Предотвращение гальванической коррозии в динамических фасадных стыках

Стационарные соединения корродируют медленно. Движущиеся соединения корродируют быстрее. И они это скрывают.

На неподвижном фасаде болт из нержавеющей стали, проходящий через алюминиевый кронштейн, может прослужить десятилетия с минимальными проблемами, если он должным образом изолирован, но на кинетическом фасаде то же самое соединение поворачивается тысячи раз в год, и каждое движение истирает покрытия, шайбы и изоляционные слои, которые должны были разделять два металла.

При соприкосновении, в присутствии воды, образуется батарея. Алюминий проигрывает.

Это основная проблема проектирования кинетических фасадов с учетом гальванической коррозии . Она разрешима.

Основные выводы

• Для возникновения гальванической коррозии необходимы два разнородных металла, электрический контакт и влага, и удаление любого из этих факторов останавливает её.

• Движение приводит к износу покрытий и изоляции в шарнирах, поэтому статические изоляционные элементы часто выходят из строя в кинетических соединениях.

• Полимерные втулки способны изолировать металлические детали и одновременно выполнять функцию подшипников с низким коэффициентом трения.

• Поливинилденфторид (ПВДФ) по стандарту AAMA 2605 хорошо защищает поверхности, но на него не следует полагаться в местах соприкосновения с поверхностью при трении.

Как происходит коррозия фасадов из разнородных металлов

Каждый металл занимает определенное место в гальваническом ряду. Если поместить два разных металла в проводящую жидкость, то более активный металл начнет корродировать, защищая более благородный.

Алюминий более активен, чем нержавеющая сталь, поэтому при коррозии фасадов из разнородных металлов страдает именно алюминий. Дождевая вода, конденсат и особенно насыщенный солью прибрежный воздух служат электролитом, и чем больше разница между металлами, тем быстрее происходит коррозия.

Площадь имеет такое же значение, как и материал. Небольшая алюминиевая деталь, соприкасающаяся с большой поверхностью из нержавеющей стали, быстро подвергается коррозии. Небольшой крепежный элемент из нержавеющей стали в большой алюминиевой панели вызывает медленную коррозию алюминия вокруг отверстия.

Военный стандарт США MIL-STD-889 по разнородным металлам часто используется в качестве эталона для подбора совместимых соединений и является полезной отправной точкой для инженеров, занимающихся проектированием фасадов.

Почему подвижные суставы отличаются друг от друга

Изоляция, работающая на неподвижном кронштейне, часто выходит из строя на шарнире.

Износостойкие покрытия

Первой проблемой является износ покрытия кинетического шарнира . Когда поворотный штифт вращается относительно покрытого алюминиевого отверстия, или когда две покрытые детали трутся в упоре, покрытие изнашивается в точке контакта, обнажая голый металл именно там, где соприкасается другой металл.

Изношенные изоляционные шайбы

Тонкие пластиковые шайбы и втулки сжимаются под нагрузкой, деформируются со временем и истираются при каждом движении, а поскольку они скрыты внутри соединения, никто не замечает момента их износа и окончательного соединения двух металлических деталей.

Задержанная влага

Шарниры и петли создают щели. Вода скапливается там и остается, особенно когда циклы увлажнения и замерзания в стыках продолжайте открывать небольшие пробелы.

Фрезтинг

Затем происходит фреттинг. Панели, вращаемые ветром, весь день совершают мельчайшие колебания, и под нагрузкой эти колебания снова и снова сдирают тонкий защитный оксидный слой с металла, поэтому поверхность никогда не успевает восстановиться, и коррозия развивается быстрее, чем на неподвижном соединении.

Диэлектрическая изоляция для фасадных стыков

В фасадных конструкциях с диэлектрической изоляцией металлические элементы разделены непроводящим материалом. В местах подвижных стыков этот материал также должен выдерживать движение.

• Полимерные втулки в поворотных отверстиях, изготовленные из таких материалов, как ацетал, нейлон или ПТФЭ, изолируют штифт от панели и обеспечивают поверхность подшипника с низким коэффициентом трения.

• Изолирующие втулки на болтах с фланцевыми шайбами ​​на обеих сторонах.

• Прокладки из EPDM или аналогичного материала между неподвижными кронштейнами и рамами.

• Непроводящие ограничители и бамперы в местах соприкосновения подвижных панелей с ограничителями.

• Герметики и защитные ленты с фиксированным перекрытием, совместимые с покрытиями.

Полимерные втулки — это ключ к успеху. Правильно подобранная втулка решает проблему изоляции и износа подшипников в одном компоненте, и подшипниковые материалы, устойчивые к износу Эти вопросы более подробно рассмотрены в отдельном руководстве.

Выбор материалов, позволяющий избежать этой проблемы.

В некоторых случаях наилучшая изоляция может и не потребоваться.

Использование алюминиевых штифтов и фитингов с алюминиевыми панелями устраняет гальваническую пару, хотя алюминий может заедать под нагрузкой, поэтому обычно по-прежнему устанавливается полимерная втулка. Там, где для прочности необходимы штифты из нержавеющей стали, следует выбирать марку нержавеющей стали, подходящую для данной среды, и полностью изолировать их от алюминия.

Никогда не используйте детали из углеродистой стали или содержащие медь детали, находящиеся в непосредственном контакте с алюминием, на открытом воздухе.

AAMA 2605 PVDF в динамическом шарнире

Покрытия PVDF, протестированные по стандарту AAMA 2605, являются эталоном для наружных алюминиевых конструкций. Они проходят строгую программу испытаний, включающую десятилетнюю эксплуатацию в условиях атмосферных воздействий Южной Флориды, со строгими ограничениями по изменению цвета, образованию мелового налета и потере блеска.

Эти свойства проявляются на открытых поверхностях. В местах соприкосновения с поверхностью при трении ситуация иная.

В конструкции динамического шарнира из ПВДФ, соответствующей стандарту AAMA 2605, следует избегать использования покрытия в качестве опорной или изоляционной поверхности, поскольку ПВДФ предназначен для защиты от атмосферных воздействий, а не от истирания при многократных движениях. Лучший подход — полностью исключить трение поверхностей с покрытием, используя полимерные втулки и проектируя зазоры таким образом, чтобы движение осуществлялось только через втулку. В местах износа, где требуется более твердая поверхность, можно рассмотреть анодирование этих компонентов.

Наш Поверхностная обработка PVDF и анодированная поверхность Оба варианта доступны для кинетических фасадных элементов, и выбор между ними зависит от того, где находится каждая деталь и как она движется.

Дренаж и детализация

Вода, которая не может оставаться, не может подвергаться коррозии.

Спроектируйте каждый шарнирный механизм и корпус петли таким образом, чтобы они обеспечивали отвод воды, с дренажными каналами в самых нижних точках и без полостей, которые заполняются дождевой водой, конденсатом или брызгами ветра, поскольку соединение, которое высыхает между дождями, корродирует гораздо медленнее, чем то, которое остается влажным в течение нескольких дней. Избегайте войлока и пенопласта. Они задерживают воду.

Осмотр и техническое обслуживание

Кинетические соединения следует регулярно осматривать.

• Вокруг алюминиевых деталей в местах крепления или шарниров образуется белый порошок или набухание.

• Изношенные или отсутствующие втулки и шайбы.

• Потеря покрытия в точках контакта

• Ржавчина от загрязненных или неправильно подобранных крепежных элементов.

• Усиление люфта или шума в петлях.

Запасные втулки стоят недорого. Панели – нет.

Следует избегать сокращения расходов

Детали изоляции — это мелочи в рамках большого бюджета. Зачастую от них отказываются в первую очередь.

Сокращение расходов, которое ни в коем случае не должно касаться крепежных элементов. В число таких мер входят более дешевые болты неуказанного типа, удаление изоляционных втулок и замена фурнитуры на изделия из нержавеющей стали. Стоимость ремонта корродированного кинетического фасада значительно превышает любую экономию. обзор кинетических фасадных систем См. наше основное руководство.

Часто задаваемые вопросы

1. Почему кинетические фасадные швы более подвержены гальванической коррозии?

Движение приводит к износу покрытий и изоляционных слоев в шарнирах и точках поворота, в результате чего разнородные металлы соприкасаются. Шарниры также задерживают влагу, которая служит электролитом для коррозии.

2. Как изолировать нержавеющую сталь от алюминия в подвижном соединении?

Используйте полимерные втулки в отверстиях для шарниров, изолирующие втулки и фланцевые шайбы на болтах, а также непроводящие упоры. Втулка одновременно изолирует металлические детали и обеспечивает опорную поверхность.

3. Может ли покрытие из ПВДФ предотвратить гальваническую коррозию в петлях?

Нет, ненадежно. ПВДФ защищает открытые поверхности от воздействия погодных условий, но изнашивается в местах трения. Втулки и зазоры должны предотвращать перемещение поверхностей с покрытием.

4. Безопасен ли контакт алюминия с алюминием на кинетических фасадах?

Да, с точки зрения гальванического эффекта. Однако при трении алюминия о алюминий под нагрузкой может возникать заедание, поэтому в подвижных соединениях обычно по-прежнему устанавливают полимерные втулки.

5. Каковы признаки гальванической коррозии на фасаде?

Появление белых порошкообразных отложений или набухание вокруг алюминиевых деталей вблизи крепежных элементов и шарниров, потеря покрытия, увеличение люфта в петлях и, при загрязнении углеродистой сталью, появление ржавчины.

Изоляция, слив воды, осмотр

Гальваническая коррозия предсказуема. Как и её предотвращение.

Разделяйте металлические детали материалами, устойчивыми к механическим воздействиям, предотвращайте попадание воды в соединения и проводите осмотры по графику. Пришлите нам информацию о ваших соединениях. запросить проверку конструкции на предмет коррозии для вашего кинетического фасада.

INTERNAL LINKS IN THIS ARTICLE

Ссылки на продукцию PRANC