Procesy galvanizácie sú sprevádzané reakciami vývoja vodíka. Infiltrácia vodíka do substrátu predstavuje vysoké riziko zlyhania pre vysokopevnostné spojovacie prvky, čo často vedie k "oneskorenému zlomu" po montáži - problém s kvalitou, ktorý je notoricky ťažké predvídať v inžinierskych prostrediach. V prípade samorezných skrutiek proces inštalácie vytvára zvyškové tlakové napätie v blokovacej zóne. V kombinácii s rizikom vodíkového skrehnutia pri galvanickom pokovovaní to robí diely náchylné na krehké lomy pri zaťažení. Takéto zlyhania sa nevyskytujú okamžite; namiesto toho sa zvyčajne prejavujú niekoľko hodín po montáži.
Mechanizmus vodíkového krehnutia zahŕňa atómy vodíka difundujúce do kovu a migrujúce do oblastí koncentrácie napätia. Pri materiálových defektoch sa tieto atómy spájajú a vytvárajú molekuly vodíka, čím sa vytvára vnútorný tlak. Keď tento vnútorný tlak spojený so zvyškovým napätím z plechu a vonkajším prevádzkovým zaťažením prekročí medzu klzu materiálu, dôjde k lomu. Pretože difúzia atómov vodíka cez oceľ si vyžaduje čas, toto je základná príčina oneskoreného lomu. Okrem toho zinkové a kadmiové povlaky pôsobia ako bariéry, ktoré bránia úniku vodíka, čím je riadenie dehydrogenácie náročnejšie. Teplotný rozsah pre dehydrogenáciu na báze pečenia musí byť starostlivo vyvážený: musí byť dostatočne vysoký, aby podporoval uvoľňovanie vodíka zo substrátu, a zároveň dostatočne nízky, aby sa zabránilo zníženiu tvrdosti materiálu alebo ohrozeniu vlastností povlaku.
V inžinierskej praxi možno riziko infiltrácie vodíka zmierniť tromi primárnymi prístupmi. Pre samoreznú nitovaciu skrutku a podobné upevňovacie prvky sa počas predbežnej úpravy uprednostňuje pieskovanie na odstránenie hrdze; ak sa používa morenie kyselinou, mali by sa do roztoku kyseliny pridať inhibítory korózie. Na odmasťovanie sa uprednostňujú chemické metódy alebo metódy na báze rozpúšťadiel; ak sa použije elektrochemické odmasťovanie, mala by sa dodržať postupnosť katodického čistenia, po ktorej nasleduje anodické čistenie. Čo sa týka samotného procesu galvanizácie, alkalické pokovovacie kúpele alebo vysokoprúdové kúpele majú za následok nižší vývoj vodíka. Okrem toho, za predpokladu, že sú splnené požiadavky na odolnosť proti korózii, je možné zvoliť náterové systémy, v ktorých má vodík nižšiu rozpustnosť.
Uvoľnenie napätia pred pokovovaním a dehydrogenácia na báze pečenia po pokovovaní sú štandardné kontrolné opatrenia. V prípade dielov, ktoré prešli kalením alebo zváraním, by sa pred začatím procesu pokovovania malo zmierniť vnútorné napätie temperovaním. Po galvanickom pokovovaní vodík pokračuje v migrácii hlboko do substrátu. Priemyselné normy odporúčajú spustiť proces dekrehnutia (odstránenia vodíka) do jednej hodiny po pokovovaní, s maximálnym povoleným oneskorením tri hodiny. Štandardné teploty pečenia sa pohybujú od 150 stupňov do 300 stupňov, s dobou výdrže medzi 2 a 24 hodinami; tieto parametre by sa mali upraviť na základe rozmerov dielu, pevnosti podkladu a typu pokovovania. Pre galvanizované diely je typický rozsah pečenia 110 stupňov až 220 stupňov, zatiaľ čo pre diely pokovované kadmiom je horná hranica teploty nižšia - vo všeobecnosti 180 stupňov až 200 stupňov - aby sa zabránilo krehnutiu spôsobenému kadmiom.
Tvrdosť materiálu slúži ako priamy indikátor náchylnosti na vodíkové krehnutie. V prípade samorezných skrutiek s okrúhlou hlavou a iných oceľových spojovacích prvkov sa riziko lomu spôsobeného vodíkom začína zvyšovať, keď sa tvrdosť ocele blíži k HRC 38. Diely s tvrdosťou presahujúcou HRC 43 vyžadujú proces odkrehnutia po pokovovaní, zatiaľ čo diely s tvrdosťou blízkou HRC 60 sa musia ihneď po povrchovej úprave podrobiť vypaľovaniu. Okrem tvrdosti sa musia vyhodnotiť ďalšie faktory, vrátane klasifikácie bezpečnosti dielu, rozmerov prierezu, koncentrácie napätia (vrubov), typu pokovovania, podmienok zaťaženia a akejkoľvek histórie predchádzajúcich porúch. Časti vystavené vysokému namáhaniu v ťahu sú vystavené výrazne vyššiemu riziku vodíkového skrehnutia v porovnaní s dielmi, ktoré sú namáhané čisto tlakom.
V prípade samosvorných skrutiek musí technické overenie – okrem testovania vytiahnutím krútiaceho momentu a vytlačením – zahŕňať posúdenie vodíkového krehnutia, konkrétne rozlišovanie medzi praskaním a trhaním plechu spôsobeným vodíkom. Počas fázy obstarávania a kontroly procesu je nevyhnutné špecifikovať materiál plechu, tvrdosť, proces galvanického pokovovania a parametre dekrehnutia; výber by nemal byť založený výlučne na špecifikáciách závitu. Ak už došlo k praskaniu spôsobenému vodíkom, vodík sa rozptýli do hlboko uložených defektov, čo spôsobí, že pôvodná húževnatosť nebude obnovená vypaľovaním; takéto časti musia byť zošrotované.
V prípade aSamosvorná kompresná skrutkazlomeninou, prvým krokom je overenie súladu s protokolmi galvanizácie (absorpcia vodíka) a dekrehnutia. Ďalej skontrolujte súosovosť inštalácie, tvrdosť materiálu dosky a priemer otvoru – neupravujte jednoducho silu inštalácie (zalisovania). Celý protokol o povrchovej úprave a odkrehnutí je potrebné znovu overiť vždy, keď dôjde k zmene triedy materiálu plechu, stavu tepelného spracovania alebo typu oplechovania, čím sa zabezpečí dlhodobá stabilita zmontovaného spoja.
kontaktujte nás
