Prečo sa skrutky a matice z nehrdzavejúcej ocele zadrhávajú? Analýza priemyselného mechanizmu a prevádzkové návrhy

Spojovacie prvky z nehrdzavejúcej ocele sú široko používané v strojárskej montáži a údržbe zariadení kvôli ich výhodám, ako je odolnosť proti korózii, estetika a stabilná pevnosť. Pri skutočnom používaní však nie je nezvyčajné, že sa skrutky a matice z nehrdzavejúcej ocele „zaseknú“ (známe aj ako studené zváranie alebo uzamykanie). Po zachytení sa upevňovacie prvky často ťažko demontujú pomocou konvenčných metód, čo ovplyvňuje efektivitu údržby a potenciálne vedie k zlyhaniu upevňovacieho prvku a zvýšeným nákladom na údržbu. Vzhľadom na scenáre aplikácie bežných spojovacích prvkov z nehrdzavejúcej ocele, ako sú skrutky z nehrdzavejúcej ocele, je potrebné systematicky analyzovať tento problém z hľadiska mechanizmov materiálu a správania pri montáži.

 

 

Zadretie skrutiek a matíc z nehrdzavejúcej ocele je v podstate jav poškodenia kovového povrchu spôsobený kombinovaným účinkom trenia, tlaku a vlastností materiálu. Povrch z nehrdzavejúcej ocele sa spolieha na veľmi tenký pasivačný film (oxidový film bohatý na chróm{1}}), ktorý je odolný voči korózii. Počas uťahovania dochádza medzi závitmi k značnému kontaktnému namáhaniu a relatívnemu kĺzaniu, čo spôsobuje poškodenie pasivačného filmu v lokalizovaných oblastiach a obnažovanie čerstvého kovu. Pod vysokým tlakom a trecím teplom sa tieto odkryté kovy prilepia a vytvoria mikroskopické „zvarové body“. Pri pokračujúcom uťahovaní sa tieto zvarové body roztrhnú a znova{5}}prilepia, čím v konečnom dôsledku zabránia závitom pokračovať v relatívnom pohybe a spôsobiť zadretie.

 

Okrem toho samotná nehrdzavejúca oceľ má zlú tepelnú vodivosť, čo sťažuje odvádzanie tepla generovaného počas trenia, čo ďalej zhoršuje tendenciu k povrchovej adhézii. Tento proces je výrazne zosilnený pri vysokej-rýchlosti alebo podmienkach uťahovania pri preťažení, čo je bežný faktor zlyhania pri inštalácii šesťhranných skrutiek alebo skrutiek s prírubovou šesťhrannou hlavou.

 

 

Z praktických inžinierskych skúseností vyplýva, že zadretie spojovacích prvkov z nehrdzavejúcej ocele zvyčajne úzko súvisí s nasledujúcimi faktormi: Po prvé, zlé zarovnanie montáže. Keď sú osi skrutky a matice nesprávne zarovnané, kontakt závitu sa zmení z kontaktu s povrchom na kontakt s lokalizovanou čiarou, čo má za následok náhle zvýšenie tlaku na jednotku plochy, ľahké poškriabanie povrchu a spôsobenie adhézie. Po druhé, príliš vysoké rýchlosti uťahovania, najmä pri použití elektrického alebo pneumatického náradia, vedú k okamžitej akumulácii tepla trením, ktoré ľahko poškodí pasivačný film. Po tretie, nedostatočné namazanie alebo úplná suchá montáž s priamym kontaktom -na-kov výrazne zvyšuje riziko zvárania za studena. Po štvrté, protiľahlé diely z nehrdzavejúcej ocele rovnakej triedy materiálu a podobnej tvrdosti, ako sú skrutky a matice vyrobené z nehrdzavejúcej ocele 304, sú náchylnejšie na zadretie pri vysokom zaťažení.

 

V niektorých scenároch presnej montáže alebo elektrického pripojenia, ako je inštalácia svoriek M10 s upínacím drôtom alebo svoriek s nástrčkovou hlavou M8 s rozperami, ignorovanie vyššie uvedených faktorov výrazne zvýši riziko zadretia.

 

 

Z hľadiska výroby a montáže nie je nevyhnutné zadrhávanie skrutiek a matíc z nehrdzavejúcej ocele. Po prvé, počas inštalácie zaistite dobré zarovnanie, pričom os skrutiek držte kolmo na povrch pripojených častí, aby ste sa vyhli nútenému záberu. Po druhé, prísne kontrolujte rýchlosť a krútiaci moment uťahovania, pričom uprednostňujte použitie momentového kľúča a uťahovanie dokončite rovnomerne a pomaly, namiesto uťahovania pri vysokej rýchlosti-. Tento princíp platí aj pre montáž skrutiek s panvovou hlavou (nehrdzavejúca oceľ) a rôznych skrutiek do stroja s hlavou Phillips.

 

Po tretie, správne mazanie je jedným z kľúčových opatrení na zabránenie zadretiu. Aplikácia špeciálneho maziva proti zadieraniu na oblasť závitu môže výrazne znížiť koeficient trenia, znížiť akumuláciu tepla a vytvoriť izolačnú vrstvu na povrchu závitu, čím sa zabráni priamemu priľnutiu kovu -na{3}}kov. V porovnaní s bežným strojovým olejom alebo mazivom sú činidlá proti zadieraniu obsahujúce tuhé mazacie zložky stabilnejšie v aplikáciách z nehrdzavejúcej ocele. Po štvrté, ak to podmienky dovolia, použitie nehrdzavejúcej ocele rôznych materiálov alebo tried môže znížiť tendenciu k povrchovej adhézii. Tento postup je bežný najmä pri inštalácii skrutiek s plochou hlavou so zápustnou hlavou alebo skrutiek z nehrdzavejúcej ocele so šesťhrannou hlavou s plochou -hlavou.

 

 

Akonáhle sa skrutky a matice z nehrdzavejúcej ocele zaseknú, bežné metódy demontáže sú často neúčinné. Priemysel zvyčajne vyberá rôzne riešenia úpravy na základe podmienok na mieste. Pri miernom zadretí sa môžu použiť penetračné kypriace prostriedky na zmiernenie adhézie medzi závitmi penetráciou a vibráciami. V závažnejších prípadoch je možné použiť zahrievanie na tepelné roztiahnutie matice, čím sa dočasne zníži rušenie párovania; táto metóda však vyžaduje dôkladné posúdenie tolerancie okolitej konštrukcie voči vysokým teplotám.

 

Keď sa problém nevyrieši mazaním alebo tepelným spracovaním, spoľahlivejšou metódou sa stáva deštruktívna demontáž. Napríklad pomocou rozdeľovača matíc priamo zlomiť štruktúru matice a oddeliť ju od skrutky. V niektorých scenároch údržby môže táto metóda dokončiť demontáž s minimálnym poškodením skrutky, čo je prakticky dôležité pre údržbu nastavovacích skrutiek z nehrdzavejúcej ocele alebo veľkých skrutiek SS.

 

 

Stručne povedané, problém zadierania skrutiek a matíc z nehrdzavejúcej ocele vyplýva jednak z fyzikálnych vlastností samotného materiálu a jednak úzko súvisí s procesom montáže. Dodržiavaním základných princípov „čistoty, zarovnania, nízkej rýchlosti a mazania“ v praktických operáciách a ich kombináciou s vhodným výberom nástrojov a procesov sa zvyšuje pravdepodobnosťspojovacie prvky z nehrdzavejúcej ocelezadieranie sa môže výrazne znížiť. Tieto skúsenosti majú univerzálnu referenčnú hodnotu pre skrutky do plechu z nehrdzavejúcej ocele, strešné skrutky z nehrdzavejúcej ocele a rôzne typy oceľových skrutiek široko používaných v stavebníctve, zariadeniach, elektronike a konštrukčných spojoch.