چرا در شرایط خاصی استفاده از پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ توصیه نمی شود؟

در مونتاژهای صنعتی و تعمیر و نگهداری تجهیزات، این جمله که "پیچ های فولادی ضد زنگ را نباید با مهره های فولادی ضد زنگ استفاده کرد" از دیرباز مطرح شده است. مهم است که تأکید شود این یک تابو مطلق نیست، بلکه خلاصه ای از تجربیات مهندسی در مورد خطرات خرابی در شرایط کاری خاص است. موضوع اصلی «پدیده ی پارگی» بست های فولادی ضد زنگ است.

 

در کاربردهایی مانند فلنج های خطوط لوله برودتی، مخازن تحت فشار و تجهیزات شیمیایی، زمانی که پیچ ها و مهره های فولادی ضد زنگ برای مدت طولانی تحت شرایط پیش بارگذاری بالا کار می کنند، مقاومت چرخشی شدید یا حتی ناتوانی کامل در برداشتن آنها اغلب در حین جداسازی رخ می دهد.

 

این مشکل به ویژه تحت بار استاتیکی، بدون روغن کاری و شرایط جفت شدن مواد مشابه برجسته است.

 

 

از دیدگاه علم مواد، فولاد ضد زنگ دارای شکل پذیری خوب و سختی سطح پایین است. هنگامی که پیچ ها و مهره های فولاد ضد زنگ سفت می شوند، فیلم غیرفعال سازی روی سطح تماس رزوه ای به راحتی تحت اثر ترکیبی فشار بالا و حرارت اصطکاکی از بین می رود و سپس ماتریکس فلزی در معرض چسبندگی میکروسکوپی قرار می گیرد. با ادامه چرخش، این چسبندگی به طور مکرر اتفاق می افتد و بریده می شود و در نهایت منجر به "جوشکاری سرد" موضعی رزوه ها می شود.

 

علاوه بر این، در طول سرویس طولانی‌مدت-، بست‌ها تحت بارگذاری، تغییر شکل پلاستیکی خفیفی را متحمل می‌شوند که اتصالات رزوه‌دار را محکم‌تر می‌کند و اثر اصطکاک را بیشتر می‌کند. هنگام تلاش برای جداسازی معکوس، لازم است نه تنها بر نیروی اصطکاک معمولی، بلکه بر مقاومت اضافی ایجاد شده توسط چسبندگی مواد و تغییر شکل ساختاری غلبه کنید، بنابراین به طور قابل توجهی دشواری جداسازی را افزایش دهید.

 

 

برای کاهش خطر گیر کردن در اتصال دهنده های فولادی ضد زنگ، روش های زیر معمولاً در عمل مهندسی استفاده می شود:

 

ابتدا، احتمال چسبندگی را می توان با استفاده از مواد غیر مشابه، مانند استفاده از پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ با مهره های مسی یا مهره های سطحی، شکستن شرایط چسبندگی همان ماده در سطح مواد، کاهش داد.

 

دوم اینکه روغن کاری سطح نخ قبل از مونتاژ یکی از موثرترین روش هاست. روان کننده های متداول عبارتند از: گریس، گرافیت، دی سولفید مولیبدن، مواد ضد گیر- یا آغشته به موم. این اقدامات می تواند به طور قابل توجهی ضریب اصطکاک را کاهش دهد و افزایش دما را سرکوب کند.

 

ثانیاً، در محیط‌های{0}}درجه حرارت بالا یا بار{1} بالا، باید ترجیحاً از مواد ضد گیر{2} تخصصی برای جلوگیری از سینترینگ یا شکست چسبندگی در شرایط دمای بالا استفاده شود.

 

 

در مقایسه با اتصال دهنده های فولاد کربنی، بست های فولادی ضد زنگ بیشتر در معرض قفل شدن هستند، در درجه اول به دلیل تفاوت در خواص مواد. با در نظر گرفتن فولاد ضد زنگ معمولی به عنوان مثال، سختی آن به طور کلی کمتر از فولاد کربن با درجه 8.8 است، اما شکل پذیری آن بهتر است. هنگامی که سطح نخ آسیب می بیند، فولاد ضد زنگ به سرعت یک لایه اکسید جدید برای مقاومت در برابر خوردگی تشکیل می دهد. با این حال، در طول سفت کردن، این لایه اکسید به طور مداوم از بین می رود و بازسازی می شود و یک واکنش زنجیره ای از "تخریب{4}}چسبندگی-برشی-دوباره-چسبندگی" را تشکیل می دهد، که در نهایت منجر به قفل شدن می شود.

 

این پدیده به ویژه در اتصال دهنده های فولاد زنگ نزن، آلیاژ آلومینیوم و آلیاژ تیتانیوم رایج است، در حالی که احتمال آن در اتصال دهنده های فولاد کربنی با سختی بالاتر و شکل پذیری کمتر است.

 

 

در کاربردهای عملی، مشکلات قفل کردن اغلب ناشی از یک عامل واحد نیست، بلکه نتیجه چندین خطای عملیاتی است. برای مثال، عدم تطابق درجه‌های خواص مکانیکی پیچ‌ها و مهره‌ها، وجود سوراخ‌ها یا براده‌های فلزی روی سطح رزوه، یا نیروی بیش از حد یا سرعت سفت شدن بیش از حد در حین نصب می‌تواند به طور قابل توجهی خطر گرفتگی را افزایش دهد.

 

هنگام استفاده از آچار برقی برای سفت کردن سریع-، دمای جفت رزوه در مدت کوتاهی به شدت افزایش می‌یابد که یکی از علل معمول گرفتگی آنی است.اتصال دهنده های فولادی ضد زنگ. علاوه بر این، عدم عمود نگه داشتن مهره بر محور پیچ یا عدم استفاده از واشر تخت یا واشر فنری نیز می تواند منجر به تمرکز تنش موضعی شود و در نتیجه باعث گرفتگی شود.