پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ: علامت گذاری، استفاده در آلومینیوم و راهنمای نقاشی

علائم پیچ فولادی ضد زنگ توضیح داده شده است

اتصال دهنده های فولادی ضد زنگ از سیستم علامت گذاری سر مشابه پیچ و مهره های فولاد کربنی پیروی نکنید. بیشتر پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ هیچ علامت درجه برجسته ای روی سر ندارند - در عوض، آنها با مهرهای تعیین مواد شناسایی می شوند، که می تواند به راحتی اشتباه خوانده شود یا به طور کامل نادیده گرفته شود. دانستن اینکه چه چیزی را باید جستجو کرد از خطاهای مشخصات پرهزینه در کار جلوگیری می کند.

نشانه های رایج سر و معنای آنها

برخلاف پیچ و مهره های فولاد کربنی SAE یا ASTM که از خطوط شعاعی برجسته برای نشان دادن درجه استفاده می کنند، پیچ های ضد زنگ معمولاً از کدهای حروف مهر شده یا سرد در سر استفاده می کنند:

• A2 - فولاد ضد زنگ 304 (18-8). رایج ترین درجه، مناسب برای استفاده عمومی داخلی و خفیف در فضای باز. مقاوم در برابر خوردگی اما برای محیط های آب شور یا کلرید ایده آل نیست.
• A4 - فولاد ضد زنگ 316. حاوی 2 تا 3 درصد مولیبدن است که مقاومت قابل توجهی نسبت به کلریدها دارد. استاندارد برای سخت افزار دریایی، ساخت و ساز ساحلی، و تجهیزات شیمیایی.
• A2-70 / A4-70 - عدد نشان دهنده حداقل استحکام کششی در واحدهای 10 مگاپاسکال است. A2-70 به معنای استحکام کششی 700 مگاپاسکال است که تقریباً معادل یک پیچ فولاد کربنی درجه 5 است.
• A2-80 / A4-80 - مقاومت کششی 800 مگاپاسکال، قابل مقایسه با پیچ فولاد کربنی درجه 8. در کاربردهای سازه ای با بار بالاتر استفاده می شود.
• SS یا 18-8 - یک مهر مواد عمومی که نشان دهنده فولاد ضد زنگ است، اما بدون کلاس ویژگی خاص. در کاربردهای باربر با احتیاط رفتار کنید زیرا استحکام تأیید نشده است.

ASTM در مقابل سیستم های علامت گذاری ISO

نامگذاری های A2/A4 از استاندارد ISO 3506 پیروی می کنند که به طور گسترده در اروپا و بین المللی استفاده می شود. سخت‌افزار آمریکای شمالی ممکن است در عوض به ASTM F593 (برای پیچ‌ها) و F594 (برای مهره‌ها) اشاره کند که از نام‌گذاری‌های گروه آلیاژی مانند CW (سرد کار شده) یا SH (سخت‌شده با کرنش) به جای خلاصه‌نویسی ساده‌تر A2/A4 استفاده می‌کنند. هنگام تهیه اتصال دهنده ها در بازارها، برای جلوگیری از مخلوط کردن مشخصات ناسازگار، تأیید کنید که کدام استاندارد اعمال می شود.

استفاده از پیچ های ضد زنگ در آلومینیوم: خوردگی گالوانیکی خطر واقعی است

فولاد ضد زنگ و آلومینیوم را می توان با هم استفاده کرد، اما خوردگی گالوانیکی یک نگرانی واقعی است - به ویژه در محیط های مرطوب یا خارج از منزل. این دو فلز روی سری گالوانیکی از هم جدا می‌شوند: فولاد ضد زنگ نجیب‌تر است (کاتدی)، در حالی که آلومینیوم فعال‌تر است (آندی). هنگامی که یک الکترولیت مانند آب یا اسپری نمک آنها را پل می کند، آلومینیوم ترجیحاً خورده می شود. نرخ به نسبت مساحت، الکترولیت و مدت زمان قرار گرفتن بستگی دارد.

واکنش گالوانیک چقدر جدی است؟

در محیط های داخلی خشک، خطر گالوانیکی بین ضد زنگ و آلومینیوم ناچیز است - بدون الکترولیت، هیچ مدار الکتروشیمیایی تشکیل نمی شود. در شرایط دریایی یا دائماً مرطوب، آلومینیوم اطراف یک پیچ ضد زنگ می تواند حفره های قابل اندازه گیری را در داخل نشان دهد. 6 تا 12 ماه اگر هیچ مانعی اعمال نشود. نسبت مساحت کاتد به آند بسیار مهم است: یک پیچ بزرگ ضد زنگ در یک صفحه آلومینیومی کوچک، خوردگی را بسیار بیشتر از یک پیچ ضد زنگ کوچک در یک اکستروژن آلومینیومی بزرگ تسریع می‌کند.

روش های عملی برای کاهش خوردگی گالوانیکی

• از یک مانع جداکننده استفاده کنید: قبل از نصب، خمیر کرومات روی، ترکیب ضد گیر، یا درزگیر نخی مبتنی بر PTFE را اعمال کنید. اینها رطوبت را جابجا می کنند و مسیر الکترولیتی را قطع می کنند.
• از واشرهای نایلونی یا نئوپرن استفاده کنید: واشرهای ایزوله که زیر سر پیچ و مهره قرار می گیرند از تماس مستقیم فلز به فلز در سطوح گیره دار جلوگیری می کند.
• آلومینیوم را آنودایز یا رنگ آمیزی کنید: یک سطح آنودایز یا رنگ شده به خوبی نگهداری شده یک مانع فیزیکی ایجاد می کند که انتقال یونی را به طور قابل توجهی کند می کند.
• 316 را نسبت به 304 ضد زنگ انتخاب کنید: در محیط های غنی از کلرید، 316 SS پایدارتر است و اختلاف پتانسیل خوردگی کمتری با آلومینیوم در مقایسه با 304 ایجاد می کند.
• اتصالات آلومینیومی یا روکش دار را برای اتصالات کم فشار در نظر بگیرید: اگر بار سازه متوسط باشد، پیچ های آلومینیومی سری 5000 یا فولاد روی اندود، مشکل فلزی غیر مشابه را به طور کامل برطرف می کند.

گالینگ: مشکل دیگر پیچ های ضد زنگ در آلومینیوم

جدا از خوردگی گالوانیکی، اتصال دهنده های فولادی ضد زنگ مستعد ابتلا به آن هستند خفن - یک پدیده جوش سرد که در آن سطوح رزوه حین نصب گیر می کند. ضد زنگ به ویژه حساس است زیرا لایه اکسید آن تحت اصطکاک شکسته می شود و فلز به سرعت سخت می شود. در رزوه های آلومینیومی این می تواند نخ مادگی را از بین ببرد یا بست را برای همیشه مسدود کند. با استفاده از روان کننده های ضد گیر (بر پایه نیکل برای کاربردهای با دمای بالا، بر پایه مس برای استفاده استاندارد) و آهسته آهسته کشیدن پیچ های ضد زنگ، به خصوص در سوراخ های آلومینیومی ضربه خورده، از ایجاد زخم جلوگیری کنید.

نحوه رنگ آمیزی فولاد ضد زنگ تا در واقع بچسبد

رنگ به طور طبیعی به فولاد ضد زنگ نمی چسبد. لایه اکسید کروم غیرفعال که ضد زنگ را در برابر خوردگی مقاوم می کند نیز عاملی است که باعث از بین رفتن چسبندگی رنگ می شود. . بدون آماده سازی سطح مناسب، حتی پوشش های باکیفیت در عرض چند ماه پوسته می شوند. این فرآیند قابل دستیابی است، اما به آمادگی بیشتری نسبت به رنگ آمیزی فولاد یا آلومینیوم لخت نیاز دارد.

آماده سازی گام به گام سطح

1. به طور کامل چربی زدایی کنید: با استفاده از پارچه های تمیز بدون پرز، سطح را با استون یا ایزوپروپیل الکل (IPA) پاک کنید. روغن، اثر انگشت و باقیمانده‌های ماشین‌کاری، حتی اگر سطح تمیز به نظر برسد، چسبندگی را از بین می‌برند.
2. ساییدن سطح: از کاغذ سنباده اکسید آلومینیوم 80 تا 120 یا یک پد ساینده Scotch-Brite برای خراش دادن یکنواخت سطح استفاده کنید. این لایه اکسید غیرفعال را می شکند و دندانه ای مکانیکی برای گرفتن پرایمر ایجاد می کند. برای جلوگیری از ایجاد فشار بر روی مواد نازک در یک جهت ماسه بزنید.
3. دوباره چربی زدایی کنید: پس از سنباده زدن، دوباره با استون پاک کنید تا تمام ذرات ساییده شده از بین بروند. این مرحله غیرقابل مذاکره است - گرد و غبار سنباده بر روی سطح چسبندگی را تضعیف می کند.
4. از پرایمر اچ یا پرایمر خود اچینگ استفاده کنید: برای فولاد ضد زنگ، پرایمر شستشو (بر پایه وینیل بوتیرال) یا پرایمر اپوکسی دو قسمتی بهترین چسبندگی را ایجاد می کند. آغازگرهای خود اچینگ فرموله شده برای فلزات غیر آهنی برای کاربردهای سبک تر به اندازه کافی کار می کنند. لایه های نازک را بمالید و بین لایه ها زمان کامل را بگذارید.
5. رویه را اعمال کنید: روکش های دو قسمتی پلی اورتان یا اپوکسی بادوام ترین پوشش را ارائه می دهند. رنگ‌های اکریلیک تک‌جزئی را می‌توان برای کاربردهای تزئینی که دوام طولانی‌مدت آن اهمیت کمتری دارد، استفاده کرد.

انواع رنگ هایی که روی فولاد ضد زنگ کار می کنند

اشتباهات رایجی که باعث جدا شدن رنگ از فولاد ضد زنگ می شود

• رد شدن از سایش: رنگ آمیزی روی یک سطح صاف و بدون خراش ضد زنگ تنها شایع ترین دلیل شکست زود هنگام چسبندگی است. لایه اکسید باید از نظر فیزیکی شکسته شود.
• استفاده مستقیم از رنگ لاتکس یا آب پایه: اینها بدون پرایمر سازگار به فلز نمی‌چسبند و در حالت ضدزنگ در اولین چرخه حرارتی یا قرار گرفتن در معرض رطوبت لایه‌پوش می‌شوند.
• نقاشی در رطوبت بالا: رطوبت سطح از خیس شدن مناسب پرایمر جلوگیری می کند. شرایط ایده آل در زیر آمده است رطوبت نسبی 85 درصد و دمای بستر بالای 10 درجه سانتیگراد.
• استفاده از کت های خیلی ضخیم: تک لایه های سنگین حلال ها را به دام می اندازد و باعث پاپ شدن حلال یا درمان ضعیف می شود. چند لایه نازک از ضخامت فیلم خشک 50-75 میکرون هر کدام چسبندگی طولانی مدت بسیار بهتری نسبت به یک پوشش ضخیم دارند.

شناسایی بست های ضد زنگ بدون علامت یا ناشناخته در میدان

همه پیچ‌های ضد زنگ با علامت‌های واضح به دست نمی‌آیند، به‌ویژه سخت‌افزارهای قدیمی‌تر یا بست‌هایی که از تامین‌کنندگان غیر ISO تهیه می‌شوند. چندین آزمایش میدانی سریع به تشخیص فولاد ضد زنگ از فولاد کربنی آبکاری شده یا سایر آلیاژها کمک می کند:

• تست آهنربا: ضد زنگ آستنیتی (304، 316) در حالت بازپخت ضعیف مغناطیسی یا غیر مغناطیسی است. یک آهنربای قوی برخلاف کربن یا فولاد ضد زنگ فریتی، آن را محکم جذب نمی کند. توجه داشته باشید که 304 سرد کار می تواند کمی مغناطیسی شود - بنابراین یک جاذبه جزئی همیشه رد صلاحیت نیست.
• تست زنگ زدگی: بست را به مدت 48 تا 72 ساعت در معرض رطوبت قرار دهید. فولاد کربنی به سرعت زنگ زدگی سطحی قابل مشاهده را ایجاد می کند. ضد زنگ آستنیتی واقعی زنگ نمی زند، فقط واترمارک ممکن است.
• تست لکه مولیبدن (کیت تست مو): یک آزمایش قطره شیمیایی که 316 (Mo-مثبت) را از 304 (Mo-منفی) متمایز می کند. کیت‌ها کمتر از 30 دلار قیمت دارند و در محیط‌های کنترل کیفیت که تأیید درجه حیاتی است، استاندارد هستند.
• آنالایزر XRF: برای کاربردهای با ارزش یا حیاتی ایمنی، یک آنالایزر فلورسانس اشعه ایکس دستی ترکیب آلیاژ قطعی را در عرض چند ثانیه بدون آسیب رساندن به بست ارائه می کند. واحدهای اجاره ای به طور گسترده از طریق تامین کنندگان تجهیزات بازرسی در دسترس هستند.

انتخاب درجه ضد زنگ مناسب برای شغل

انتخاب درجه نه تنها بر عملکرد خوردگی بلکه بر استحکام، ماشین‌کاری و هزینه تأثیر می‌گذارد. سه درجه که معمولاً در کاربردهای اتصال دهنده ها با آن مواجه می شوند، هر کدام دارای معاوضه های متمایز هستند:

• 304 / A2: درجه اسب کار. مقاومت در برابر خوردگی خوب، به طور گسترده در دسترس، مقرون به صرفه. برای اکثر کاربردهای داخلی و خشک در فضای باز کافی است. در محیط های حاوی کلرید پرهیز کنید - اسپری نمک می تواند در یک فصل باعث ایجاد حفره شود.
• 316 / A4: درجه دریایی و شیمیایی محتوای مولیبدن مقاومت در برابر حفره های کلرید را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. هزینه تقریبا 20 تا 30 درصد بیشتر از 304 اما انتخاب صحیحی برای محیط های ساحلی، فرآوری مواد غذایی یا دارویی است.
• 410 / ضد زنگ مارتنزیتی: مغناطیسی، سخت‌شدنی و قوی‌تر از 304 یا 316 - اما مقاومت در برابر خوردگی پایین‌تر. در کارد و چنگال، شیرآلات و کاربردهایی که سختی و مقاومت در برابر سایش بیشتر از مقاومت در برابر خوردگی اهمیت دارد استفاده می شود.

برای پروژه های محیطی مختلط - مثلاً یک سازه در فضای باز در نزدیکی ساحل اما مستقیماً در معرض آب شور نیست - A4-70 پیش فرض عملی است . این استحکام کافی و بافر محافظت در برابر خوردگی مورد نیاز برای محیط هایی که در طول عمر اتصال دهنده ها بین مرطوب و خشک در نوسان هستند، فراهم می کند.