A galvanizálási folyamatokat hidrogénfejlődési reakciók kísérik. A hidrogén beszivárgása az aljzatba nagy meghibásodási kockázatot jelent a nagy szilárdságú kötőelemek esetében, ami gyakran az összeszerelés utáni „késleltetett töréshez” vezet – ez a minőségi probléma, amelyet köztudottan nehéz megjósolni mérnöki környezetben. Az önrögzítő csavarok esetében a beszerelési folyamat maradék nyomófeszültséget hoz létre a reteszelő zónában. A galvanizálás miatti hidrogénridegedés kockázatával együtt ez az alkatrészek terhelés alatti ridegtörésre hajlamossá teszi. Az ilyen hibák nem azonnal jelentkeznek; ehelyett jellemzően több órával az összeszerelés után nyilvánulnak meg.
A hidrogén ridegedés mechanizmusa abban áll, hogy a hidrogénatomok bediffundálnak a fémbe, és a stresszkoncentrációs területek felé vándorolnak. Anyaghibák esetén ezek az atomok egyesülve hidrogénmolekulákat képeznek, belső nyomást generálva. Ha ez a belső nyomás – amelyet a fémlemez maradékfeszültsége és a külső üzemi terhelések alkotnak – meghaladja az anyag folyáshatárát, törés lép fel. Mivel a hidrogénatomok diffúziója az acélon keresztül időt vesz igénybe, ez a késleltetett törés alapvető oka. Ezen túlmenően a cink- és kadmiumbevonatok gátként működnek, amelyek akadályozzák a hidrogén távozását, így a dehidrogénezés kezelését még nagyobb kihívások elé állítják. A sütőalapú dehidrogénezés hőmérséklet-tartományát gondosan ki kell egyensúlyozni: elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy elősegítse a hidrogén felszabadulását az aljzatból, ugyanakkor elég alacsonynak ahhoz, hogy elkerülje az anyag keménységének csökkenését vagy a bevonat tulajdonságainak károsodását.
A mérnöki gyakorlatban a hidrogén beszivárgásának kockázata három elsődleges megközelítéssel csökkenthető. Önbepattanó szegecscsavar és hasonló rögzítőelemek esetén az előkezelés során a homokfúvást részesítjük előnyben a rozsda eltávolításához; ha savas pácolást alkalmazunk, a savas oldathoz korróziógátló anyagokat kell adni. Zsírtalanításhoz előnyben részesítjük a kémiai vagy oldószer alapú módszereket; ha elektrokémiai zsírtalanítást alkalmaznak, akkor egy katódos tisztítást, majd anódos tisztítást kell követni. Ami magát a galvanizálási eljárást illeti, a lúgos bevonófürdők vagy a nagy áramhatékonyságú fürdők alacsonyabb hidrogénfejlődést eredményeznek. Ezen túlmenően, feltéve, hogy a korrózióállósági követelmények teljesülnek, választhatunk olyan bevonatrendszereket, amelyekben a hidrogénnek kisebb az oldhatósága.
A feszültségmentesítés a lemezelés előtt és a sütés alapú dehidrogénezés a lemezelés után a szokásos védekezési intézkedések. Az oltáson vagy hegesztésen átesett részek esetében a belső feszültségeket temperálással kell enyhíteni a bevonási folyamat megkezdése előtt. A galvanizálást követően a hidrogén tovább vándorol mélyen a hordozóba. Az ipari szabványok azt javasolják, hogy a bevonat után egy órán belül kezdjék meg a ridegségmentesítési (hidrogéneltávolítási) folyamatot, legfeljebb három órás késleltetéssel. A szabványos sütési hőmérséklet 150 fok és 300 fok között van, 2 és 24 óra közötti tartási idővel; ezeket a paramétereket az alkatrész méretei, az aljzat szilárdsága és a bevonat típusa alapján kell beállítani. A horganyzott alkatrészeknél a tipikus sütési tartomány 110-220 fok, míg a kadmiummal bevont részek esetében a felső hőmérsékleti határ alacsonyabb – általában 180-200 fok – a kadmium által kiváltott ridegedés elkerülése érdekében.
Az anyag keménysége a hidrogén ridegségre való érzékenységének közvetlen mutatója. A kerekfejű önbepattanó csavarok és más acél rögzítőelemek esetében a hidrogén okozta törés kockázata nőni kezd, amikor az acél keménysége megközelíti a HRC 38-at. A HRC 43-at meghaladó keménységű alkatrészeknél a lemezezés utáni ridegség-mentesítési eljárásra van szükség, míg a HRC 60-hoz közeli keménységű alkatrészeket közvetlenül a felületkezelés után meg kell sütni. A keménységen kívül egyéb tényezőket is értékelni kell, beleértve az alkatrész biztonsági besorolását, keresztmetszeti méreteit, feszültségkoncentrációit (bevágásokat), a bevonat típusát, a terhelési viszonyokat és a korábbi meghibásodásokat. A nagy húzó igénybevételnek kitett alkatrészek lényegesen nagyobb kockázatnak vannak kitéve a hidrogén ridegedésnek, mint a tisztán nyomó igénybevételnek kitett alkatrészek.
Az önrögzítő csavarok esetében a mérnöki ellenőrzésnek – a nyomaték-kihúzáson és a kihúzáson túl – magában kell foglalnia a hidrogén ridegség értékelését, különös tekintettel a hidrogén okozta repedés és a lapanyag szakadása közötti különbségtételre. A beszerzési és folyamat-ellenőrzési szakaszban elengedhetetlen a lemezanyag, a keménység, a galvanizálási eljárás és a ridegségmentesítési paraméterek meghatározása; a kiválasztást nem szabad kizárólag a szál specifikációira alapozni. Ha a hidrogén által kiváltott repedés már megtörtént, a hidrogén mélyen elhelyezkedő hibákba diffundál, így az eredeti szívósság sütés során vissza nem állítható; az ilyen alkatrészeket le kell selejtezni.
Abban az esetben, ha aÖnbepattanó kompressziós csavartörés esetén az első lépés a galvanizálási (hidrogénabszorpciós) és a ridegmentesítési protokollok betartásának ellenőrzése. Ezután ellenőrizze a beépítés koaxiálisságát, a lemezanyag keménységét és a furat átmérőjét – ne egyszerűen állítsa be a beépítési (sajtolási) erőt. A teljes felületkezelési és ridegmentesítési protokollt újra kell érvényesíteni, ha a lemezanyag minőségében, hőkezelési állapotában vagy bevonattípusában változás következik be, biztosítva az összeszerelt hézag hosszú távú stabilitását.
lépjen kapcsolatba velünk
