Защо болтовете и гайките от неръждаема стомана захващат? Анализ на индустриалния механизъм и оперативни предложения

Крепежните елементи от неръждаема стомана се използват широко в инженерния монтаж и поддръжка на оборудването поради техните предимства, като устойчивост на корозия, естетика и стабилна здравина. Въпреки това, при реална употреба, не е необичайно болтовете и гайките от неръждаема стомана да "захващат" (известно също като студено заваряване или заключване). Веднъж хванати, крепежните елементи често са трудни за разглобяване с помощта на конвенционални методи, което засяга ефективността на поддръжката и потенциално води до повреда на крепежните елементи и увеличени разходи за поддръжка. Като се имат предвид сценариите на приложение на обикновени крепежни елементи от неръждаема стомана, като например винтове от неръждаема стомана, е необходимо систематично да се анализира този проблем както от гледна точка на материалните механизми, така и от гледна точка на поведението на сглобяването.

 

 

Захващането на болтове и гайки от неръждаема стомана е по същество феномен на повреда на металната повърхност, причинен от комбинираните ефекти на триене, налягане и свойства на материала. Повърхността от неръждаема стомана разчита на много тънък пасивиращ филм (богат на хром-оксиден филм) за устойчивост на корозия. По време на затягане между резбите възникват значителни контактни напрежения и относително плъзгане, което води до повреда на пасивиращия филм в локализирани зони, излагайки пресен метал. Под високо налягане и топлина от триене тези открити метали се залепват, образувайки микроскопични „точки на заваряване“. При непрекъснато затягане тези точки на заваряване се разкъсват и -залепват отново, като в крайна сметка предотвратяват продължаващото относително движение на нишките и причиняват задръстване.

 

Освен това самата неръждаема стомана има слаба топлопроводимост, което затруднява разсейването на топлината, генерирана по време на триене, което допълнително изостря склонността към повърхностна адхезия. Този процес се засилва значително при висока-скорост или условия на затягане на претоварване, често срещан фактор за повреда при инсталиране на болтове с шестостенна глава или болтове с фланцова шестоъгълна глава.

 

 

От практическия инженерен опит, задръстванията в крепежни елементи от неръждаема стомана обикновено са тясно свързани със следните фактори: Първо, лошо подравняване на сглобката. Когато осите на болта и гайката не са подравнени, контактът на резбата се променя от повърхностен контакт към локализиран линеен контакт, което води до внезапно увеличаване на налягането на единица площ, лесно надраскване на повърхността и причиняване на адхезия. Второ, прекалено високите скорости на затягане, особено при използване на електрически или пневматични инструменти, водят до мигновено натрупване на топлина при триене, което лесно уврежда пасивиращия филм. Трето, недостатъчното смазване или пълното сухо сглобяване, с директен контакт метал-към-метал, значително увеличава риска от студено заваряване. Четвърто, свързващите се части от неръждаема стомана с еднакъв клас материал и подобна твърдост, като например болтове и гайки, направени от неръждаема стомана 304, са по-податливи на блокиране при високи натоварвания.

 

При някои сценарии за прецизно сглобяване или електрическо свързване, като например инсталиране на клеми за кабелни скоби M10 или клеми за винтове с вътрешен ключ M8 с разделители, пренебрегването на горните фактори значително ще увеличи риска от блокиране.

 

 

От гледна точка на производството и сглобяването, блокирането на болтове и гайки от неръждаема стомана не е неизбежно. Първо, по време на монтажа осигурете добро подравняване, като държите оста на болта перпендикулярна на повърхността на свързаните части, като избягвате принудително зацепване. Второ, стриктно контролирайте скоростта и въртящия момент на затягане, като давате приоритет на използването на динамометричен ключ и завършвате затягането по равномерен и бавен начин, вместо високо-бързо затягане с удар. Този принцип важи и за сглобяването на винтове с плоска глава (неръждаема стомана) и различни машинни винтове с глави Phillips.

 

Трето, правилното смазване е една от ключовите мерки за предотвратяване на задръстване. Прилагането на специална анти{1}}смазка върху зоната с резба може значително да намали коефициента на триене, да намали натрупването на топлина и да образува изолационен слой върху повърхността на резбата, предотвратявайки директното залепване на метал-към-метал. В сравнение с обикновеното машинно масло или грес, анти-агентите, съдържащи твърди смазочни компоненти, са по-стабилни при приложения от неръждаема стомана. Четвърто, когато условията позволяват, използването на неръждаема стомана от различни материали или степени може да намали тенденцията за повърхностна адхезия. Тази практика е особено често срещана при инсталиране на винтове с вдлъбната плоска глава или винтове от неръждаема стомана с вътрешен шестоъгълник с плоска -глава.

 

 

След като болтовете и гайките от неръждаема стомана блокират, конвенционалните методи за разглобяване често са неефективни. Индустрията обикновено избира различни решения за третиране въз основа на условията на обекта. За леко залепване могат да се използват проникващи разхлабващи агенти за облекчаване на сцеплението между нишките чрез проникване и вибрации. За по-тежки случаи може да се използва нагряване за термично разширяване на гайката, като по този начин временно се намалява смущението при свързване; този метод обаче изисква задълбочена оценка на толерантността на околната структура към високи температури.

 

Когато смазването или термичната обработка не успеят да разрешат проблема, деструктивното разглобяване става по-надежден метод. Например, използване на разделител за гайка за директно счупване на структурата на гайката и отделянето й от болта. При някои сценарии за поддръжка този метод може да завърши разглобяването с минимална повреда на болта, което го прави практически важен за поддръжката на фиксиращи винтове от неръждаема стомана или големи SS винтове.

 

 

В обобщение, проблемът със захващането на болтове и гайки от неръждаема стомана произтича както от физическите свойства на самия материал, така и е тясно свързан с процеса на сглобяване. Чрез спазване на основните принципи на "чистота, подравняване, бавна скорост и смазване" в практически операции и комбиниране на това с подходящ избор на инструменти и процеси, вероятността открепежни елементи от неръждаема стоманазахващането може да бъде значително намалено. Тези опити имат универсална референтна стойност за винтове за ламарина от неръждаема стомана, винтове за покриви от неръждаема стомана и различни видове стоманени винтове, широко използвани в строителството, оборудването, електрониката и структурните връзки.