Procesi galvanizacije popraćeni su reakcijama razvijanja vodika. Infiltracija vodika u supstrat predstavlja veliki rizik od kvara za pričvršćivače visoke čvrstoće, što često dovodi do "odgođenog loma" nakon sastavljanja - problem kvalitete koji je notorno teško predvidjeti u inženjerskim okruženjima. Za samozatezne vijke, proces ugradnje stvara zaostalo tlačno naprezanje u zoni zaključavanja. U kombinaciji s rizikom od vodikove krtosti od galvanizacije, to čini dijelove osjetljivima na krti lom pod opterećenjem. Takvi se kvarovi ne događaju odmah; umjesto toga, obično se manifestiraju nekoliko sati nakon sklapanja.
Mehanizam vodikove krtosti uključuje atome vodika koji difundiraju u metal i migriraju prema područjima koncentracije naprezanja. Na materijalnim defektima ti se atomi spajaju u molekule vodika, stvarajući unutarnji tlak. Kada ovaj unutarnji tlak - sastavljen od zaostalog naprezanja od metalnog lima i vanjskih radnih opterećenja - premaši granicu tečenja materijala, dolazi do loma. Budući da je za difuziju vodikovih atoma kroz čelik potrebno vrijeme, to je temeljni uzrok odgođenog loma. Nadalje, premazi od cinka i kadmija djeluju kao barijere koje sprječavaju izlazak vodika, čineći upravljanje dehidrogenacijom još većim izazovom. Raspon temperature za dehidrogenaciju temeljenu na pečenju mora biti pažljivo uravnotežen: mora biti dovoljno visok da pospješuje otpuštanje vodika iz podloge, a opet dovoljno nizak da se izbjegne smanjenje tvrdoće materijala ili ugrožavanje svojstava premaza.
U inženjerskoj praksi, rizik od infiltracije vodika može se ublažiti kroz tri primarna pristupa. Za samostezne vijke za zakivanje i slične spojne elemente, tijekom predobrade, poželjno je pjeskarenje za uklanjanje hrđe; ako se koristi kiselo dekapiranje, u kiselu otopinu treba dodati inhibitore korozije. Za odmašćivanje se preferiraju kemijske metode ili metode na bazi otapala; ako se koristi elektrokemijsko odmašćivanje, treba slijediti niz katodnog čišćenja nakon kojeg slijedi anodno čišćenje. Što se tiče samog procesa galvanizacije, alkalne kupke za galvanizaciju ili kupke s visokom učinkovitošću struje rezultiraju nižim razvijanjem vodika. Dodatno, pod uvjetom da su ispunjeni zahtjevi otpornosti na koroziju, mogu se odabrati sustavi premaza u kojima vodik ima manju topljivost.
Ublažavanje naprezanja prije nanošenja i dehidrogenacija temeljena na pečenju nakon nanošenja su standardne mjere kontrole. Za dijelove koji su bili podvrgnuti kaljenju ili zavarivanju, unutarnja naprezanja trebala bi se ublažiti kaljenjem prije početka procesa nanošenja galvanizacije. Nakon galvanizacije, vodik nastavlja migrirati duboko u podlogu. Industrijski standardi preporučuju pokretanje procesa de-krhkosti (uklanjanje vodika) u roku od jednog sata nakon nanošenja galvanizacije, s maksimalnom dopuštenom odgodom od tri sata. Standardne temperature pečenja kreću se od 150 stupnjeva do 300 stupnjeva, s vremenom zadržavanja između 2 i 24 sata; ove parametre treba prilagoditi na temelju dimenzija dijela, čvrstoće podloge i vrste oplate. Za pocinčane dijelove, tipični raspon pečenja je od 110 stupnjeva do 220 stupnjeva, dok je za dijelove presvučene kadmijem gornja granica temperature donja - općenito 180 stupnjeva do 200 stupnjeva - kako bi se spriječila krtost izazvana kadmijem.
Tvrdoća materijala služi kao izravan pokazatelj osjetljivosti na vodikovu krtost. Za samostezne vijke s okruglom glavom i druge čelične spojne elemente, rizik od loma izazvanog vodikom počinje rasti kada se tvrdoća čelika približi HRC 38. Dijelovi s tvrdoćom većom od HRC 43 zahtijevaju naknadni postupak uklanjanja krhkosti, dok oni s tvrdoćom blizu HRC 60 moraju biti podvrgnuti pečenju odmah nakon površinske obrade. Osim tvrdoće, moraju se procijeniti i drugi čimbenici, uključujući sigurnosnu klasifikaciju dijela, dimenzije poprečnog presjeka, koncentracije naprezanja (zareze), vrstu oplate, uvjete opterećenja i bilo kakvu povijest prethodnih kvarova. Dijelovi izloženi velikom vlačnom naprezanju izloženi su znatno većem riziku od vodikove krtosti u usporedbi s onima pod čistim tlačnim naprezanjem.
Za samozatezne vijke, inženjerska validacija - osim ispitivanja momenta i guranja - mora uključivati procjenu vodikove krtosti, posebno razlikujući između pukotina izazvanih vodikom i kidanja pločastog materijala. Tijekom faza nabave i pregleda procesa, bitno je specificirati materijal lima, tvrdoću, postupak galvanizacije i parametre uklanjanja krhkosti; odabir se ne smije temeljiti samo na specifikacijama niti. Ako je već došlo do pucanja izazvanog vodikom, vodik će difundirati u duboko ukorijenjene nedostatke, čineći izvornu žilavost nepovratnom pečenjem; takvi se dijelovi moraju odbaciti.
U slučaju aSamostezni kompresijski vijakprijeloma, prvi korak je provjera sukladnosti s protokolima za galvanizaciju (apsorpcija vodika) i de-krhkost. Zatim provjerite koaksijalnost ugradnje, tvrdoću lima i promjer rupe - nemojte samo podešavati silu ugradnje (pritiskom). Cjelokupna površinska obrada i protokol uklanjanja krhkosti moraju se ponovno potvrditi kad god dođe do promjene u stupnju materijala u obliku lima, uvjetima toplinske obrade ili vrsti oplate, čime se osigurava dugotrajna stabilnost sastavljenog spoja.
kontaktirajte nas
