Спецыяльная каразійная форма тытанавых шруб!
Шрубы з тытанавых сплаваў (напрыклад, TC4) вядомыя сваёй выдатнай каразійнай устойлівасцю, але гэта не азначае, што яны «ніколі не падвяргаюцца карозіі» ні пры якіх умовах. У пэўных спецыфічных і жорсткіх умовах тытанавыя шрубы могуць падвяргацца асаблівым формам карозіі.
Разуменне гэтых асаблівых формаў карозіі мае вырашальнае значэнне для правільнага выбару і ўстаноўкі тытанавых шруб.
Асноўны прынцып: «пасівацыйная плёнка» тытана
Каразійная ўстойлівасць тытана абумоўлена надзвычай тонкай (каля 3-5 нанаметраў), але анамальна шчыльнай і стабільнай аксіднай плёнкай (у асноўным TiO₂) на яго паверхні. Гэтая «пасівацыйная плёнка» можа самастойна аднаўляцца ў большасці асяроддзяў і абараняць метал унутры. Аднак пры наступных спецыяльных умовах гэтая плёнка будзе пашкоджана, што прывядзе да карозіі.
Некалькі спецыяльных формаў карозіі тытанавыя шрубы
1. Карозія шчылін
Гэта найбольш распаўсюджаная і трывожная форма лакалізаванай карозіі тытанавых сплаваў у асяроддзях, якія змяшчаюць хлор.
Умовы ўзнікнення:
- Існуюць вузкія шчыліны (звычайна шырынёй ад 0,025 мм да 0,1 мм).
- У зазорах прысутнічаюць застойныя каразійныя асяроддзі (асабліва водныя растворы, якія змяшчаюць іоны хларыду, такія як марская вада, салёная вада і вільготнае паветра салянага туману).
Чаму гэта адбылося:
- Кіслароду вельмі цяжка дыфузіяваць унутр праз шчыліны, і ён не можа падтрымліваць неабходную канцэнтрацыю кіслароду для пасівацыйнай плёнкі.
- Канцэнтрацыя іонаў хлору ў шчыліне павялічваецца, а значэнне pH памяншаецца (кіслотнасць узмацняецца)
- Калі значэнне pH навакольнага асяроддзя ніжэйшае за пэўнае крытычнае значэнне (прыблізна 1-2 для тытанавых сплаваў), пасівацыйная плёнка пашкоджваецца і падвяргаецца актыўнаму растварэнню.
Канкрэтныя рызыкі, звязаныя з шрубамі:
- Паміж вечкам і кантактнай паверхняй кампанента.
- У зазоры разьбовага злучэння.
- Паверхня кантакту шайбы пад галоўкай шрубы.
- Любая сляпая зона, дзе схільныя назапашвацца электраліты.
2. Гальванічная карозія
Таксама вядома як «кантактная карозія» або «гетэрагенная карозія металу». Гэта месца, дзе лягчэй за ўсё памыліцца пры ўсталёўцы тытанавых шруб.
Умовы ўзнікнення:
Тытанавыя шрубы непасрэдна кантактуюць з металам з больш адмоўным (актыўным) патэнцыялам, такім як алюміній або вугляродзістая сталь, у электраліце.
Хто пацерпіць:
Галоўнае, што сам тытан будзе абаронены, у той час як актыўныя металы, якія кантактуюць з ім (напрыклад, алюмініевыя рамы і магніевыя дэталі), паскараюць карозію!
Чаму гэта адбылося:
Тытан мае станоўчы патэнцыял (больш «інертны») сярод распаўсюджаных металаў, што эквівалентна «катоду». Алюміній, сталь і іншыя матэрыялы з'яўляюцца «анодамі». Калі яны ўтвараюць ланцуг праз электраліт, анод паскарае растварэнне, каб абараніць катод.
Канкрэтныя рызыкі, звязаныя з шрубамі:
- Непасрэднае ўкручванне тытанавых шруб у разьбовыя адтуліны рам з алюмініевага сплаву можа выклікаць хуткую карозію і гніенне алюмініевых разьбовых адтулін у вільготным асяроддзі, што ў канчатковым выніку прывядзе да разбурэння разьбы і паслаблення шруб.
- Кантакт паміж тытанавымі шрубамі і шайбамі або дэталямі з вугляродзістай сталі
3. Вадароднае охрупненне
Гэта сур'ёзная форма пашкоджання, якая можа прывесці да раптоўнага далікатнага пералому.
Умовы ўзнікнення:
- Атамы тытана лёгка паглынаюць атамы вадароду.
- Калі тытан знаходзіцца ў наступным асяроддзі, вадарод будзе пранікаць у яго:
- Залішняя катодная абарона: напрыклад, пры гальванічнай карозіі тытан у якасці катода будзе падвяргацца рэакцыі выдзялення вадароду.
- У аднаўляльных кіслотах, такіх як саляная і серная кіслата.
- Высокая тэмпература і высокі ціск у асяроддзі вадароду.
- Няправільнае пакрыццё або апрацоўка паверхні (напрыклад, прамыванне кіслатой, якая змяшчае вадарод).
4. Каразійнае растрэскванне пад напружаннем
Далікатнае разбурэнне ўзнікае пад сумесным уздзеяннем спецыфічнага каразійнага асяроддзя і расцягвальнага напружання.
Умовы ўзнікнення:
Канкрэтныя каразійныя асяроддзі: для тытанавых сплаваў асноўнымі з'яўляюцца дымячая азотная кіслата, метанол, галагенавыя элементы, цвёрдыя хларыды і г.д. Тытанавы сплаў TC4 мае выдатную каразійную стойкасць пад напружаннем у звычайнай атмасферы або марской вадзе.
Пастаяннае расцягвальнае напружанне: гэта можа быць знешняя нагрузка або ўнутранае рэшткавае напружанне, якое ўзнікае падчас зацягвання шруб.
Рызыка пры выкарыстанні шруб:
Гэта можа адбывацца ў вельмі спецыяльных умовах (напрыклад, у хімічным абсталяванні), але для штодзённага выкарыстання, напрыклад, для горных ровараў, рызыка надзвычай нізкая.