1. Uvod
V pomorstvu, kemični industriji, predelavi hrane in projektih mehanskega pritrjevanja pri visokih temperaturah so vijaki iz nerjavečega jekla (304/A2 in 316/A4) prva izbira za odpornost proti koroziji. Kljub temu se številne vzdrževalne ekipe v tujini srečujejo s ponavljajočo se napako: navoj se sprva gladko vrti, nato pa med zategovanjem nenadoma zaskoči in ne glede na to, kako močno pritisnete ključ, ga ni mogoče zrahljati. Ta pojav kovinskega lepljenja se imenuje hladno varjenje ali ugriz. Najpogosteje se zgodi v delovnih pogojih pri visokih temperaturah in operaterje sili v nasilno razstavljanje, pri katerem se odstranijo navoji in strgajo pritrdilni elementi.
V statističnih podatkih o okvarah na terenu več kot 70 % odsluženih nerjavnih pritrdilnih elementov ni povzročila korozija, temveč raztrganje navojev in napačna odstranitev na silo. Glavni vzrok je, da ima nerjavno jeklo slabo trenje in slabo odvajanje toplote. Ko se pasivni film pretrga, se sveže kovinske vezi na konicah navoja zlepijo in tvorijo samozaklepni zastoj. Ta članek razlaga princip hladnega varjenja navojev iz nerjavečega jekla 304/316, razvršča pasti nasilnega razstavljanja in podaja varne metode odstranjevanja brez toplote na mestu za zataknjene vijake pri visoki temperaturi.
Smo NINGBO TOPBOLT METALWORKS CO., LTD., in podpiramo nerjavne vijake, obdelane proti zagozditvi, za visokotemperaturno opremo.
2. Princip hladnega varjenja navojev iz nerjavečega jekla
2.1 Kaj je hladno varjenje navojev (raztrganje)
Hladno varjenje ni visokotemperaturno varjenje. Nerjaveče jeklo tvori tanek pasivni film kromovega oksida za zaščito pred korozijo. Ko se matica in vijak vrtita pod pritiskom, trenje strga film z vrhov navojev. Sveža gola kovina je izpostavljena in se veže na mikroskopski ravni. Ko nastanejo mikrovarilne točke, nadaljnje vrtenje raztrga kovino navoja in kontaktna površina se poveča, dokler se par niti popolnoma ne zaskoči.
2.2 304 VS 316 Občutljivost za hladno varjenje
Material |
Tveganje pri hladnem varjenju |
Opombe o aplikaciji |
304 (A2) |
visoko |
Splošni mehanski sklop; hitro zategovanje pod visokim pritiskom zlahka sproži draženje |
316 (A4) |
Srednje visoka |
Pomorska in kemična uporaba; molibden izboljšuje odpornost proti koroziji, vendar še vedno strdi pod velikim pritiskom in visoko temperaturo |
2.3 Zakaj delovni pogoji pri visokih temperaturah poslabšajo epileptične napade
Nerjaveče jeklo ima nizko toplotno prevodnost, zato toplota zaradi trenja ostane na kontaktnih točkah niti, namesto da bi se razpršila. Lokalna visoka temperatura zmehča površino niti, pospeši oprijem kovine in celo izžge običajna maziva. Dolgotrajno toplotno cikliranje v visokotemperaturni opremi še bolj zaklene navoj, zaradi česar je razstavljanje veliko težje kot pri sobni temperaturi.
3. Pogosto napačno delovanje: Tveganja nasilnega razstavljanja
3.1 Tipične napake na kraju samem
Večina terenskih ekip poveča silo ključa ali zabije pritrdilni element neposredno, ko se vijak zatakne. To je največja past pri vzdrževanju nerjavnih vijakov in neposredno povzroči večino zavrženih pritrdilnih elementov.
3.2 Posledice prisilne demontaže
1. Nasilno zvijanje raztrga zobe navoja, zlomi matico ali glavo vijaka in naredi pritrdilni element popolnoma neuporaben.
2. Zlomljeni delci vijaka ostanejo znotraj luknje za opremo in zahtevajo kompleksno popravilo luknje.
3. Prisiljen udarec lahko poškoduje okoliške natančne dele, kar povzroči puščanje ali strukturno skrito nevarnost.
4. Varne metode odstranjevanja na kraju samem brez toplote
4.1 Primerjalna tabela metod
Metoda |
Koraki delovanja |
Veljavna stopnja zasega |
Popuščanje vibracij |
Večkrat rahlo udarite po strani matice, nato uporabite majhen navor in izmenično sukajte naprej in nazaj |
Blago hladno varjenje, brez prenosa težkega materiala |
Prodorno namakanje maziva |
V celoti nanesite sredstvo proti zasegovanju, namakajte 15–30 minut, nato večkrat počasi zavrtite |
Lahka vezava niti, prozoren profil niti |
Nizkotemperaturno hlajenje |
Nizkotemperaturno hladilno sredstvo razpršite na matico, da jo rahlo skrčite, nato pa izvedite vrtenje z nizkim navorom |
Visokotemperaturne zaplenjene niti, kemična ter naftna in plinska mesta |
4.2 Metoda popuščanja vibracij
Z majhnim kladivom večkrat udarite po strani matice ali glave vijaka. Vibracije zlomijo vezne točke mikro hladnega varjenja med nitmi. Med tapkanjem uporabite majhen navor in izmenično vrtite naprej in nazaj. Ne uporabljajte velikega navora naenkrat, da preprečite trganje niti.
4.3 Metoda namakanja s prodornim mazivom
Na režo med matico in sornikom v celoti nanesite prodirajoče sredstvo proti zagozdenju in pustite, da se namaka 15–30 minut, da prodre skozi vmesnik navoja. Nato počasi zavrtite v majhnih kotih. Ta metoda najbolje deluje pri rahlem hladnem varjenju brez prenosa težkega navojnega materiala.
4.4 Metoda hlajenja s toplotno kontrakcijo
Na matico razpršite nizkotemperaturno hladilno sredstvo. Matica se rahlo skrči, medtem ko se dimenzija vijaka manj spremeni, kar zmanjša kontaktni pritisk navoja. Po ohladitvi izvedite preskus vrtenja z nizkim navorom. Ta metoda preprečuje segrevanje s plamenom in izpolnjuje varnostne zahteve za mesta vnetljive, protieksplozijsko varne in natančne opreme.
5. Pravila za preprečevanje hladnega varjenja
5.1 Standardi sestavljanja pred namestitvijo
1. Zmanjšajte hitrost zategovanja in se izogibajte udarnim ključem za pare navojev iz nerjavečega jekla.
2. Nanesite visokotemperaturno zmes proti zgoščevanju za delovne pogoje pri visokih temperaturah.
3. Ujemajte vijake in matice z različno trdoto, če je to mogoče, in ne uporabljajte enakih razredov nerjavečega jekla v rotacijskih parih za težke obremenitve.
4. Naj bodo niti čiste. Neravnine, pesek in praske na površini navoja močno povečajo verjetnost hladnega varjenja.
5.2 Pravila o delovnih pogojih pri visokih temperaturah
Za opremo, ki deluje pri temperaturah nad 200 °C, uporabite visokotemperaturno zmes proti zgoščevanju z molibdenovim disulfidom in redno menjajte pritrdilne elemente po termičnem ciklu. Ne uporabljajte ponovno vijakov, pri katerih so že bili poškodovani navoji, ker se poškodovani navoji pri naslednjem sestavljanju zlahka ponovno zaskočijo.
6. Pogosta vprašanja
V1: Je hladno varjenje enako kot odstranjevanje rje?
A1: Ne. Zasedanje rje nastane zaradi zagozdenja korozijskega oksida. Hladno varjenje je mikroskopsko spajanje kovin zaradi trenja. Celo popolnoma novi čisti nerjavni pritrdilni elementi lahko trpijo zaradi draženja.
V2: Ali je mogoče hladno varjene vijake ponovno uporabiti po razstavljanju?
A2: Previdno preverite površino navoja. Če je očiten prenos kovine, praska ali deformacija zoba, zamenjajte pritrdilni element. Poškodovani navoji se bodo pri naslednjem sestavljanju zlahka znova prijeli.
V3: Ali nerjavni vijaki s finim navojem predstavljajo večje tveganje zaradi hladnega varjenja?
A3: Da. Fini navoj ima manjšo kontaktno površino in višji površinski pritisk, zato pride do strganja lažje kot pri grobem navoju pri enaki obremenitvi.
V4: Kako varno razstaviti visokotemperaturne zataknjene vijake?
A4: Najprej uporabite prodorno namakanje ali nizkotemperaturno hlajenje, nato rahljanje z vibracijami. Za ponavljajoče se zasege smo pri NINGBO TOPBOLT METALWORKS CO., LTD. priporočamo predhodno premazane pritrdilne elemente iz nerjavečega jekla.
