MÉRNÖKI BESZÉLÉSEK 26. rész: Rozsdamentes acélszálak: Miért akadnak el a kötőelemek és hogyan csökkenthető a kockázat

Amikor az Ellenállás felkapaszkodik, a Hasznos lépés az, hogy megáll

Egy rozsdamentes rögzítőelem, amely útja első részében szabadon forog, majd egyre nehezebbé válik, inkább a csuklóról árul el valamit, mint az eddig alkalmazott nyomatékról. A szerszám ösztöne az, hogy erőt adjon, és rögzítse a rögzítőelemet. Ez az a pillanat, amikor egy kis plusz bemenet egy marginális szerelvényt lefoglalttá változtathat – vagy olyan rögzítőelemet, amelyet a következő szerviznél lehetetlen eltávolítani.

A szálkásítás kínos része, hogy nem jelenti be magát az ellenőrzési tanúsítványban. Azok a rozsdamentes kötőelemek, amelyek átmennek a menetforma, az anyag és a mechanikai tulajdonságok beérkező ellenőrzésén, továbbra sem működhetnek együtt párként. Az ugrálás általában nem a padon ülő hiba, hogy megmérjék; az összeszerelés során létrejött állapot, két, önmagában is elfogadható felület között.

Tehát a növekvő ellenállásra adott hasznos válasz egy döntés, nem pedig egy szám: állj le, olvasd el a bizonyítékokat, majd döntsd el, hogy a kötést össze kell-e szerelni, át kell-e dolgozni vagy újra specifikálni. Mielőtt meghozná ezt a döntést, segít tisztában lenni azzal, hogy a számos meglehetősen eltérő feltétel közül melyiket nézi, mert nem mindegyik ugyanazt a cselekvést követeli meg.

Négy feltétel, amely "nem fog fordulni"

A „galling” kifejezést gyakran használják minden olyan rozsdamentes szálra, amely nem forog. Legalább négy feltétel hasonló módon jelenik meg az eszközben, és különböző irányokba mutatnak:

Ezek a kategóriák a gyakorlatban átfedik egymást. A szálak törmeléke nem tűnik el, mert az alkatrészek kissé eltérnek az egymáshoz igazodástól, és a szennyeződés gyakran inkább előfutára a kopásnak, semmint külön magyarázat. A kategória a vizsgálat iránya, nem diagnózis, és nem mondja meg, hogy az ízület biztonságos-e újra üzembe helyezni.

Mi történik valójában: öntapadó kopás, amely felgyorsítja önmagát

Az epedés az erős ragasztókopás egyik formája. Két, egymáshoz viszonyított mozgásban lévő fémfelület csak a legmagasabb pontjaiknál ​​– az asperitásoknál – érintkezik, és ha egy menetet megfeszítünk, akkor ezek az érintkezési pontok egyidejűleg terhelődnek és csúsznak. A rozsdamentes acélt passzívan tartó króm-oxid film vékony és gyorsan újraképződik a levegőben, de a csúszás lenyírja az érintkezési pontokon, és szabaddá teszi alatta a csupasz fémet. Ahol az érintkezési nyomás és az azt kísérő súrlódási hő elegendő, ott a szabaddá vált fém szilárd fázisban hegeszthető, tömegolvadás nélkül.

A következmény nem a súrlódás enyhe növekedése. A hegesztett csomópontok gyakran erősebbek, mint az alapfém mindkét oldalán, így a menet tovább forogása során a tönkremenetel a gyengébb alapfém belsejében történik: az egyik felületről az anyag kiszakad és átkerül a másikra. Az átvitt csomók keményebbek, mint a felület, ahonnan származtak. Lekaparják a szemben lévő szárnyat, lebontják az oxidfilmet, növelik a helyi nyomást, és új érintkezési pontokat hoznak létre, amelyek viszont hegeszteni tudnak. A sérülés magától táplálkozik, ezért az epedés inkább a szerszám hirtelen változásaként jelenik meg, semmint fokozatos figyelmeztetésként.

Ebből két gyakorlati következmény következik. Először is, ahol a meghúzást nyomaték szabályozza, a növekvő súrlódási együttható azt jelenti, hogy az elért nyomaték már nem felel meg a tervezett szorítóterhelésnek: a csukló megfeszültnek tűnhet, miközben az előfeszítése a tervezés által feltételezett alatt van. Másodszor, szélsőséges esetben a további forgással szembeni ellenállás meghaladhatja a külső menet torziós szilárdságát, és a rögzítőelem megcsavarodik, ahelyett, hogy elérné az ülést. A célt elérő nyomatékérték tehát önmagában nem bizonyítja, hogy a csukló megfelelően van előfeszítve.

Miért a szokásos beállítás az ausztenites rozsdamentes szálak?

A panaszok többségében a pár mindkét tagja 300-as sorozatú rozsdamentes acél, és az ok nem rejtélyes. Az ausztenites rozsdamentes acélok viszonylag puhák és képlékenyek, passzív filmjük vékony, csúszás közben könnyen nyírható, és kevésbé könnyen adják le a súrlódási hőt, mint a szénacél, ugyanakkor nagyobb súrlódást generálnak. Ráadásul az azonos típusú és azonos keménységű anyagok általában hajlamosabbak a kopaszodásra, mint a különbözőek – és egy 316-os csavar a 316-os menetes testben pontosan ez a párosítás. Az egyik tagon lévő felület vagy bevonat a másik irányba hat.

Az anyagválasztás a válasz legitim része, de nem keresés. A nagyobb keménységű minőségek általában jobban ellenállnak a kopásnak, a többfázisú, vagy diszpergált karbidokat, nitrideket vagy szulfidokat tartalmazó mikroszerkezetek pedig csökkentik a csúszófelületek közötti hideghegesztést – minden esetben a korrózióállóságnak megfelelően, amely összhangban van a használati környezettel, ami a tengeri munkáknál az a korlát, amely általában eldönti a kérdést. A szabad megmunkálású minőségek szemléltetik a szakmát: szulfidzárványaik szilárd kenőanyagként működnek csúszókontaktusban, korróziós hatásukat külön kell értékelni.

A fokozatpárosítást néha az epegés gyógyírjaként mutatják be. A gyakran idézett példa – egy 304-es csavar egy 316-os anyával szemben – nem megbízható, mert a kettő közötti keménységkülönbség nem feltétlenül elég nagy ahhoz, hogy megváltoztassa az eredményt. Az ingatlanosztályt ugyanígy idézik, és ott a jelentések nem értenek egyet: egyes munkák azt mutatják, hogy a magasabb osztályú 80-as kötőelemek jobban ellenállnak a kopásnak, mint a 70-es osztályúak, míg más jelentések szerint a hidegmunka növeli a kockázatot. Mivel a közzétett bizonyítékok két irányba mutatnak, sem a fokozatok párosítása, sem a tulajdonságosztály nem alapja a kötőelem kiválasztásának pusztán kopásállóság alapján. Ahol a kötés szempontjából kritikus a kérdés, az a specifikációhoz tartozik, és a tényleges összeszerelés során próba útján megoldható.

Az Ön által irányítható változók

A minőség kiválasztása egy kar, és általában a legkevésbé mozgatható, ha egy termék gyártásba kerül. Az alábbi változók a gyártási, beszerzési és összeszerelési funkciók kezében vannak, és ezekben lehet a legtöbb kockázatot kivenni.

Menetminőség és sorja

A hengerelt menetek általában kevésbé hajlamosak a vágásra, mint a megmunkált vagy vágott menetek, mert a felület simább, és a szemcseáramlás a menet alakját követi, ahelyett, hogy átvágna rajta – bár legalább egy rozsdamentes nyersanyagforrás vitatja a hidegalakítás előnyeit a 300-as sorozatú anyagoknál, tehát ez inkább egy jelentett tendencia, és nem a tényleges meghibásodás váltja fel a szabályt.

Konzisztensebb a források között a sérülés és a geometria szerepe. Bevágások, horpadások, varratok, anyaglelapolások és sorja képezik a csúcspontokat, amelyek elindítják a ciklust, ezért a látható sérüléssel rendelkező, vagy a menetszelvényen át nem jutó menet figyelmeztető jelzés: az interferencia a meghúzási görbe elején uralkodó nyomatékot ad, és a sérült geometria a közelben elkezdhet kopogni. A finom menetek könnyebben bemetszenek a kezelés során, és több forgást igényelnek ugyanazon szorító terhelés mellett, ezért általában jobban kezelik őket, mint a durva meneteket. A felületkezelés mindkét végén számít: a túlzottan sima és a túlzottan érdes felületek egyaránt kedvezőtlenebbek, mint az ellenőrzött középkategóriás felületek.

A kezelés és a csomagolás ugyanahhoz a beszélgetéshez tartozik. Egy edényben leejtett vagy összedobott nehéz rozsdamentes kötőelemek bemetszett szálakkal jönnek ki, és a bemetszés idegesítő inger. A bejövő ellenőrzések, amelyeket a vevő elvégezhet, egyszerű: törölje le a cérnát egy ruhával, és figyelje meg, hogy elakad-e, kis teljesítményű nagyítással vizsgálja meg a szárnyat, ellenőrizze a tisztaságot, és alkalmazza a vásárlási specifikációban megnevezett mérő- és elfogadási kritériumokat, nem pedig rögtönzött szabványt.

Igazítás és a rögzítőelem elindítása

A végső meghúzás előtt az illeszkedő részeket úgy kell sorba rendezni, ahogy az összeszerelés lehetővé teszi. Ahol gyenge az igazítás, az oldalsó érintkezés a menet ellentétes oldalán lévő két kis ívre korlátozódik, így ugyanaz a meghúzási munka a tervezett érintkezési felület töredékére összpontosul, és ennek megfelelően emelkedik a helyi hőmérséklet és nyomás. Ha kézzel indítja el a rögzítőelemet, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az elektromos kéziszerszám használata előtt megbizonyosodik arról, hogy az szögletesen illeszkedik, ez megakadályozza, hogy az első fordulatnál beépüljön. Az összeszerelési specifikáció része, hogy egy menet használható-e egy köteg alkatrész összehúzására, és hogyan kell elindítani a rögzítőelemet; ezeknek az elemeknek az oka az imént leírt érintkezési geometria.

Szerelési sebesség és súrlódási hő

A menetes kötésbe fektetett munka nagy része a súrlódás leküzdésére irányul, nem pedig a szorítóterhelésre, és az oldalakon ez az energia kis mennyiségű fémben rakódik le. A rögzítőelem nagy része hideg maradhat, miközben a terhelt oldalfelület sokkal melegebb lesz, mint az alkatrész egésze, és a nagyobb beépítési sebesség növeli a keletkező hőt és a túlhúzás kockázatát. Ez az alapja annak a műhelynek a szokásos tanácsának, hogy a rozsdamentes kötőelemeket lassabban kell meghajtani, mint az azonos méretű szénacél kötőelemeket, és az órajel helyett az ülés nyomatékára kell figyelni. A reteszelő elemek ugyanilyen figyelmet érdemelnek: az uralkodó nyomatékú elemek axiális terhelést adnak, amikor bekapaszkodnak, ami extra munkát ad a meghúzási görbe elején, és megváltoztatja a csukló súrlódási állapotát.

Jóváhagyott kenés- és súrlódásszabályozás

A súrlódásszabályozás tervezési döntés, nem pedig fogyóeszköz. A kenőanyag hozzáadása, a bevonat vagy a bevonat cseréje megváltoztatja a kötés nyomaték-feszültség viszonyát, és a megadott meghúzási nyomatékot minden esetben újra kell értékelni – a száraz menetes nyomatékérték nem megy át a kenett menetre, és az eredeti értékhez képest rögzített százalékos csökkentés nem helyettesíti az újbóli meghatározását.

Az, hogy melyik kenőanyag vagy bevonat elfogadható, függ az üzemi közegtől, a hőmérséklettől, az érintkező anyagoktól, a galvanikus hatásoktól és a rögzítőelem gyártójának jóváhagyásától. Két figyelmeztetést érdemes feljegyezni a tengeri munkáknál: a grafittartalmú vegyületek elősegíthetik a rozsdamentes acél galvanikus korrózióját, és magas hőmérsékleti korlátaik is vannak, ezért használatukat inkább indokolni kell, mint feltételezni; a kiszáradó, repedező vagy a felületet nem nedvesítő zsír pedig zsebet hagyhat maga után, ahol a víz összegyűlik, ami már önmagában is réshelyzet. A szállító által felvitt bevonatok – viasz, PTFE vagy molibdén-diszulfid rendszerek – széles körben használatosak a rozsdamentes kötőelemeken, és könnyebben ellenőrizhetők a gyártás során, mint a padon alkalmazott kenőanyag. Nincs egyetlen beragadásgátló termék, amely minden ízülethez megfelelne, és ez a cikk szándékosan nem ajánl ilyet.

Nyomaték, súrlódás és előterhelés

A rozsdamentes kötőelemekhez nincs univerzális meghúzási nyomatéktáblázat, ennek oka inkább szerkezeti, mint szakirodalmi hiányosság. Az ISO 3506, a rozsdamentes kötőelemek tulajdonságosztályának szabványa minimális törési nyomatékot ad meg, nem pedig meghúzási nyomatékot; A rozsdamentes kötőelemekre vonatkozó publikált referenciatáblázatokat a felület állapotára és a kenésre vonatkozó feltevések alapján számítják ki, és kiadóik inkább útmutatóként, semmint specifikációként írják le őket, a kritikus alkalmazásokhoz javasolt kísérletekkel. Ezért az adott csuklóhoz tartozó összeszerelési nyomatékot a rögzítőelemhez, a csukló geometriájához és a ténylegesen megadott súrlódási állapothoz képest kell megállapítani – és ha ezek bármelyike ​​megváltozik, újra ellenőrizni kell.

Mikor kell megállni és kivizsgálni

1. Álljon meg, ha az ellenállás megemelkedik, mielőtt az alkatrészek szembetalálkoznának.Ne adjon hozzá nyomatékot, és ne nyúljon ütőszerszámhoz, hogy átverje a rögzítőelemet az akadályon. Az ellenállás növekedése információ az ízületről, nem pedig legyőzendő akadály.
2. Húzza ki a rögzítőt, és nézze meg mindkét menetet.Vegye figyelembe a szakadt, elkenődött vagy áthelyezett fémet, szemcsét vagy törmeléket, kiszáradt anyagot és korróziós termékeket. Ellenőrizze, hogy a rögzítő négyzet alakú-e, és hogy az alkatrészek egy vonalban vannak-e.
3. Rendezze a találatokat a fenti kategóriákba, és tartsa szem előtt az átfedést.A használatban lévő lefoglalt szerelvény más eset, mint az első összeszerelés során elakadt rögzítőelem, és egyik sem mondja meg önmagában, hogy a pár melyik tagja a felelős.
4. A sérült részeket kezelje sérültként.Bármely kötőelemet vagy karosszériaelemet, amelynek csavarmenete van, a gyártó útmutatásai alapján és szakképzett személyzetnek kell értékelnie. A helyszínen megmunkált, reszelt vagy más módon átdolgozott szálat nem szabad kritikus teherhordó csatlakozáshoz visszahelyezni.
5. Jegyezze fel, mit talált, a feltételekkel.A súrlódási állapot, a használt szerszámok és sebesség, a beállítási állapot és az alkatrészszámok azok, amelyek lehetővé teszik, hogy a következő összeszerelés elkerülje ugyanazt az eredményt. A feljegyzés nélküli ingerlékeny esemény általában megismétlődik a következő kötegben.

Mit kell feltüntetni a vásárlási és összeszerelési specifikációban

A fent leírt kockázatok nagy része áthelyezhető az összeszerelő rekeszből egy dokumentumba. A menetes csatlakozású rozsdamentes hardvereknél a következő tételeket érdemes rögzíteni:

• Menetforma, átmérő, menetemelkedés és tűrésosztály, inkább a pár mindkét tagjára vonatkozik, nem pedig egyedül a csavarra.
• Mindkét tag anyag- és tulajdonságosztálya, beleértve a köztük lévő keménységi viszonyt, ahol egy ízületről ismert, hogy érzékeny a zúzódásra.
• A szál minőségi és elfogadási kritériumai— a megrendelés előtt egyeztetett mérőeszköz vagy ellenőrzési módszer, tisztasági követelmény, sorja- és sérüléshatár.
• Csomagolási és kezelési követelményekamelyek védik a kész szálakat szállítás, tárolás és felszerelés közben.
• A tervezett súrlódási állapot: száraz, bevont, viaszos vagy bevont, melyik kenőanyag vagy bevonat engedélyezett, és ki alkalmazza.
• A meghúzási módszer: a hajtási sebesség, az ülésnyomaték, a fokozatok sorrendje és száma az összeszerelési specifikációban meghatározottak szerint, valamint a nyomaték-előterhelés kapcsolat megállapításának alapja.
• Nyomon követhetőség, így a lefoglalt összeállítás egy tételre és a specifikáció változására vezethető vissza.

Ezek egyike sem egy adott szállítóra vonatkozó specifikáció. A lényeg az, hogy a menetminőség, a tisztaság és a súrlódási állapot mind leírható és ellenőrizhető, és hogy ezeknek a belehallgatása az, ami egy közönséges összeszerelési kérdést garanciális érvvé alakít át.

A menetes rögzítési követelmények megvitatása

Ha menetes csatlakozású rozsdamentes tengeri hardvert határoz meg vagy szerz be, küldje el nekünk az alkatrész rajzát, a hozzá tartozó szerelvényt, valamint a specifikációjában meghatározott súrlódási és nyomatéki feltételeket. Áttekinthetjük a menet- és anyagkövetelményeket az alkalmazáshoz képest, és megbeszélhetjük, hogy mit kell rögzíteni a beszerzési rendelésen, hogy a kötés az összeszereléskor és a következő szervizkor rendeltetésszerűen működjön.