija starp dažādiem metāliem

Galvenais iemesls, kāpēc nerūsējošā tērauda skrūves nevar garantēt absolūtu drošību krāsainu alumīnija lokšņu stiprināšanai, ir galvaniskā korozija (bimetāla korozija) starp diviem atšķirīgiem metāliem. Šī elektroķīmiskā reakcija ir galvenais alumīnija plākšņu stiprinājuma konstrukciju ilgstošas ​​atteices cēlonis, un to var viegli ignorēt tradicionālajā konstrukcijā.

Elektroķīmisko potenciālu starpības mehānisms

Galvaniskajā metālu sērijā alumīnija sakausējums un nerūsējošais tērauds ir ar pilnīgi atšķirīgu potenciālu līmeni. Krāsainās alumīnija loksnes kā alumīnija sakausējumi atrodas aktīvajā anodiskajā galā ar zemu elektrodu potenciālu, savukārt 304 un 316 nerūsējošais tērauds atrodas stabilā katoda galā ar daudz lielāku potenciālu. Potenciālu starpība starp diviem metāliem var sasniegt aptuveni 0,5 V, kas ir pietiekami, lai vadītu nepārtrauktas elektroķīmiskas reakcijas.

Kad abi metāli ir tiešā saskarē un tiek pakļauti elektrolīta videi, tiks izveidota pilnīga galvaniskā šūna. Šajā reakcijas sistēmā krāsainā alumīnija loksne darbojas kā anods, un tā ir galvenokārt oksidēta un korozija, savukārt nerūsējošā tērauda skrūve darbojas kā katods un ir aizsargāta bez rūsēšanas vai bojājumiem. Īsāk sakot, nerūsējošā tērauda skrūve paliek neskarta, bet apkārtējā alumīnija plāksne pakāpeniski tiek noārdīta.

Vides iedarbināšanas apstākļi

Galvaniskā korozija nenotiks sausā, izolētā iekštelpu vidē. To galvenokārt izraisa mitri un kodīgi ārējie apstākļi. Parastie elektrolīti inženierzinātnēs ir lietus ūdens, atmosfēras mitrums, rasa un sāls izsmidzināšana piekrastes zonās. Arī rūpnieciskie skābes bāzes putekļi un piesārņots lietus ūdens var paātrināt šo korozijas procesu.

Jo augstāks gaisa mitrums un augstāks sāls saturs atmosfērā, jo ātrāks ir korozijas ātrums. Piekrastes, subtropu mitrā un rūpnieciskā piesārņojuma zonās korozijas parādība ir īpaši nopietna. Turpretim sausām iekšzemes pilsētām ar zemu mitruma līmeni ir salīdzinoši nelieli riski.

3. Progresējošas atteices apdraudējums, ko izraisa korozija

Galvaniskā korozija starp nerūsējošā tērauda skrūvēm un krāsainām alumīnija loksnēm ir lēns un progresējošs process, kas īstermiņā neradīs problēmas, bet pakāpeniski radīs konstrukcijas drošības riskus, pagarinot ekspluatācijas laiku.

Krāsu alumīnija lokšņu virsmas bojājumi

Agrīnā korozijas stadijā ap krāsainās alumīnija loksnes skrūvju caurumiem parādīsies balta oksīda nogulsnes. Šie baltie korozijas produkti iznīcinās krāsainās alumīnija plāksnes virsmas pārklājumu, izraisot krāsas nolobīšanos, krāsas maiņu un lokālu pūtīšu veidošanos, kas nopietni ietekmē aizkaru sienas un korpusa konstrukcijas dekoratīvo izskatu.

Vītnes cauruma atslābums un struktūras nestabilitāte

Nepārtraukti progresējot korozijai, saskares daļā starp skrūves caurumu un skrūves vītni veidosies punktveida un dobuma korozija. Alumīnija materiāls ap caurumu tiek nepārtraukti patērēts un zaudēts, kā rezultātā palielinās skrūves caurums un vītņotais savienojums sabojājas. Visbeidzot, sākotnēji piestiprinātā skrūve atslābs un satricinās, un krāsainās alumīnija loksnes stiprinājuma spēks strauji samazināsies.

Kopējais krituma risks

Smagos gadījumos vairāki skrūvju caurumi uz vienas alumīnija plāksnes ir sarūsējuši un nederīgi. Vēja slodzes, temperatūras deformācijas un vibrācijas ietekmē krāsainā alumīnija loksne daļēji vai pilnībā nokrīt, izraisot nopietnus drošības negadījumus, piemēram, ēkas aizkaru sienas bojājumus un objekta sabrukšanu, radot lielas slēptās briesmas būvniecības un sabiedrības drošībai.

4. Citi iespējamie drošības riski

Bez galvaniskās korozijas nerūsējošā tērauda skrūvju stiprinājuma konstrukciju drošības problēmas radīs arī nepamatota materiālu izvēle un nestandarta konstrukcija.

Pirmkārt, nerūsējošā tērauda skrūvju pakāpe neatbilst videi. Parastajām 304 nerūsējošā tērauda skrūvēm joprojām ir slikta izturība pret koroziju piekrastes vidē ar augstu sāls saturu. Ilgstoša lietošana izraisīs nelielu punktveida koroziju uz skrūves virsmas, kas ietekmēs saskaņošanas precizitāti ar alumīnija plāksnēm. Otrkārt, nestandarta būvniecības darbības, piemēram, pārmērīgs griezes moments un piespiedu caurumošana, radīs mikroplaisas ap alumīnija plāksnes skrūvju caurumiem. Šie sīkie defekti kļūs par korozijas izrāviena punktiem, paātrinot plāksnes bojājumus. Treškārt, ūdensnecaurlaidīgu un blīvēšanas pasākumu trūkums skrūvju savienojumos izraisa ilgstošu ūdens un mitruma uzkrāšanos kontakta spraugā, nepārtraukti nodrošinot apstākļus elektroķīmiskai korozijai.

5. Standarta risinājumi drošas fiksācijas sasniegšanai

Nav tā, ka nerūsējošā tērauda skrūves nevar izmantot krāsainu alumīnija lokšņu nostiprināšanai, bet gan tas, ka aklā lietošana bez aizsargpasākumiem nav droša . Izmantojot standartizētus materiālu saskaņošanas un būvniecības procesus, var efektīvi novērst galvaniskās korozijas risku, lai nodrošinātu ilgstošu drošu darbību.

Izolējiet atšķirīgu metāla kontaktu

Pievienojiet izolācijas blīves, EPDM gumijas paplāksnes vai polimēru izolācijas uzmavas starp nerūsējošā tērauda skrūvēm un krāsainām alumīnija loksnēm, lai pilnībā pārtrauktu tiešu elektrisko kontaktu starp dažādiem metāliem. Tas var būtiski novērst galvanisko elementu veidošanos un izvairīties no elektroķīmiskās korozijas. Šis ir visefektīvākais un visplašāk piemērojamais aizsardzības pasākums.

Izvēlieties atbilstošās skrūvju pakāpes

Izvēlieties 304 nerūsējošā tērauda skrūves parastajiem iekštelpu un sausiem āra projektiem. Piekrastes, mitrai un rūpnieciskai kodīgai videi jauniniet uz 316 nerūsējošā tērauda skrūvēm ar lielāku hlorīda izturību pret koroziju, lai uzlabotu stiprinājumu sistēmas vispārējo stabilitāti.

Nostipriniet blīvējumu un ūdensnecaurlaidīgu apstrādi

Pēc skrūvju uzstādīšanas pabeigšanas skrūvju caurumos un savienojumos uzklājiet pret laikapstākļiem izturīgu hermētiķi vai ūdensnecaurlaidīgu pārklājumu, lai bloķētu lietus ūdens, mitruma un sāls izsmidzināšanas invāziju, nogrieztu korozijas reakcijai nepieciešamo elektrolīta vidi un ilgu laiku aizsargātu kontakta saskarni.

Standartizēt būvniecības darbību

Būvniecības laikā stingri kontrolējiet skrūvēšanas griezes momentu, lai izvairītos no plāksnes bojājumiem, ko izraisa pārmērīgs spēks. Iepriekš izurbiet saprātīgus pozicionēšanas caurumus, lai samazinātu skrūvju izspiešanu un alumīnija plākšņu bojājumus, kā arī novērstu mikrokorozijas slēptās briesmas, ko izraisa konstrukcijas defekti.

6. Secinājums

Nerūsējošā tērauda skrūvju izmantošana krāsainu alumīnija lokšņu piestiprināšanai ir nobriedusi un uzticama stiprinājuma shēma būvniecības nozarē, taču tā nekad nenozīmē absolūtu drošību . Raksturīgā elektroķīmisko potenciālu atšķirība starp nerūsējošo tēraudu un alumīnija sakausējumu izraisīs galvanisko koroziju mitrā un korozīvā vidē, kā rezultātā pakāpeniski tiks sabojātas alumīnija plāksnes un sabojātas stiprinājuma konstrukcijas. Tā sauktais 'drošais' efekts attiecas tikai uz sausu vidi un standartizētiem aizsargājošiem konstrukcijas apstākļiem.

Faktiskos inženiertehniskos lietojumos būvniecības personālam vajadzētu atteikties no vienpusējās atziņas, ka 'nerūsējošais tērauds ir vienāds ar pastāvīgu drošību'. Atbilstoši dažādām pakalpojumu vidēm ir jāveic mērķtiecīga izolācijas aizsardzība, blīvējuma apstrāde un materiālu izvēles optimizācija. Tikai novēršot slēptās atšķirīgās metāla korozijas briesmas, izmantojot standartizētus tehniskos līdzekļus, var patiesi garantēt krāsaino alumīnija lokšņu stiprinājuma ilgtermiņa konstrukcijas drošību un stabilitāti.