منع التآكل الجلفاني عبر وصلات الواجهات الديناميكية

تتآكل المفاصل الثابتة ببطء، بينما تتآكل المفاصل المتحركة بشكل أسرع، وهي تخفي ذلك.

في الواجهة الثابتة، يمكن أن يبقى مسمار من الفولاذ المقاوم للصدأ يمر عبر دعامة من الألومنيوم لعقود مع مشاكل طفيفة فقط إذا تم عزله بشكل صحيح، ولكن في الواجهة المتحركة، يدور نفس المفصل آلاف المرات في السنة، وكل حركة تطحن الطلاءات والغسالات وطبقات العزل التي كان من المفترض أن تبقي المعدنين منفصلين.

بمجرد أن يتلامسا، وفي وجود الماء، تتشكل بطارية. ويفقد الألومنيوم قوته.

هذه هي المشكلة الأساسية في تصميم الواجهات الحركية المقاومة للتآكل الجلفاني . وهي قابلة للحل.

أهم النقاط

• يتطلب التآكل الجلفاني وجود معدنين مختلفين، وتلامس كهربائي، ورطوبة، وإزالة أي منها يوقفه.

• يؤدي التآكل الناتج عن الحركة إلى تلف الطلاءات والعزل عند المفصلات، لذا غالباً ما تفشل تفاصيل العزل الثابتة في المفاصل الحركية.

• يمكن للبطانات البوليمرية عزل المعادن والعمل كمحامل منخفضة الاحتكاك في نفس الوقت.

• يوفر طلاء PVDF وفقًا لمعيار AAMA 2605 حماية جيدة للوجه، ولكن لا ينبغي الاعتماد عليه في نقاط التلامس الناتجة عن الاحتكاك.

كيف يحدث تآكل واجهات المعادن المختلفة

لكل معدن موقع في سلسلة الجلفانية. ضع معدنين مختلفين متلامسين في سائل موصل، وسيتآكل المعدن الأكثر نشاطًا لحماية المعدن الأكثر نبلاً.

الألومنيوم أكثر نشاطًا من الفولاذ المقاوم للصدأ، لذا في حالة تآكل واجهات المعادن المختلفة، يكون الألومنيوم هو الأكثر تضررًا. توفر مياه الأمطار والتكثيف، وخاصة هواء السواحل المحمل بالملح، الإلكتروليت، وكلما زاد الفرق بين المعدنين، زادت سرعة التآكل.

المساحة لا تقل أهمية عن المادة. قطعة صغيرة من الألومنيوم تلامس سطحًا كبيرًا من الفولاذ المقاوم للصدأ تتآكل بسرعة. أما مثبت صغير من الفولاذ المقاوم للصدأ في لوحة كبيرة من الألومنيوم، فيؤدي إلى تآكل الألومنيوم ببطء حول الفتحة.

غالبًا ما يتم استخدام معيار MIL-STD-889، وهو المعيار العسكري الأمريكي الخاص بالمعادن غير المتشابهة، كمرجع للتوافقات وهو نقطة انطلاق مفيدة لمهندسي الواجهات.

لماذا تختلف المفاصل المتحركة

غالباً ما تفشل أنظمة العزل التي تعمل على دعامة ثابتة عند استخدام مفصل.

الطلاءات المقاومة للتآكل

يُعدّ تآكل الطلاء في الوصلات الحركية المشكلة الأولى. فعندما يدور محور الدوران مقابل فتحة من الألومنيوم المطلي، أو عندما يحتكّ جزآن مطليان عند نقطة التوقف، يتآكل الطلاء عند نقطة التلامس، مما يكشف المعدن المكشوف تمامًا في المكان الذي يتلامس فيه المعدن الآخر.

حلقات عزل مهترئة

تنضغط الحلقات والأكمام البلاستيكية الرقيقة تحت الحمل، وتزحف بمرور الوقت وتتآكل مع كل تأرجح، ولأنها مخفية داخل المفصل، لا أحد يلاحظ اللحظة التي تتآكل فيها ويلتقي المعدنان أخيرًا.

الرطوبة المحتبسة

تُشكّل المحاور والمفصلات شقوقًا. يتجمع الماء هناك ويبقى، خاصةً عندما دورات الرطوبة والتجمد عند المفاصل استمر في إعادة فتح الفجوات الصغيرة.

القلق

ثم هناك مشكلة التآكل. تهتز الألواح التي تحركها الرياح بحركات صغيرة طوال اليوم، وتحت الحمل، تعمل هذه الحركات على إزالة طبقة الأكسيد الواقية الرقيقة من المعدن مرارًا وتكرارًا، لذلك لا تتاح للسطح فرصة للشفاء ويتسارع التآكل أكثر مما هو عليه في وصلة ثابتة.

العزل الكهربائي لوصلات الواجهات

تفصل تفاصيل واجهة العزل الكهربائي المعادن بمادة غير موصلة. وفي المفاصل المتحركة، يجب أن تتحمل هذه المادة الحركة أيضاً.

• تُستخدم جلبات بوليمرية في فتحات المحور، مثل الأسيتال أو النايلون أو المواد القائمة على مادة PTFE، والتي تعزل الدبوس عن اللوحة وتوفر سطحًا منخفض الاحتكاك للحمل

• أكمام عازلة على البراغي، مع غسالات شفة على كلا الوجهين

• وسادات من مادة EPDM أو ما شابهها بين الأقواس الثابتة والإطارات

• مصدات وحواجز غير موصلة للكهرباء حيث تصطدم الألواح المتحركة بحد معين

• مواد مانعة للتسرب وأشرطة عازلة بتداخلات ثابتة، متوافقة مع الطلاءات.

تُعدّ البطانات البوليمرية هي الحل الأمثل. فالبطانة المختارة بعناية تُعالج مشكلة العزل وتآكل المحامل في أحد المكونات، و مواد حاملة مقاومة للتآكل يتم تناولها بمزيد من التفصيل في دليل منفصل.

خيارات المواد التي تتجنب المشكلة

في بعض الأحيان، لا تكون هناك حاجة إلى أفضل أنواع العزل على الإطلاق.

يؤدي استخدام دبابيس ووصلات من الألومنيوم مع ألواح الألومنيوم إلى إزالة التأثير الكهروكيميائي، مع العلم أن احتكاك الألومنيوم بالألومنيوم قد يتسبب في تآكلهما تحت الضغط، لذا يُنصح عادةً بتركيب جلبة بوليمرية. عند الحاجة إلى دبابيس من الفولاذ المقاوم للصدأ لزيادة المتانة، يجب تحديد نوع مناسب من الفولاذ المقاوم للصدأ للبيئة وعزله تمامًا عن الألومنيوم.

لا تستخدم أبدًا الفولاذ الكربوني أو الأجزاء التي تحتوي على النحاس في اتصال مباشر مع الألومنيوم في الهواء الطلق.

AAMA 2605 PVDF عند المفصل الديناميكي

تُعتبر طلاءات PVDF التي تم اختبارها وفقًا لمعيار AAMA 2605 المعيار الأمثل للألمنيوم الخارجي. فهي تجتاز برنامجًا صارمًا يتضمن عشر سنوات من التعرض لعوامل الطقس في جنوب فلوريدا، مع قيود صارمة على تغير اللون والتشقق وفقدان اللمعان.

ينطبق هذا الأداء على الوجوه المكشوفة. أما عند نقاط التلامس الناتجة عن الاحتكاك، فالأمر مختلف.

يجب تجنب الاعتماد على الطلاء كسطح ارتكاز أو عزل في تفاصيل المفصل الديناميكي المصنوع من مادة PVDF وفقًا لمعيار AAMA 2605 ، لأن مادة PVDF مصممة لمقاومة العوامل الجوية، وليس لمقاومة التآكل الناتج عن الحركة المتكررة. والحل الأمثل هو منع احتكاك الأسطح المطلية تمامًا، وذلك بتركيب جلبات بوليمرية وتصميم الخلوصات بحيث تتحمل الجلبة وحدها الحركة. وعند الحاجة إلى سطح أكثر صلابة في نقاط التآكل، يمكن النظر في استخدام عملية الأنودة لتلك المكونات.

ملكنا تشطيب سطح PVDF و تشطيب سطح مؤكسد كلاهما متاح لمكونات الواجهات الحركية، ويعتمد الاختيار بينهما على مكان وجود كل جزء وكيفية تحركه.

الصرف والتفصيل

الماء الذي لا يستطيع البقاء لا يمكن أن يسبب التآكل.

صمم كل مفصل ومحور بحيث يُصرف الماء، مع وجود قنوات تصريف في أدنى النقاط، وتجنب وجود أي جيوب تتجمع فيها مياه الأمطار أو التكثيف أو رذاذ الماء المتطاير، لأن المفصل الذي يجف بين فترات هطول الأمطار يتآكل ببطء أكبر بكثير من المفصل الذي يبقى رطباً لأيام. تجنب استخدام اللباد والرغوة، فهما يحبسان الماء.

الفحص والصيانة

ينبغي فحص المفاصل الحركية وفق جدول زمني محدد.

• مسحوق أبيض أو انتفاخ حول الألومنيوم عند المثبتات أو المحاور

• جلبات وغسالات مهترئة أو مفقودة

• فقدان الطلاء عند نقاط التلامس

• بقع الصدأ الناتجة عن استخدام أدوات تثبيت ملوثة أو غير مناسبة

• زيادة في الحركة أو الضوضاء عند المفصلات

البطانات الاحتياطية رخيصة الثمن، أما الألواح فليست كذلك.

تخفيضات التكاليف التي يجب تجنبها

تفاصيل العزل هي بنود صغيرة في ميزانية كبيرة. وغالبًا ما تكون أول ما يتم حذفه.

تخفيضات التكاليف التي لا ينبغي أن تمس أدوات التثبيت أبدًا يشمل ذلك استخدام مسامير غير محددة أرخص ثمناً، وإزالة أكمام العزل، والتحول إلى أدوات غير مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. تتجاوز تكلفة إصلاح الواجهة الحركية المتآكلة أي وفورات تُذكر. نظرة عامة على أنظمة الواجهات الحركية ، راجع دليلنا الرئيسي.

الأسئلة الشائعة

1. لماذا تكون وصلات الواجهات الحركية أكثر عرضة للتآكل الجلفاني؟

يؤدي الاحتكاك إلى تآكل الطلاءات وطبقات العزل عند المفصلات والمحاور، مما يسمح بتلامس المعادن المختلفة. كما تحبس المحاور الرطوبة، التي توفر بيئة مناسبة للتآكل.

2. كيف تعزل الفولاذ المقاوم للصدأ عن الألومنيوم في وصلة متحركة؟

استخدم جلبات بوليمرية في فتحات المحاور، وأكمام عازلة، وحلقات تثبيت على البراغي، ومصدات غير موصلة. تعمل الجلبة على عزل المعادن وتوفير سطح ارتكاز.

3. هل يمكن لطلاء PVDF أن يمنع التآكل الجلفاني عند المفصلات؟

لا، ليس بشكل موثوق. يحمي طلاء PVDF الأسطح المكشوفة من العوامل الجوية، ولكنه يتآكل عند نقاط الاحتكاك. يجب أن تمنع البطانات والمسافات بين الأسطح المطلية حركة الأسطح.

4. هل التلامس بين الألومنيوم والألومنيوم آمن على الواجهات المتحركة؟

نعم، من وجهة نظر التآكل الكهروكيميائي. مع ذلك، قد يحدث تآكل بين الألومنيوم والألومنيوم تحت الضغط، لذا لا يزال من المعتاد تركيب جلبة بوليمرية عند المفاصل المتحركة.

5. ما هي علامات التآكل الجلفاني على الواجهة؟

ترسبات بيضاء مسحوقية أو انتفاخ حول الألومنيوم بالقرب من المثبتات والمحاور، وفقدان الطلاء، وزيادة الحركة عند المفصلات، ومع تلوث الفولاذ الكربوني، ظهور بقع الصدأ.

عزل، تصريف، فحص

التآكل الجلفاني قابل للتنبؤ، وكذلك الوقاية منه.

افصل المعادن بمواد تتحمل الحركة، واحرص على منع تسرب الماء إلى الوصلات، وقم بالفحص الدوري. أرسل لنا تفاصيل وصلاتك و طلب مراجعة تصميم مقاومة التآكل لواجهتك الحركية.

INTERNAL LINKS IN THIS ARTICLE

روابط منتجات برانس