خوردگی پیچ و مهره از عوامل مهم کاهش دوام اتصالات فلزی است و در محیط‌های مرطوب میتواند آسیب دیدگی این قطعات را سرعت ببخشد. برای محدودکردن این اثر، انتخاب مواد مناسب و استفاده از پوشش های محافظ اهمیت دارد. فولاد ضدزنگ و آلومینیوم در برابر خوردگی مقاومت بیشتری دارند. گالوانیزه کردن،زینک فلیک کردن و استفاده از پوشش های آلیاژی نیز از روش‌هایی هستند که به کاهش سرعت این فرایند کمک می‌کنند.
خوردگی پیچ و مهره فقط به ایجاد زنگ قرمز روی اتصالات آهنی در مناطق ساحلی و دریایی محدود نیست. این پدیده در شرایط آب و هوایی مختلف رخ می‌دهد و حتی در مناطق خشک نیز میتواند اتصال‌دهنده‌ها را تحت‌تأثیر قرار دهد. از این رو، نبود رطوبت دائمی به معنای مصونیت کامل قطعات از خوردگی نیست.
خوردگی فرایندی طبیعی است که عواملی مانند رطوبت، دما و شرایط جوی بر آن اثر می‌گذارند. نمی‌توان وقوع آن را به‌طور کامل متوقف کرد، اما انتخاب جنس مناسب و استفاده از روش های محافظتی میتواند روند آسیب را به تأخیر بیندازد. با کاهش سرعت خوردگی، عمر مفید پیچ و مهره افزایش می‌یابد و اتصالات برای مدت بیشتری قابل استفاده می‌مانند.
دلایل خوردگی پیچ و مهره ها
پیچ و مهره از فلزات گوناگونی مانند فولاد، آهن، استیل، آلومینیوم، مس، تیتانیوم، روی، برنز، برنج و منیزیم ساخته میشوند. مقاومت این مواد در برابر خوردگی یکسان نیست. برخی آلیاژها برای کاهش زنگ‌زدگی انتخاب میشوند، اما اگر قطعه در معرض هوا و شرایط محیطی نامناسب قرار بگیرد، ممکن است با گذشت زمان دچار اکسیداسیون شود.
خوردگی میتواند عملکرد اتصال دهنده را مختل کند. زنگ زدگی و آسیب سطحی ممکن است باز و بسته کردن پیچ و مهره را دشوار سازد و در موارد شدید، احتمال بریدگی یا شکست قطعه را افزایش دهد. این موضوع بویژه در اتصالاتی اهمیت دارد که از پیچ های فولادی یا پیچ های موسوم به «خشکه» استفاده می‌کنند.
زنگ زدگی پیچ و مهره آهنی
پیچ و مهره های ساخته شده از آهن یا فولاد، هنگام تماس با اکسیژن و رطوبت مستعد زنگ زدگی هستند. در این واکنش، آهن با اکسیژن ترکیب می‌شود و اکسید آهن با فرمول شیمیایی Fe₂O₃ شکل می‌گیرد. این ماده معمولاً بصورت لایه هایی با رنگ قهوه ای یا قرمز روی سطح فلز دیده می‌شود.
وجود رطوبت، اکسیژن و گرما میتواند شرایط شکل گیری زنگ را فراهم کند. محیط‌های نزدیک دریا نیز بدلیل وجود نمک، زمینه مساعدتری برای خوردگی دارند. تماس با اسیدها و مواد خورنده مشابه نیز میتواند به آسیب دیدن سطح فلز منجر شود.
چرا پیچ و مهره استیل هم دچار خوردگی می‌شود
فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی مقاومت دارد، اما این ویژگی به معنای مصونیت کامل از زنگ زدگی نیست. پیچ‌های استنلس استیل در مقایسه با بسیاری از فلزات دیرتر دچار خوردگی میشوند، ولی قرارگرفتن در شرایط خاص میتواند این مقاومت را کاهش دهد.
در فرایند تولید، لایه‌ای نازک و پایدار از اکسید کروم روی سطح فولاد ضدزنگ شکل می‌گیرد. این لایه مانند مانعی عمل میکند و از تماس مستقیم اکسیژن با سطح فلز و پیشرفت اکسیداسیون جلوگیری میکند. اگر این لایه آسیب ببیند یا شرایط محیطی برای آن نامناسب باشد، سطح قطعه ممکن است دچار خوردگی شود.
در نتیجه، احتمال زنگ زدگی پیچ و مهره به جنس قطعه، وضعیت لایه محافظ و شرایطی مانند رطوبت، نمک و تماس با مواد خورنده وابسته است. شناخت این عوامل به انتخاب مناسبتر اتصال دهنده کمک میکند.
5 روش مؤثر برای کاهش خوردگی پیچ و مهره
پیچ و مهره ها از اتصال دهنده های پرکاربرد در سازه ها و تجهیزات صنعتی هستند. پیچ با درگیرشدن در رزوه مهره، قطعات را به یکدیگر متصل میکند و واشر نیز میتواند از لغزش میان اجزای اتصال جلوگیری کند. این قطعات در اندازه ها و مشخصات متنوعی تولید میشوند؛ اما تماس با رطوبت، آب دریا و مواد خورنده ممکن است به خوردگی و افت عملکرد آن‌ها منجر شود. برای کاهش این آسیب، میتوان از روش های زیر استفاده کرد:
| انتخاب جنس و پوشش مناسب | استفاده از پیچ و مهره های ساخته شده از مواد مقاومتر در برابر خوردگی، مانند فولاد ضدزنگ، یکی از راهکارهای محافظت از اتصال است. انتخاب پوشش مناسب نیز میتواند از تماس مستقیم سطح فلز با محیط خورنده جلوگیری کند. |
| بکارگیری پوشش های حفاظتی | رنگ آمیزی، روشی مقرون بصرفه برای ایجاد یک لایه محافظ روی فلز است. این پوشش مانند مانعی میان فلز و محلول خورنده عمل میکند و انتقال بار الکتروشیمیایی را محدود می‌سازد؛ در نتیجه، سرعت خوردگی کاهش می‌یابد. |
| کنترل شرایط محیطی | کاهش تماس پیچ و مهره با باران و آب دریا میتواند از شدت خوردگی بکاهد. در محیط‌های صنعتی، کنترل میزان گازهایی مانند گوگرد، کلر و اکسیژن نیز از اقداماتی است که برای محدودکردن واکنش های ناخواسته میان فلز و محیط انجام می‌شود. |
| استفاده از حفاظت کاتدی | گالوانیزه کردن فولاد با پوشش روی، نمونه‌ای رایج از حفاظت کاتدی است. روی در مقایسه با فولاد فعال‌تر است و پیش از فولاد دچار خوردگی می‌شود. محصولات خوردگی روی به محافظت از فولاد کمک می‌کنند و آن را در نقش کاتد یک سلول الکتروشیمیایی قرار می‌دهند. |
| استفاده از بازدارنده‌های خوردگی | بازدارنده ها موادی شیمیایی هستند که واکنش‌های منجر به خوردگی پیچ و مهره را محدود می‌کنند. این مواد با سطح فلز یا گازهای پیرامون آن واکنش می‌دهند و با ایجاد لایه‌ای محافظ روی فلز، فرایندی موسوم به انفعال را بوجود می‌آورند. |
ترکیب این روش‌ها با توجه به جنس پیچ و مهره و شرایط محیطی میتواند روند خوردگی را کاهش دهد و به حفظ عملکرد اتصال کمک کند.
خوردگی پیچ و مهره زمانی رخ می‌دهد که فلز در واکنش با رطوبت، اکسیژن یا مواد خورنده بتدریج آسیب ببیند. انتخاب آلیاژ متناسب با محیط، استفاده از پوشش محافظ و کنترل شرایط نصب، به کاهش خوردگی و حفظ عملکرد اتصال کمک میکند. حتی فولاد ضدزنگ نیز در شرایط نامناسب میتواند دچار خوردگی شود.
Bolt and nut corrosion can weaken threaded connections and make fasteners difficult to remove. Selecting a suitable material, applying a compatible protective coating, and limiting exposure to moisture and corrosive agents can help slow corrosion and extend the service life of the assembly.
انواع خوردگی در اتصالات پیچ و مهره
خوردگی گالوانیکی
هنگامی رخ می‌دهد که دو فلز متفاوت در تماس الکتریکی با یکدیگر و در حضور محیط رسانا قرار بگیرند. در این وضعیت، واکنش الکتروشیمیایی میتواند به خوردگی یکی از فلزها، معمولاً فلز فعال‌تر، منجر شود.
خوردگی یکنواخت
در این حالت، خوردگی بطور نسبتاً گسترده در سطح پیچ یا بست پیش می‌رود. ضعف یا نبود پوشش محافظ و آبکاری مناسب میتواند سطح فلز را در برابر عوامل خورنده آسیب پذیر کند.
خوردگی شکافی
این نوع خوردگی در فضاهای محدود، مانند شکاف ها و فاصله های باریک میان سطوح اتصال، شکل می‌گیرد. دسترسی محدود به این نواحی میتواند تشخیص و بررسی آسیب را دشوار کند.
خوردگی حفره ای
حفره های کوچک و موضعی روی سطح فلز ایجاد میشوند و ممکن است در مراحل اولیه به سختی دیده شوند. این نوع خوردگی در برخی فلزات، از جمله آلیاژهای حاوی نیکل و کروم، مشاهده می‌شود. تمیز نگه داشتن سطح میتواند به پیشگیری از آن کمک کند.
خوردگی بین دانه ای
این آسیب در امتداد مرز دانه های فلز رخ می‌دهد و در فولاد ضدزنگی که در معرض دمای بالا قرار گرفته باشد، ممکن است شکل بگیرد. کنترل فرآیندهای حرارتی و جوشکاری برای کاهش احتمال بروز آن اهمیت دارد.
خوردگی پیچ و مهره میتواند به شکل‌های گوناگون ظاهر شود و بسته به نوع فلز و شرایط محیطی، بخش های متفاوتی از اتصال را درگیر کند. شناخت شکل های رایج آن به تشخیص بهتر آسیب کمک میکند.
چرا میزان خوردگی پیچ و مهره اهمیت دارد
در انتخاب پیچ و مهره، معمولاً استحکام و طول عمر محصول در اولویت قرار می‌گیرد؛ با این حال، میزان خوردگی نیز باید هنگام طراحی اتصال و خرید بررسی شود. قطعات آهنی و فولادی در تماس با آب و اکسیژن مستعد زنگ زدگی هستند. خوردگی پدیده ای تدریجی است و با گذشت زمان میتواند در سطح اتصال دهنده پیشرفت کند؛ هرچند با روش های محافظتی میتوان سرعت آن را کاهش داد.
اهمیت این موضوع به اثر خوردگی بر عملکرد اتصال باز می‌گردد. با آسیب دیدن فلز، استحکام پیچ و مهره کاهش می‌یابد و یکپارچگی مجموعه ممکن است به خطر بیفتد. این وضعیت علاوه بر تحمیل هزینه های تعمیر یا جایگزینی، میتواند ایمنی قطعات متصل شده را نیز تحت تأثیر قرار دهد. زنگ زدگی همچنین ظاهر محصول را تغییر می‌دهد و در کاربردهای مختلف، بر بخش هایی از طراحی مهندسی، اجزای الکتریکی و فرایندهای شیمیایی یا زیستی اثر می‌گذارد.
خوردگی از زمانی که فولاد در کاربردهای انسانی به کار گرفته شد، یکی از چالش های نگهداری این ماده بوده است. بنابراین، توجه به میزان خوردگی و شرایط استفاده از اتصال‌دهنده ها هنگام انتخاب محصول اهمیت دارد. بررسی این عوامل به تصمیم گیری آگاهانه تر درباره پیچ و مهره کمک میکند و میتواند از پیشرفت آسیب جلوگیری کند.
شرایط استفاده مجدد از پیچ و مهره
استفاده دوباره از پیچ و مهره زمانی قابل بررسی است که قطعه پیش از نصب، از نظر ظاهری ارزیابی شود. خوردگی یا آسیب دیدگی رزوه میتواند کارایی اتصال‌دهنده را کاهش دهد؛ بنابراین، اگر هرکدام از این نشانه ها دیده شد، بهتر است از پیچ و مهره دوباره استفاده نشود. در شرایطی که استفاده مجدد اجتناب ناپذیر است، روغنکاری پیش از نصب ضرورت دارد. روغن روی رزوه‌ها اصطکاک را کاهش می‌دهد و میتواند نصب پیچ را آسان‌تر کند.
همچنین تا حدی مانع تماس رطوبت با سطح فلز می‌شود و از اتصال در برابر خوردگی محافظت میکند. با این حال، روغنکاری خرابی رزوه را برطرف نمی‌کند و پیچ آسیب دیده را به قطعه سالم تبدیل نمی‌سازد. در چنین وضعیتی، استفاده از آن باید موقتی باشد و در اولین فرصت با پیچ سالم جایگزین شود. پس از بررسی وضعیت پیچ و مهره، در صورت استفاده مجدد، روغنکاری را پیش از نصب انجام دهید.
نتیجه گیری
پیچ و مهره ها در صنایع مختلف برای اتصال قطعات، از جمله اجزای سنگین و پیچیده، به‌کار می‌روند و گاهی نقشی حساس در عملکرد مجموعه دارند. خوردگی باعث آسیب های رایج این اتصال دهنده هاست و میتواند دوام آن‌ها را کاهش دهد. برای پیشگیری از زنگ زدگی پیچ و مهره، باید از ایجاد شیارها و منافذ غیرضروری در طراحی و ساخت پرهیز کرد. همچنین، پوشاندن سطح پیچ و مهره با لایه های محافظ مناسب میتواند تماس فلز با عوامل خورنده را محدود کند.
بدون دیدگاه