Hàn nguội bu-lông thép không gỉ: Mẹo loại bỏ tại chỗ không dùng nhiệt

1. Giới thiệu

Trong các dự án gia công cơ khí hàng hải, hóa chất, chế biến thực phẩm và nhiệt độ cao, bu lông thép không gỉ (304/A2 và 316/A4) là lựa chọn hàng đầu về khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, nhiều đội bảo trì ở nước ngoài gặp phải lỗi tái diễn: lúc đầu ren quay trơn tru, sau đó khóa đột ngột khi siết chặt, và dù có vặn chặt cờ lê đến đâu thì nó cũng không thể nới lỏng được. Hiện tượng liên kết kim loại này được gọi là hàn nguội hoặc ăn mòn. Nó xảy ra thường xuyên nhất trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao và buộc người vận hành phải tháo rời mạnh mẽ làm đứt chỉ và làm xước các ốc vít.

Trong số liệu thống kê về lỗi tại hiện trường, hơn 70% ốc vít không gỉ bị loại bỏ không phải do ăn mòn mà do bị mòn ren và buộc phải tháo ra không đúng cách. Nguyên nhân sâu xa là do thép không gỉ có hiệu suất ma sát và tản nhiệt kém. Một khi màng thụ động bị phá vỡ, các liên kết kim loại mới ở các đầu ren sẽ đạt đỉnh, tạo thành một bế tắc tự khóa. Bài viết này giải thích nguyên lý hàn nguội của ren không gỉ 304/316, phân loại các cạm bẫy của việc tháo rời mạnh mẽ và đưa ra các phương pháp loại bỏ tại chỗ an toàn không dùng nhiệt đối với các bu lông bị kẹt ở nhiệt độ cao.

Chúng tôi là NINGBO TOPBOLT METALWORKS CO., LTD., và chúng tôi hỗ trợ các bu lông không gỉ được xử lý chống kẹt cho thiết bị nhiệt độ cao.

2. Nguyên lý hàn nguội của ren inox

2.1 Chỉ hàn nguội (Galling) là gì

Hàn nguội không phải là hàn ở nhiệt độ cao. Thép không gỉ tạo ra một màng thụ động oxit crom mỏng để chống ăn mòn. Khi đai ốc và bu lông quay dưới áp lực, lực ma sát sẽ làm bong lớp màng ra khỏi đỉnh ren. Kim loại trần tươi được tiếp xúc và liên kết ở cấp độ vi mô. Khi các điểm hàn vi mô hình thành, quá trình quay liên tục sẽ làm rách kim loại ren và diện tích tiếp xúc sẽ tăng lên cho đến khi cặp ren được giữ chặt hoàn toàn.

2.2 304 VS 316 Tính nhạy cảm với hàn nguội

2.3 Tại sao điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao lại làm trầm trọng thêm cơn động kinh

Thép không gỉ có độ dẫn nhiệt thấp nên nhiệt ma sát vẫn lưu lại trên các điểm tiếp xúc của ren thay vì tiêu tan. Nhiệt độ cao cục bộ làm mềm bề mặt ren, tăng tốc độ bám dính của kim loại và thậm chí đốt cháy chất bôi trơn thông thường. Chu kỳ nhiệt dài hạn trong thiết bị nhiệt độ cao thậm chí còn khóa sợi chặt hơn, khiến việc tháo gỡ khó khăn hơn nhiều so với ở nhiệt độ phòng.

3. Thao tác sai thường gặp: Rủi ro tháo gỡ bạo lực

3.1 Những lỗi điển hình tại chỗ

Hầu hết các đội hiện trường đều tăng lực cờ lê hoặc đóng búa trực tiếp vào dây buộc khi bu lông bị kẹt. Đây là cạm bẫy lớn nhất trong việc bảo trì bu lông không gỉ và trực tiếp gây ra hầu hết các ốc vít bị loại bỏ.

3.2 Hậu quả của việc buộc phải tháo gỡ

1. Xoắn mạnh làm rách răng ren, làm gãy đai ốc hoặc đầu bu lông và khiến dây buộc hoàn toàn không thể sử dụng được.

2. Các mảnh bu lông bị gãy vẫn còn bên trong lỗ thiết bị và cần phải sửa chữa lỗ phức tạp.

3. Tác động cưỡng bức có thể làm hỏng các bộ phận chính xác xung quanh, gây rò rỉ hoặc nguy hiểm tiềm ẩn về cấu trúc.

4. Phương pháp loại bỏ tại chỗ an toàn không dùng nhiệt

4.1 Bảng so sánh phương pháp

4.2 Phương pháp nới lỏng rung

Dùng búa nhỏ gõ liên tục vào cạnh của đai ốc hoặc đầu bu lông. Sự rung động phá vỡ các điểm liên kết hàn lạnh vi mô giữa các sợi. Trong khi gõ, áp dụng mô-men xoắn thấp và luân phiên xoay tiến và lùi. Không áp dụng mô-men xoắn lớn cùng một lúc để tránh làm rách chỉ.

4.3 Phương pháp ngâm dầu bôi trơn thẩm thấu

Bôi toàn bộ chất chống kẹt thẩm thấu vào khe hở giữa đai ốc và bu lông, rồi ngâm trong 15–30 phút để xuyên qua bề mặt ren được liên kết. Sau đó xoay từ từ theo những góc nhỏ. Phương pháp này hoạt động tốt nhất khi hàn nguội nhẹ mà không cần truyền vật liệu ren nặng.

4.4 Phương pháp làm mát co nhiệt

Xịt chất làm mát nhiệt độ thấp lên đai ốc. Đai ốc co lại một chút trong khi kích thước bu lông thay đổi ít hơn, làm giảm áp lực tiếp xúc ren. Sau khi làm mát, thực hiện kiểm tra vòng quay với mô-men xoắn thấp. Phương pháp này tránh đốt lửa và đáp ứng các yêu cầu an toàn của các vị trí thiết bị dễ cháy, chống cháy nổ và chính xác.

5. Quy tắc phòng tránh hàn nguội

5.1 Tiêu chuẩn lắp ráp trước khi lắp đặt

1. Giảm tốc độ siết chặt và tránh va đập vào cờ lê đối với cặp ren không gỉ.

2. Áp dụng hợp chất chống bám dính ở nhiệt độ cao trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao.

3. Ghép các bu lông và đai ốc có độ cứng khác nhau nếu có thể và không sử dụng các loại không gỉ giống hệt nhau trong các cặp quay chịu tải nặng.

4. Giữ sạch các sợi chỉ. Các gờ, sạn và vết xước trên bề mặt ren làm tăng đáng kể khả năng hàn nguội.

5.2 Quy tắc điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao

Đối với thiết bị chạy ở nhiệt độ trên 200°C, hãy sử dụng hợp chất chống kẹt nhiệt độ cao molybdenum disulfide và thay thế ốc vít thường xuyên sau chu kỳ nhiệt. Không sử dụng lại các bu lông đã có dấu hiệu hư hỏng ren, vì các ren bị hỏng dễ dàng giữ lại trong lần lắp ráp tiếp theo.

6. Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Hàn nguội có giống như bị rỉ sét không?

Câu trả lời 1: Không. Hiện tượng rỉ sét xuất phát từ hiện tượng gây nhiễu oxit ăn mòn. Hàn nguội là liên kết kim loại cực nhỏ gây ra bởi áp suất ma sát. Ngay cả những ốc vít bằng thép không gỉ sạch hoàn toàn mới cũng có thể bị mòn.

Câu 2: Bu lông hàn nguội sau khi tháo có thể tái sử dụng được không?

A2: Kiểm tra bề mặt ren cẩn thận. Nếu có sự dịch chuyển kim loại rõ ràng, vết xước hoặc biến dạng răng, hãy thay dây buộc. Các sợi bị hỏng sẽ dễ dàng được giữ lại trong lần lắp ráp tiếp theo.

Câu hỏi 3: Bu lông không gỉ có ren mịn có nguy cơ hàn nguội cao hơn không?

Đ3: Có. Sợi mịn có diện tích tiếp xúc nhỏ hơn và áp suất bề mặt cao hơn, do đó hiện tượng ăn mòn xảy ra dễ dàng hơn so với sợi thô dưới tải trọng bằng nhau.

Câu hỏi 4: Làm thế nào để tháo rời các bu lông bị giữ ở nhiệt độ cao một cách an toàn?

A4: Sử dụng phương pháp ngâm thấm hoặc làm mát ở nhiệt độ thấp trước, sau đó nới lỏng độ rung. Đối với các trường hợp thu giữ nhiều lần, chúng tôi tại NINGBO TOPBOLT METALWORKS CO., LTD. khuyên dùng ốc vít không gỉ chống bám được phủ sẵn.