ZALECENIA METFIX ODPOWIEDNIEGO UŻYTKOWANIA, KONSERWACJI, MONTAŻU ELEMENTÓW ZŁĄCZNYCH ZE STALI NIERDZEWNEJ A2 I A4

23 wyświetleń

ZALECENIA ODPOWIEDNIEGO UŻYTKOWANIA, KONSERWACJI, MONTAŻU ELEMENTÓW ZŁĄCZNYCH ZE STALI NIERDZEWNEJ A2


1. Przyczyny korozji elementów złącznych ze stali nierdzewnej A2 oraz jej zapobieganie

Wbrew obiegowym twierdzeniom nie każda stal nierdzewna ma 100-procentową odporność korozyjną. W szczególności dotyczy to elementów złącznych, których cechą jest wysoka chropowatość oraz zróżnicowany kształt każdego z nich oraz sam gwint śruby i nakrętki - co znacznie ogranicza możliwości naturalnego odtwarzania powłoki pasywnej. Złożoność samego procesu korozji oraz oddziaływującego środowiska wymagają odpowiedniego doboru materiału danej konstrukcji jak również technologii jego montażu, wykonania i możliwości konserwacji. W przypadku złego doboru znacznie zwiększa się ryzyko utraty własności chemicznych oraz mechanicznych poszczególnych elementów
Procesy niszczenia korozyjnego elementów złącznych są procesami złożonymi. W zależności od środowiska oddziaływania dzielimy ją:
wżerową:
Stale odporne na korozję zawdzięczają swą odporność warstwie tlenków wytworzonych na jej powierzchni
w procesie tzw. pasywacji. Gdy warstwa ta z pewnych powodów zostaje zniszczona, wtedy na powierzchni stali zachodzą procesy korozyjne. Może to być jednym z powodów powstawania korozji wżerowej. Jest ona formą zlokalizowanego ataku środowiska, w wyniku którego w materiale powstają lokalne ubytki – wżery. Spowodowana jest ona działaniem ogniw galwanicznych tworzących się pomiędzy spasywowaną powierzchnią stali a leżącymi na niej wyraźnie zlokalizowanymi strefami bez pasywacji. Do przebiegu korozji
wżerowej konieczny jest tlen lub substancje utleniające w katodowej strefie ogniwa (spasywowanej). W wypadku ich braku katodowe strefy polaryzują się i ogniwo przestaje pracować. Jednym słowem każdy element, który został w jakikolwiek sposób uszkodzony, zarysowany (traci właściwości jeżeli nie ma dostępu do tlenu powodującego naturalna odbudowę powłoki pasywnej) nie może mieć bezpośredniej styczności z innym elementem ponieważ spowoduję jego korozję.
Zapoczątkowanie wżeru następuje najczęściej w:
miejscach uskoków dyslokacyjnych (gwinty, skosy, itp.)
w miejscach mechanicznie uszkodzonej powierzchni pasywnej
Roztworami, które najczęściej wywołują korozję wżerową stali nierdzewnych, są roztwory chlorków, spośród których najagresywniejsze są FeCl3, CuCl2 oraz chlorki metali alkalicznych i ziem rzadkich. W przypadku tego typu korozji bardzo ważny jest stan powierzchni stali. Im powierzchnia jest gładsza i czystsza, tym intensywność omawianej korozji jest mniejsza. Dodatkami stopowymi zmniejszającymi ryzyko wystąpienia korozji wżerowej dla stali nierdzewnej A2 są przede wszystkim pierwiastki takie jak (podano łącznie z wymaganiami dotyczącymi % udziału w materiale A2): chrom (15-20 %), molibden (brak wskazań) oraz azot (brak wskazań). Brak molibdenu (azot powoduje kruchość stali – jest zatem niepożądany) w stali A2 powoduje częsty wybór inwestora do stosowania elementów w materiale A4 (udział Mo 2-2,5%) w środowisku wysoko narażonym na korozję wżerową.

międzykrystaliczna
Przebiega na granicy ziaren metalu, powodując spadek jego wytrzymałości i ciągliwości. Postępuje ona bardzo szybko, atakując głębiej położone warstwy, co czasem jest przyczyną katastrofalnych zniszczeń. Korozja międzykrystaliczna występuje często w nieprawidłowo obrabianej cieplnie stali kwasoodpornej

naprężeniowa
(pękanie korozyjne, pękanie sezonowe) –Gdy stal pracuje w środowisku korozyjnym, a dodatkowo w materiale występują naprężenia własne lub przyłożone zewnętrznie, w stali tej może wystąpić korozja naprężeniowa. Jest ona typem korozji lokalnej i można ją zdefiniować jako transkrystaliczne lub międzykrystaliczne pękanie metalu pod wpływem równoczesnego działania statycznych naprężeń rozciągających i specyficznego środowiska.Cechą, którą można scharakteryzować korozję naprężeniową, jest kruchość metalu występująca przy próbie rozciągania. Metal skorodowany pęka bez wydłużenia i przewężenia. Często miejsce zapoczątkowania pęknięć leży tuż obok spawów. W związku z tym należy unikać połączeń spawanych stali A2 ze stalami węglowymi, ponieważ różnice w rozszerzalności liniowej mogą spowodować pojawienie się naprężeń, które sprzyjają korozji. Proces korozji przebiega zazwyczaj bardzo szybko, a pęknięcia rozwijają się prostopadle do osi naprężeń rozciągających. W odróżnieniu od stali ferrystycznych - stal A2 jest dość silnie podatna na wystąpienie korozji naprężeniowej Głównym inicjatorem tej korozji są środowiska zawierające jony chlorkowe, a zwłaszcza chlorki sodu, potasu lub magnezu. Najważniejszymi metodami zapobiegania korozji naprężeniowej są: obniżenie naprężeń poniżej wartości krytycznych dla danego materiału i środowiska, wysoka jakość wykończenia powierzchni, stosowanie inhibitorów korozji czy stosowanie ochrony katodowej.


szczelinowa
Wytworzenie zabezpieczającej warstwy pasywnej na powierzchni stali odpornych na korozję jest ściśle związane z dostępem tlenu. Gdy taki dostęp jest ograniczony poprzez występowania naturalnych lub sztucznie wytworzonych szczelin, może nastąpić niedostateczna pasywacja określonej powierzchni. W szczelinach tych następuje rozwój korozji i wypłukiwanie metalu w szczelinie. We wnętrzu szczelin konwekcja jest utrudniona i uzupełnienie zużytego tlenu jest możliwe tylko na drodze dyfuzji.
Ponieważ występowanie korozji szczelinowej wywołane jest różnicą stężeń tlenu między szczeliną a resztą roztworu, można powiedzieć, że występujące zniszczenia są następstwem działania ogniw stężeniowych. Korozja szczelinowa występuje najczęściej w połączeniach śrubowych, nitowanych, pod materiałami uszczelniającymi, pod silnie przylegającymi do powierzchni osadami, jak również w wadach spawalniczych. Powstaniu i rozwojowi korozji szczelinowej można w wielu wypadkach zapobiec poprzez odpowiednie zaprojektowanie konstrukcji i połączeń (unikaniu szczelin) oraz ich właściwe wykonawstwo.

Elektochemiczna
Korozja metalu spowodowana procesami elektrochemicznymi, zachodząca wskutek występowania różnych potencjałów na powierzchni korodującego obiektu, znajdującego się w środowisku elektrolitu. W takiej sytuacji powstają ogniwa korozyjne, w których fragmenty powierzchni metalu o niższym potencjale są anodami – zachodzi na nich utlenianie metalu, przechodzącego do roztworu. Na katodach ogniw korozyjnych zachodzą reakcje redukcji tzw. depolaryzatora, którym jest często cząsteczkowy tlen z powietrza (depolaryzacja tlenowa) lub jony wodorowe (depolaryzacja wodorowa), ulegające redukcji do wodoru gazowego.
Różnice między potencjałami poszczególnych fragmentów korodującej powierzchni mogą być związane z różnicami
chemicznego składu stopu poszczególnych elementów
zagęszczenia i rodzaju defektów sieci krystalicznej stopu (naprężenia wewnętrzne)
wielkości i rodzaju naprężeń spowodowanych zewnętrznym obciążeniem
chemicznego składu elektrolitu (np. stopnia napowietrzenia i zasolenia wody gruntowej)
W wielu przypadkach kierunek przemian i ich szybkość zależą również od innych czynników, np. oddziaływań fizycznych (tj. zewnętrzne pole elektryczne, promieniowanie) lub mikrobiologicznych.
Makroogniwami korozyjnymi mogą być wieloelementowe urządzenia przemysłowe, np. instalacja instalacja wodna, most, instalacja okrętowa, sieć trakcyjna. Jeżeli poszczególne stykające się elementy instalacji, znajdującej się w wodzie, wilgotnym gruncie lub powietrzu, są wykonane z różnych metali, powstaje ogniwo stykowe (kontaktowe). Zniszczeniu ulega metal mniej szlachetny, zwłaszcza w pobliżu styku. Charakterystycznymi makroogniwami korozyjnymi są miejsca połączeń elementów konstrukcji, wykonanych z jednakowych materiałów (np. połączenia odcinków rurociągów lub blach poszycia statków). Spawy, nity lub śruby, wykonane ze stopu mniej szlachetnego niż łączone elementy, mogą stać się anodami ogniwa. Ze względu na ich małą powierzchnię w stosunku do powierzchni katod, natężenie prądu anodowego jest wtedy bardzo duże, co oznacza dużą szybkość rozpuszczania złącza. Jeżeli są wykonane z metalu bardziej szlachetnego, stają się katodami ogniwa. Łączone blachy są anodami o dużej powierzchni, dzięki czemu szybkość rozpuszczania się metalu, odniesiona do jednostki powierzchni, jest niewielka
Zmniejszanie strat spowodowanych elektrochemiczną korozją metali polega zmniejszaniu prawdopodobieństwa powstawania ogniw korozyjnych (w skali makro i mikroskopowej) oraz na stosowaniu:
powłok ochronnych (metalicznych i niemetalicznych)
metod ochrony galwanicznej lub elektrolitycznej (katodowej i anodowej)
inhibitorów korozji


elektrolityczna
Przykładem korozji zachodzącej pod wpływem czynników fizycznych jest korozja elektrolityczna, zachodząca w gruncie, w którym występują prądy błądzące (np. korozja rurociągów ciepłowniczych układanych pod trakcją elektryczną). Prądy błądzące mogą mieć również pochodzenie naturalne. Mogą też być spowodowane działaniem systemów aktywnej katodowej ochrony przed korozją sąsiednich instalacji podziemnych
Wśród innych rodzajów korozji, elektrochemicznej, której przebieg jest uzależniony od czynników fizycznych, jest wymieniana np.:
korozja cierna – współdziałanie środowiska korozyjnego i tarcia
korozja zmęczeniowa – współdziałanie korozji elektrochemicznej i naprężeń szybkozmiennych
korozja kawitacyjna – współdziałanie środowiska korozyjnego i sił kawitacji

Biorąc pod uwagę wszystkie w/w zagrożenia (rodzaje korozji) należy bezwzględnie przestrzegać n/w podstawowych zasad ograniczających ich występowanie:
elementy złączne ze stali nierdzewnej nie powinny stykać się bezpośrednio ze stalami o znacznych różnicach potencjałów stopowych (czyli np. stalami o wysokiej zawartości stopu węgla) co dotyczy każdej sytuacji zarówno podczas samego procesu montażu ( używanie narzędzi z innego materiału niż materiał montażowy, nie można ocierać ani obrabiać ) jak i po jego zakończeniu ( styku pośredniego lub bezpośredniego po skręceniu) oraz odpowiedniego ich przechowywania
bezwzględnego przestrzegania zasad czystości produktu w każdym etapie wykonywania robót (kurz oraz inne zanieczyszczenia są jednym z czynników korozyjnych).
odpowiednie dopasowanie projektu oraz samego materiału połączenia śrubowego w celu ułatwienia montażu i konserwacji oraz unikaniu wcześniej wymienionych warunków niekorzystnych powodujących korozję występujących w środowisku naturalnym (m.in technologii wykonania powodującego zamknięty dopływ tlenu który jest niezbędnym składnikiem odbudowującym powłokę pasywną)
w żaden sposób nie dokonywać obróbki złączy poprzez: cięcie, ścieranie, itp.
należy unikać łączenia elementów na gorąco lub w strefach narażonych na wysokie temperatury
zabezpieczyczanie łączenia dodatkowymi preparatami – inhibitorami korozyjnymi



2. PRZECHOWYWANIE ORAZ MONTAŻ ZŁĄCZNYCH ZE STALI NIERDZEWNEJ A2

Elementy ze stali nierdzewnej powinny być odpowiednio starannie składowane, aby chronić ich powierzchnię przed uszkodzeniem lub zanieczyszczeniem. Zaleca się przechowywać elementy pod przykryciem w suchym miejscu szczególnie wtedy, gdyż znajdują się w kartonowym opakowaniu, które może wchłaniać wodę i przebarwićpowierzchnię. Długotrwałe oddziaływanie środowiska o wysokim zasoleniu lub innych silnie agresywnych środowisk korozyjnych może bardzo ujemnie wpływać, na jakość warstwy pasywnej powierzchni gatunków niskostopowych stali nierdzewnych takich jak gatunek 1.4301 (304 - A2). Z tego powodu należy ograniczyć czas składowania w takich atmosferach niskostopowych gatunków stali nierdzewnych. Elementy złączne składowane bezpośrednio na miejscu budowy powinny być przechowywane w suchych warunkach oraz odpowiednio zapakowane i oznaczone.
Podczas montażu konstrukcja musi być ona zabezpieczona przed wpływem występujących czasowych obciążeń montażowych włącznie z wywołanymi przez zastosowane wyposażenie i jego
operatorów oraz przed wpływem obciążenia wiatru na niewykończoną konstrukcję. Wszystkie tymczasowe mocowania i utwierdzenia powinny pozostać na miejscu do momentu, kiedy konstrukcja nie będzie na tyle zaawansowana, aby umożliwić ich bezpieczne usunięcie. Każda z montowanych części konstrukcji powinna być wyrównana i wyregulowana jak najszybciej w wkrótce po tym końcowo zmontowana. Nie należy wykonywać stałych połączeń pomiędzy elementami do czasu jak wystarczająco dużo części konstrukcji nie zostanie wyrównanych, wyregulowanych, wypoziomowanych i czasowo połączonych, co ma zapewnić, że element nie ulegną przemieszczeniu podczas kolejnych etapów montażu lub wyrównywania pozostałości konstrukcji. Wyrównywanie konstrukcji oraz brak dopasowania na połączeniach może być naprawione przez zastosowanie podkładek ustalających. Należy odpowiednio zabezpieczyć podkładki ustalające tak, aby ich nie zgubić. Dla konstrukcji ze stali nierdzewnych podkładki ustalające powinny być wykonane ze stali nierdzewnej. Powinny również wykazywać trwałość zbliżoną do trwałości konstrukcji, a jeżeli będą stosowane na wolnym powietrzu ich grubość powinna przekraczać 2 mm. Jeżeli podkładki ustalające stosuje się do wyrównywania konstrukcji dla elementów z pokryciem wierzchnim to, aby zapewnić ich wymaganą trwałość należy je również zabezpieczyć w podobny sposób.
Jeżeli występuje pojedyncze połączenie śrubowe również należy zadbać o prawidłowe wyrównanie elementów przy użyciu klinów i dokręcenie odpowiednim kluczem. W takim przypadku może wystąpić konieczność zastosowania dodatkowego oprzyrządowania, aby utrzymać łączone części w równej pozycji podczas montażu pojedynczej śruby.
Jest niedopuszczalne skręcanie połączenia samą śrubą bez podkładki, ponieważ zniszczy to podkładkę izolacyjną.
Przed zmontowaniem połączenia podkładki izolacyjne z obu stron śruby powinny być odpowiednio wyrównane. Taka konieczność może wymagać utwierdzenia podkładki na odpowiednim miejscu przy pomocy kleju, który nie może wpływać na długookresową integralność materiału uszczelnienia.
Po dopasowaniu połączenia należy sprawdzić otwór czy jest dobrze umiejscowiony i czy tulejka izolacja nie wystaje przez niego,co mogłoby spowodować jej uszkodzenie po wprowadzeniu śruby.
Prawidłowe umiejscowienie powinno zapewnić odpowiedni prześwit pomiędzy samą śrubą a wewnętrzną średnicą otworu tak, aby dostosować grubość tulei izolacyjnej i uzyskać odpowiednie tolerancje oraz pewien trwały brak idealnego dopasowania między otworem, a łączonymi elementami.
Można to sprawdzić podczas montażu próbnego typowych połączeń przed rozpoczęciem prac eksploatacyjnych.
Po zmontowaniu każdej ze śrub nie powinno się ich zbyt mocno dokręcać do momentu, aż wszystkie śruby nie będą na swoim miejscu.
Następnie śruby powinny być dokręcone w odpowiedniej kolejności tj. poczynając od środkowej w stronę skrajnych.
Należy uważać, aby zbyt mocno nie dokręcić śrub, ponieważ może to spowodować zgniecenie i zniszczenie podkładek oraz uszczelek izolacyjnych. Odpowiednia kontrola momentu obrotowego klucza może wymagać zastosowania kalibrowanych kluczy dynamometrycznych lub procedur opracowanych na podstawie zdobytych doświadczeń podczas montażów próbnych używając odpowiedniej wielkości klucza maszynowego.
Po zakończeniu montażu lub po pewnym okresie użytkowania można sprawdzić integralność izolacji używając miernika oporu elektrycznego bądź oporności izolacyjnej. Jedna metoda taka zapewnia wiarygodne rezultaty jedynie w bardzo suchych warunkach i w przypadku braku żadnych alternatywnych źródeł przewodnictwa elektrycznego przez połączone elementy konstrukcyjne.
Właściwa instalacja elementów złącznych ze stali nierdzewnej jest czynnikiem decydującym o jakości wykonania montowanych elementów. Jest to szczególnie ważne ze względu na zjawisko zatarcia podczas dokręcania złączy i korozje cierną. Zatarcie się powierzchni występuje, kiedy cienka warstwa pasywna stali zostaje uszkodzona i materiały stykają się bezpośrednio ze sobą. W takim przypadku może dojść do zjawiska zgrzania zgniotowego w stanie stałym (materiał przenoszony jest z jednej powierzchni na drugą).
Wynikiem takiego zjawiska jest zniszczenie powierzchni oraz zatarcie i unieruchomienie oprzyrządowania roboczego. Sytuacja taka może wystąpić podczas dokręcania ze zbyt wysokim momentem obrotowym złączy ześrub i nakrętek ze stali nierdzewnej. Podczas przenoszenia i składowania elementów złącznych należy zadbać, aby nie zanieczyścić gwintów, szczególnie piaskiem oraz ich nie uszkodzić. Jeżeli skręcane połączenia gwintowe mają gwint zanieczyszczony
przez piasek lub inne drobne zanieczyszczenia mechaniczne, wtedy znacznie wzrasta prawdopodobieństwo ich zatarcia i zakleszczenia elementu łącznego.
Metody ograniczające zatarcie elementów łącznych:
- Zastosowanie gwintów walcowanych
Elementy złączne z gwintem walcowanym są mniej podatne na zjawisko zatarcia w porównaniu do gwintów maszynowych, ponieważ mają gładszy kształt powierzchni gwintu.
- Dokręcać z prawidłowym momentem obrotowym
Zbyt mocne dokręcenie zwiększa prawdopodobieństwo zatarcia się elementu łącznego; śruby powinny być dokręcane z odpowiednim momentem obrotowym za pomocą klucza dynamometrycznego.
- Smarowanie
Zastosowanie past smarnych podczas skręcenia elementów złącznych ogranicza możliwość zatarcia się i zakleszczenia elementów.Na rynku jest dostępnych wiele typów smarów do takich zastosowań o odpowiednio dobranej kompozycji. Należy również mieć na uwadze, że natłuszczenie śrub smarem może powodować ich zanieczyszczenie i sprawiać problemy z przechowywaniem w takim stanie. Wkręty ze stali nierdzewnej są również dostarczane z dodatkową powłoką cynkową, która także daje efekt smarowania elementów.
- Modyfikacja twardości
Zjawisko zatarcia połączenia można ograniczyć przez zastosowanie różnych gatunków stali nierdzewnej o odmiennym składzie, stopniu umocnienia i twardości (np. kombinacje gatunków dla śrub i nakrętek A2-C4, A4-C4 lub A2-A4 zgodnie z normą EN ISOSkontaktuj się z nami za pomocą formularza na tej stroniei 2 [17]. W surowych warunkach eksploatacyjnych, gatunki stali o wysokim stopniu umocnienia można stosować na jeden z elementów takiego połączenia lub zastosować elementy o utwardzonej warstwie wierzchniej np. przez azotowanie lub chromowanie galwanicznie. Stosując połączenia różnych metali lub warstw ochronnych należy koniecznie zapewnić wymaganą odporność korozyjną złącza.


3. ZALECENIA DLA STOSOWANIA STALI NIERDZEWNYCH W INSTALACJACH OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Ze względu na prawa autorskie Euro Inox – Europejskiej Organizacji Promocji Rynku Stali Nierdzewnej odsyłamy również bezpośrednio do publikacji „Stale nierdzewne w instalacjach oczyszcznia ścieków”, które mają zastosowanie również dla elementów złącznych ze stali A2. Zapoznanie się z powyższym artykułem stanowi integralną część powyższego poradnika będącego załącznikiem do kontraktu.

http://www.euro-inox.org/pdf/map/WasteWater_Installation_PL.pdf


Podpisanie powyższych zaleceń oznacza również zapoznanie się z powyższy artykułem.

Żródło opracowania zaleceń:
publikacje gazety „Stal”
publikacje strony internetowej www.stalenierdzewne.pl
http://pl.wikipedia.org
publikacje Europejskiej Organizacji Promocji Rynku Stali Nierdzewnej ( Euro Inox )

Piotr Zając

Materiał szkoleniowy

Piotr Zając Metfix Special Fasteners

{{config.phoneNumber}} wyświetl numer

Poinformuj firmę, że dzwonisz z nf.pl i zapytaj o dodatkowy rabat

lub wpisz swój numer telefonu i poczekaj na kontakt z jego strony

Dziękujemy. Skontaktujemy się tak szybko jak to możliwe

Produkcja

Pobierz za darmo

Dziękujemy za zainteresowanie naszymi materiałami. Na podany adres email wysłaliśmy link do pobrania poradnika