خوردگی پیچ و مهره ها بر خلاف تصور بسیاری، صرفا به معنای برجستگی های اکسیدی قرمز، زنگ زدگی اتصال دهنده ساخته شده از فلزات و آهن آلات در مناطق ساحلی و دریایی نیست. خوردگی در همه مناطق آب و هوایی وجود دارد؛ حتی در خشک ترین کشورهای جهان نیز انواع خوردگی در اتصال دهنده ها مشاهده می شود.
در نظر داشته باشید که روند خوردگی در انواع پیچ و مهره را می‌توان به تاخیر انداخت؛ اما هرگز نمی‌توان مانع بروز آن شد. به عبارتی می‌توان گفت که خوردگی یک پدیده طبیعی است و در معرض رطوبت، درجه حرارت و شرایط جوی خاص رخ می دهد که نمی توان از آن جلوگیری کرد، فقط می توان آن را کاهش داد.
واکنش اتصال دهنده ها در برابر خوردگی
در طول فرآیند خوردگی، دو نوع واکنش به وقوع می پیوندد:
- اکسیداسیون که در طی آن الکترون‌ها، فلز را ترک می‌کنند و در نتیجه فلز دچار فرسایش و تجزیه می شود. به طوری که الکترون‌ها، آب یا اکسیژن را به هیدروکسید تبدیل می کنند. هنگامی که زنگ زدگی به وجود می‌آید؛ یون های هیدروکسید و آهن تشکیل می شوند. پس از خوردگی فلز، سطح مقطع آن تغییر می کند و در فلزات اتصال دهنده آهنی، زنگ زدگی در کل سطح فلز گسترش می یابد.
- به دلیل قرار گرفتن در معرض آب نمک‌دار که pH خنثی یا کمی اسیدی دارد؛ در کاربردهای ساحلی و فراساحلی، خوردگی راحت تر از سایر کاربردها به وقوع می پیوندد. محصولات در مجاورت ساحل در معرض آب شور و همچنین اسپری آب نمک جزر و مد دریا قرار دارند؛ این مواد بر روی سطح باقی می مانند. سطح نمک اتمسفر در مناطق نزدیک تر به استوا بیشتر است.
با این حال، خوردگی اتصال دهنده فقط در معرض قرار گرفتن در معرض آب شور رخ نمی دهد. مواد تمیز کننده، رطوبت زیاد و محیط‌های “کثیف” مانند فاضلاب و معادن، همه فرایند خوردگی را تشدید می کنند. محیط‌های تحت فرآیندهای شیمیایی، سرشار از دی اکسید کربن، همچنین تاثیرات شدیدی بر روی فلزات دارند.
مضرات خوردگی پیچ و مهره
خوردگی اتصال دهنده ها، محصولات را تضعیف می‌کند و در نهایت، عملکرد و یکپارچگی آن‌ها را تحت تاثیر قرار می دهد. علاوه بر داشتن هزینه بالا، ایمنی را تحت تاثیر قرار داده و بر زیبایی محصولات نیز تاثیر می گذارد. همچنین این مشکل در اتصال دهنده ها جنبه‌های مختلف مهندسی، اجزای الکتریکی، واکنش‌های شیمیایی و بیولوژیکی را تحت تاثیر قرار می دهد. خوردگی از زمانی که انسان شروع به استفاده از فولاد در برنامه های کاربردی خود کرده است، یک مشکل بزرگ به حساب می آید.
جلوگیری از روند خوردگی در اتصال دهنده فلزی
پاسخ ساده این است که شما نمی توانید از روند خوردگی در اتصال دهنده فلزی جلوگیری کنید. بهترین شکل محافظت برای تاثیرگذاری در برابر خوردگی، از زمانی شروع می شود که طراحی محصول را آغاز می کنید. باید اطمینان حاصل کنید که مواد مورد استفاده به اندازه کافی در برابر خوردگی مقاوم هستند و محیطی که از این محصول استفاده می کنید؛ سازگار با محصول مورد نظر شما است.
نظریه گالوانیک چیست؟
از همه مهم تر، شما باید مطمئن شوید که فلزات مورد استفاده در اتصال دهنده ها و دیگر اجزاء با واکنش در برابر یکدیگر، روند خوردگی را تسریع نمی کنند. این فرآیند تحت عنوان نظریه گالوانیک شناخته می شود.
براساس نظریه گالوانیک، مهندسان و تولید کنندگان باید مواد و محصولات را به گونه ای طراحی کنند که وقوع خوردگی گالوانیک را محدود کنند. به عنوان مثال، اگر می خواهید آلیاژهای مس و فولاد ضدزنگ را همراه یکدیگر استفاده کنید، استفاده از یک پوشش محافظ برای کاهش خوردگی ضروری است.
آلیاژهای آلومینیوم و مس نباید با هم ترکیب شوند؛ به خصوص در مواردی که pH بالا به دلیل شوری محیط وجود داشته باشد. علاوه بر این، همیشه به یاد داشته باشید که اختلاف بین پتانسیل‌های الکترود توسط محیطی که برنامه یا محصول در آن قرار دارد، تحت تاثیر قرار نمی گیرد.
عدم آگاهی از واکنش‌های گالوانیک می‌تواند اثرات مخرب مالی و ایمنی داشته باشد و به دلیل خوردگی، شرکت‌ها متحمل خسارت های شدیدی شوند.
اهمیت میزان خوردگی پیچ و مهره ها
معمولا در طراحی اتصال دهنده‌ها یا پیچ و مهره‌ها به ویژگی‌های مقاومت و طول عمر، توجه بالایی می شود؛ اما مورد مهمی که شاید کمتر به آن توجه شود، میزان خوردگی است. هر محصول فلزی که از آهن یا فولاد ساخته شده باشد؛ سرانجام در تماس با اکسیژن و آب، دچار زنگ زدگی و خوردگی می شود. طبق گفته مهندسین شرکت Dorken MKS-Systeme که سیستم های لایه محافظت میکرو در برابر خوردگی را توسعه می دهند؛ خوردگی به ناچار در یک زمان معین اتفاق می افتد. با این وجود، روش هایی برای جلوگیری از پیشرفت آن وجود دارد و شما باید در زمان خرید پیچ و مهره به آن توجه کنید.
محافظت کاتدی اتصالات
هیچ پاسخ ساده و صریحی در خصوص خوردگی وجود ندارد؛ تنها راه حل این است که بخش‌های در معرض خطر خوردگی را با استفاده از پوشش‌هایی محافظت کرد. در این روش، ماده محافظی را در مجاورت اجزای فلزی اتصال دهنده‌ها قرار می‌دهند. به عبارتی در مواقعی که پیچ و مهره در معرض خوردگی قرار دارد، این ماده به جای آن خورده می‌شود که به آن روش محافظت کاتدی می‌گویند.
پیش بارگذاری و سفت کردن پیچ و مهره
هنگام سفت کردن پیچ، مهم است كه از ابزار و توالی محكم کردن مناسب برای آن استفاده كنید؛ این موضوع، شما را قادر می‌سازد تا از پیش بارگذاری تعیین شده ویژه توسط مهندسین طراحی استفاده كنید.
ابزار مناسب و ترتیب انجام کار صحیح را در دستور کار قرار دهید. سطح پیش بارگذاری، ظرفیت یک اتصال پیچی را تعیین می‌کند. بنابراین تعیین سطح پیش بارگذاری مورد نیاز در یک مفصل و سپس دستیابی به آن از طریق روش محکم کردن مناسب و یک توالی مناسب بسیار مهم است.
پیش بارگذاری باید برای جلوگیری از جابجایی بین قطعات جدا شده یا جدا شونده کافی بوده، اما همچنان باید در محدوده تسلیم مواد باشد تا از تسلیم سطوح جفت گیری و رزوه‌ها خودداری شود.
ایجاد تمایز بین ظرفیت استاتیک و دینامیک یک پیچ دشوار است. یک پیچ می‌تواند بار استاتیک بالایی را تحمل کند در حالی که ظرفیت باربری دینامیکی کمی داشته باشد. بنابراین مهم است که یک پیش بارگذاری زیاد به آن اعمال شود تا تأثیر بارهای دینامیکی بر روی اتصالات کاهش یابد.
استفاده مجدد از پیچ و مهره
اگر مجبور به استفاده مجدد از پیچ و مهره ها هستید، آن‌ها را روغن کاری کنید. استفاده مجدد یا عدم استفاده مجدد؟ این سوال اغلب مطرح می‌شود. استفاده مجدد از اتصال دهنده ها به ویژه در سایت کارگاهی، راحت تر از حمل پیچ با اندازه ها و درجه های مختلف است؛ همچنین ارزان تر هم هست.
با این حال، فهمیدن این موضوع که آیا اتصال دهنده های مورد استفاده آسیب دیده‌اند و ممکن است کارایی خود را از دست دهند یا خیر؟ سخت است. برای بررسی این که آیا پیچ مورد نظر برای استفاده مجدد مناسب است، یک بازرسی بصری توصیه می‌شود. اگر علائم خوردگی را مشاهده کردید؛ از استفاده مجدد پیچ و مهره خودداری کنید. همچنین این مسئله در مورد آسیب دیدگی رزوه ها نیز صادق است.
اما ممکن است مواقعی وجود داشته باشد که چاره ای جز استفاده مجدد از پیچ آسیب دیده به عنوان راه حل موقت نداشته باشید. اگر مجبور به استفاده مجدد هستید، حتما آن را روغن کاری کنید. این یک درجه از محافظت در برابر خوردگی است و اگر رزوه آسیب دیده باشد؛ روغن کاری به شما کمک خواهد کرد تا بتوانید فرصتی برای نصب پیچ جدید داشته باشید.
