ENGINEER TALKS Ep.26: Roostevabast terasest niidi löömine: miks kinnitusdetailid kinni kiiluvad ja kuidas riske vähendada

Kui vastupanu tõuseb, on kasulik käik lõpetada

Roostevabast terasest kinnitus, mis pöörleb vabalt oma käigu esimese osa ja muutub seejärel järk-järgult raskemaks, räägib teile pigem liigendist kui seni rakendatud pöördemomendist. Tööriista instinkt on lisada jõudu ja panna kinnitus paigale. See on hetk, mil väike lisasisend võib muuta marginaalse koostu kinnijäänud sõlmeks või kinnituseks, mida järgmisel hooldusel pole võimalik eemaldada.

Keerme kimbutamise ebamugav osa on see, et see ei anna endast ülevaatustunnistusel teada. Roostevabast terasest kinnitusdetailid, mis läbivad niidi kuju, materjali ja mehaaniliste omaduste kontrollimise, ei pruugi siiski paarina koos toimida. Galling ei ole tavaliselt pingil istuv defekt, mis ootab mõõtmist; see on kokkupaneku käigus tekkinud seisund kahe pinna vahel, mis olid kumbki omaette vastuvõetavad.

Seega on kasulik reaktsioon kasvavale takistusele pigem otsus kui arv: peatuge, lugege tõendeid ja seejärel otsustage, kas liigend tuleks uuesti kokku panna, ümber töötada või uuesti täpsustada. Enne selle otsuse tegemist aitab teada, millist mitmest üsna erinevast olukorrast te vaatate, sest need kõik ei nõua sama tegevust.

Neli tingimust, mis esitatakse kui "see ei pöördu"

Gallingut kasutatakse sageli kõikehõlmava terminina mis tahes roostevabast niidi jaoks, mis peatub pöörlemas. Vähemalt neli tingimust esinevad tööriista juures sarnasel viisil ja osutavad eri suundadele:

Need kategooriad kattuvad praktikas. Keermetes olev praht ei kao, kuna osad on samuti veidi joondusest väljas ja saastumine on sageli pigem lõhestumise eelkäija kui eraldiseisev selgitus. Kategooria on uurimise suund, mitte diagnoos ja see ei ütle teile, kas liigendit on ohutu uuesti kasutusele võtta.

Mis tegelikult toimub: liimikulumine, mis kiirendab ennast

Galling on tugeva liimikulumise vorm. Kaks suhtelises liikumises olevat metallpinda puudutavad ainult nende kõrgeimaid punkte - asperities - ja kui niit on pingutatud, koormatakse need kontaktpunktid samaaegselt ja pannakse libisema. Roostevaba terast passiivsena hoidev kroomoksiidkile on õhuke ja tekib õhu käes kiiresti uuesti, kuid libisemine lõikab selle kontaktpunktides maha ja paljastab selle alt palja metalli. Kui kontaktrõhk ja sellega kaasnev hõõrdesoojus on piisav, saab paljastatud metall keevitada tahkes faasis, ilma sulamiseta.

Tagajärjeks ei ole hõõrdumise õrn tõus. Keevitatud liitekohad on sageli tugevamad kui põhimetall nende mõlemal küljel, nii et kui keere jätkab pöörlemist, toimub rike nõrgema põhimetalli sees: materjal rebitakse ühelt pinnalt välja ja kandub üle teisele. Ülekantud tükid on kõvemad kui pind, millelt need pärinevad. Nad kraapivad vastaskülge, lõhuvad selle oksiidkile, tõstavad kohalikku rõhku ja loovad uued kontaktpunktid, mis võivad omakorda keevitada. Kahjustused toituvad iseenesest, mistõttu kipub tõmbumine ilmnema pigem tööriista äkilise muutusena kui järkjärgulise hoiatusena.

Järgneb kaks praktilist tagajärge. Esiteks, kui pingutamist juhib pöördemoment, tähendab tõusev hõõrdetegur, et saavutatud pöördemoment ei esinda enam ette nähtud klambrikoormust: liigend võib tunduda pingutatuna, samal ajal kui selle eelkoormus jääb konstruktsioonis eeldatust allapoole. Teiseks võib äärmuslikul juhul vastupanu edasisele pöörlemisele ületada väliskeerme väändetugevust ja kinnitusvahend tõmbub ümber, selle asemel et jõuda kohale. Pöördemomendi näit, mis jõuab sihtmärgini, ei ole seega iseenesest tõend selle kohta, et liigend on õigesti eelkoormatud.

Miks on austeniitsed roostevabast niidid tavalised?

Enamik ärevaid kaebusi puudutab seda, et mõlemad paari liikmed on 300-seeria roostevaba teras ja põhjus pole salapärane. Austeniitsed roostevabad terased on suhteliselt pehmed ja plastilised, nende passiivne kile on õhuke ja libisemise ajal kergesti nihutav ning need hajutavad hõõrdesoojust vähem kui süsinikteras, tekitades samal ajal rohkem hõõrdumist. Peale selle on sama tüüpi ja sama kõvadusega materjalid tavaliselt rohkem räsitud kui erinevad – ja 316-polt 316-keermestatud korpuses on täpselt selline paar. Ühe elemendi viimistlus või kate kipub töötama teises suunas.

Materjali valik on vastuse õigustatud osa, kuid see ei ole otsing. Kõrgema kõvadusega klassid on üldiselt väidetavalt paremini vastupidavad mädanemisele ning rohkem kui ühe faasiga või hajutatud karbiidide, nitriidide või sulfiididega mikrostruktuurid vähendavad libisevate pindade vahelist külmkeevitust – igal juhul tingimusel, et korrosioonikindlus on kooskõlas kasutuskeskkonnaga, mis meretööde puhul on piirang, mis tavaliselt küsimuse otsustab. Vabatöötluse klassid illustreerivad kaubandust: nende sulfiidide lisandid toimivad libiseva kokkupuute korral tahke määrdeainena ja nende korrosioonikindlust tuleb eraldi hinnata.

Hindade sidumist esitletakse mõnikord sapisuse raviks. Tavaliselt tsiteeritud näide – 304 polt 316 mutri vastu – ei ole usaldusväärne, kuna nende kahe kõvaduse erinevus ei pruugi tulemust muuta. Kinnisvaraklassi tsiteeritakse samamoodi ja seal on aruanded eriarvamusel: mõned tööd näitavad, et kõrgema klassi 80 kinnitusdetailid peavad tõmbumisele paremini vastu kui 70-klassi kinnitused, samas kui teised aruanded leiavad, et külm töö suurendab riski. Kuna avaldatud tõendid viitavad kahele poole, ei ole ei klasside sidumine ega omadusklass kinnitusdetaili valimisel aluseks ainult lööbekindluse alusel. Kui küsimus on liigendi jaoks kriitiline, kuulub see spetsifikatsiooni alla ja seda saab lahendada tegeliku koostu proovimise teel.

Muutujad, mida saate juhtida

Klassi valik on üks hoob ja tavaliselt kõige vähem liigutatav, kui toode on tootmises. Allpool toodud muutujad on tootmis-, ostu- ja montaažifunktsioonide käes ning need on koht, kus saab suurema osa riskist välja võtta.

Keerme kvaliteet ja jämedused

Tavaliselt teatatakse, et rullvormitud niidid on vähem vastuvõtlikud lõhenemisele kui töödeldud või lõigatud niidid, kuna pind on siledam ja terade vool järgib keerme kuju, selle asemel, et seda läbi lõigata – kuigi vähemalt üks roostevaba tooraine allikas vaidlustab 300-seeria materjali külmvormimise eelise, nii et see on pigem teatatud tendents, kui tegelik rike ei asenda.

Kahjustuse ja geomeetria roll on allikate vahel ühtlasem. Mõlgid, mõlgid, õmblused, materjaliotsad ja jämedad moodustavad tsüklit alustavaid kõrgpunkte, mistõttu nähtavate vigastustega või käigumõõturit mitteläbiv niit on hoiatusmärk: interferents lisab pingutuskõvera esiosas valitsevat pöördemomenti ja kahjustatud geomeetria võib hakata läheduses kolistama. Peened niidid tekivad käsitsemisel kergemini sälgusid ja vajavad sama klambrikoormuse jaoks rohkem pöörlemist, mistõttu käsitletakse neid üldiselt kui jämedaid keermeid, mis kalduvad rohkem mädanema. Pinnaviimistlus on samuti oluline mõlemas otsas: nii liiga siledad viimistlused kui ka liiga karedad viimistlused on mõlemad vähem soodsad kui kontrollitud keskklassi viimistlus.

Käitlemine ja pakendamine kuuluvad samasse vestlusse. Rasked roostevabast terasest kinnitusdetailid, mis on konteinerisse maha kukkunud või kokku visatud, tulevad välja mõlatud niitidega ja täke on äge stiimul. Sissetulevad kontrollid, mida ostja saab teha, on lihtsad: pühkige niit lapiga ja märkige, kas see ei kiilu, uurige väikese võimsusega suurendusega külge, kinnitage puhtust ning rakendage improviseeritud standardi asemel ostu spetsifikatsioonis nimetatud mõõte- ja aktsepteerimiskriteeriume.

Joondamine ja kinnitusvahendi käivitamine

Vastavad osad tuleb enne lõplikku pingutamist rivistada nii, nagu kokkupanek seda võimaldab. Kui joondus on halb, piirdub külgkontakt kahe väikese kaarega keerme vastaskülgedel, nii et sama pingutustöö koondub murdosale ettenähtud kontaktpinnast ning vastavalt tõuseb kohalik temperatuur ja rõhk. Kinnitusvahendi käsitsi käivitamine, et veenduda, et see on ruudukujuliselt fikseerunud, enne mis tahes elektritööriista kasutamist hoiab seda tingimust sisseehitamise eest esimesel pöördel. See, kas osade virna kokku tõmbamiseks võib kasutada keerme ja kuidas kinnitusvahendit käivitada, on kooste spetsifikatsioonis. põhjus, miks need üksused eksisteerivad, on just kirjeldatud kontakti geomeetria.

Montaaži kiirus ja hõõrdesoojus

Suurem osa keermestatud liigendisse tehtavast tööst läheb pigem hõõrdumise ületamiseks kui klambrikoormuseks ning külgedel ladestatakse see energia väikesesse metallimahtu. Suurem osa kinnitusest võib jääda jahedaks, samal ajal kui koormatud külgpind läheb palju kuumemaks kui osa tervikuna ning suurem paigalduskiirus suurendab nii tekkivat soojust kui ka ülepingutamise ohtu. See on töökoja standardnõuannete aluseks, et roostevabast terasest kinnitusvahendeid tuleb kasutada aeglasemalt kui sama suurusega süsinikterasest kinnitusi ja jälgida pigem istme pöördemomenti kui kella. Lukustusfunktsioonid väärivad samasugust tähelepanu: valitseva pöördemomendiga elemendid lisavad haardumisel aksiaalset koormust, mis lisab pingutuskõvera esiosale lisatööd ja muudab liigendi hõõrdeseisundit.

Heakskiidetud määrimine ja hõõrdekontroll

Hõõrdekontroll on disainiotsus, mitte tarbitav valik. Määrdeaine lisamine või katte või plaadistuse vahetamine muudab vuugi pöördemomendi ja pinge suhet ning määratud pingutusmomenti tuleb alati uuesti hinnata – kuivkeerme pöördemomendi näitaja ei kandu üle määritud keermele ja fikseeritud protsendimäära vähendamine esialgsele väärtusele ei asenda selle uuesti määramist.

Vastuvõetav määrdeaine või kattekiht sõltub hoolduskeskkonnast, temperatuurist, kokkupuutuvatest materjalidest, galvaanilisest mõjust ja kinnitusdetaili tootja kinnitusest. Meretöödel tasub kirja panna kaks ettevaatust: grafiiti sisaldavad ühendid võivad soodustada roostevaba terase galvaanilist korrosiooni ja neil on ka kõrge temperatuuri piirangud, mistõttu nende kasutamist tuleb pigem põhjendada kui eeldada; ja määre, mis kuivab, praguneb või ei suuda pinda niisutada, võib jätta tasku, kuhu vesi koguneb, mis on omaette pragude seisund. Tarnija poolt pealekantavad katted – vaha, PTFE või molübdeendisulfiidsüsteemid – on laialdaselt kasutusel roostevabast terasest kinnitusdetailidel ja neid on tootmises lihtsam kontrollida kui pingil kasutatavat määrdeainet. Pole olemas ühte hambumisvastast toodet, mis sobiks igale liigesele, ja see artikkel seda teadlikult ei soovita.

Pöördemoment, hõõrdumine ja eelkoormus

Roostevabast terasest kinnitusdetailide jaoks pole universaalset pingutus-pöördemomendi tabelit ja põhjus on pigem struktuurne kui kirjanduse lünk. ISO 3506, roostevabast terasest kinnitusdetailide omaduste klassi standard, annab pingutusmomendi asemel minimaalse purunemismomendi; avaldatud viitetabelid roostevabast terasest kinnitusdetailide kohta on arvutatud pinna seisundi ja määrimise kohta esitatud eelduste alusel ning nende avaldajad kirjeldavad neid pigem juhendina kui spetsifikatsioonina, kusjuures katsetused on näidatud kriitiliste rakenduste jaoks. Seetõttu tuleb antud liigendi montaažipöördemoment kindlaks määrata kinnitusdetaili, liigendi geomeetria ja hõõrdeseisundi suhtes, mis sellele tegelikult on määratud – ja seda uuesti kontrollida, kui mõni neist muutub.

Millal peatuda ja uurida

1. Peatage, kui takistus tõuseb, enne kui osad on vastamisi.Ärge lisage pöördemomenti ja ärge sirutage löögitööriista, et lükata kinnitus läbi takistuse. Vastupanu tõus on teave liigese kohta, mitte takistus, mida lüüa.
2. Tõmmake kinnitus välja ja vaadake mõlemat niiti.Pange tähele rebenenud, määrdunud või ülekantud metalli, liiva või prahti, kuivanud segu ja korrosiooniprodukte. Kontrollige, kas kinnitus on ruudukujuline ja kas osad olid joondatud.
3. Sorteerige leid ülaltoodud kategooriatesse ja pidage meeles kattuvust.Kasutuses olnud kinnikiilutud koost erineb esimese kokkupanemise ajal kinnikiilunud kinnitusest ja kumbki ei ütle teile üksi, milline paari liige vastutab.
4. Käsitlege kahjustatud osi kui kahjustatud.Kõik otskeermega kinnitusdetailid või korpused tuleb hinnata vastavalt tootja juhistele ja kvalifitseeritud personali poolt. Kohapeal töödeldud, viilitud või muul viisil ümbertöödeldud niiti ei tohiks kriitilise kandeühenduse juurde tagasi viia.
5. Salvestage leitu koos tingimustega.Hõõrdeseisund, kasutatud tööriistad ja kiirus, joondusseisund ja osade numbrid võimaldavad järgmisel koostamisel sama tulemust vältida. Selle rekordita äge sündmus kipub korduma järgmisel partiil.

Mida lisada ostu- ja montaažitingimustesse

Enamiku ülalkirjeldatud riskidest saab montaažisahtlist dokumenti teisaldada. Keermestatud ühendustega roostevaba riistvara puhul tasub salvestada järgmised üksused:

• Keerme kuju, läbimõõt, samm ja tolerantsiklass, märgitud pigem paari mõlema liikme kui ainult poldi kohta.
• Mõlema liikme materjali- ja varaklass, sealhulgas nendevaheline kõvadussuhe, kui liigend on teadaolevalt löögitundlik.
• Lõnga kvaliteedi ja vastuvõtmise kriteeriumid— enne tellimuse esitamist kokkulepitud mõõdik või kontrollimeetod, puhtusenõue ning jämeduse ja kahjustuste piirväärtused.
• Pakendamise ja käitlemise nõudedmis kaitsevad valmis niite transportimisel, ladustamisel ja komplekteerimisel.
• Kavandatav hõõrdeseisund: kuiv, pinnatud, vahatatud või kaetud, milline määrdeaine või kate on heaks kiidetud ja kes seda kasutab.
• Pingutamise meetod: ajami kiirus, istme pöördemoment, koostu spetsifikatsioonis määratletud etappide järjestus ja arv koos pöördemomendi ja eelkoormuse suhte kindlaksmääramise alusega.
• Jälgitavus, nii et konfiskeeritud komplekti saab jälgida partii ja spetsifikatsiooni muudatuseni.

Ükski neist ei ole konkreetse tarnija spetsifikatsioon. Asi on selles, et niidi kvaliteeti, puhtust ja hõõrdumise olekut saab kõik üles kirjutada ja kontrollida ning et nende kaudne jätmine muudab tavalise montaažiküsimuse garantiiargumendiks.

Keermestatud kinnituse nõuete arutamine

Kui täpsustate või hankite keermestatud ühendustega roostevaba mereriistvara, saatke meile komponendi joonis, koost, kuhu see kuulub, ning teie spetsifikatsioonis määratletud hõõrde- ja pöördemomendi tingimused. Saame rakendusega võrreldes keerme- ja materjalinõuded üle vaadata ning arutada, mis tuleb ostutellimusel kirja panna, et liitekoht koostamisel ja järgmisel hooldusel käituks ettenähtud viisil.