В Andy Marine вярваме, че практическите производствени познания са един от най-ценните активи, изградени с времето.
В нашата работилница има инженери, производствени специалисти и опитни техници, които са прекарали години в работа с морски хардуер от неръждаема стомана - от избор на материал и процеси на леене до довършване и контрол на качеството.
Много от тези прозрения се научават чрез ежедневен производствен опит: разбиране защо даден компонент се проваля, как се представят различните материали в морска среда и кои детайли наистина имат значение при разработването на надежден хардуер.
Това практическо знание обаче често се споделя само в рамките на работилницата и рядко достига до клиенти, които вземат решения за снабдяване и инженеринг.
ИНЖЕНЕРНИ РАЗГОВОРИ е нашето усилие да организираме тези разговори и да споделим производствения опит зад морския хардуер.
Чрез тази поредица ние обсъждаме материали, производствени процеси, съображения за дизайн и уроци от реалния свят от гледна точка на производител на морски хардуер.
Днешните ENGINEER TALKS Ep.29 са представени от инженер Li, написани от мен редактора.
Подложката се вижда; байпасът може да не е такъв
Представете си неръждаема скоба, закрепена с болтове към алуминиева рамка с твърд покрив, с чиста неметална подложка между основата на скобата и алуминия. На снимка съединението изглежда изолирано - ярка полимерна бариера разделя двата метала - и е изкушаващо да подпишем дизайна на тази основа. Подложката е видимата част; крепежните елементи са тези, които решават как ще се държи ставата.
Не е необходимо проводящ байпас да преминава през основата. Тя може да премине през стебло на болт, лагеруващо срещу стената на обикновен отвор, през шайба, разположена върху алуминиево рамо вместо върху подложка, или през резби, нарязани в самия алуминий. Всеки един от тези пътища възстановява металния контакт, който подложката трябваше да се счупи, и нито един не се вижда, след като хардуерът падне.
Така че полезното заключение не е, че подложката се е повредила - тя може да прави точно това, което подложката може да направи. Въпросът е дали при проектирането е взета предвид цялата фуга, а не един елемент от нея.
Следвайте проводящия път, след това мокрия път
Контактът между неръждаема стомана и алуминий сам по себе си не е достатъчен за поддържане на галванична корозия. Три условия трябва да се подредят едновременно: два различни метала, електропроводима връзка между тях и електролит - морска вода или наситен със сол влажен филм - преодоляване на празнината. Премахнете който и да е и клетката няма да работи. Сухата фуга не поддържа реакцията.
Това обобщение може да подведе в другата посока. Прекъсването на галваничния елемент не е същото като защитата на алуминия от всеки режим на повреда; Корозията в пукнатини, корозията от лапа и обикновеното оцветяване със сол имат свои собствени причини и могат да продължат дори когато е засегната галваничната двойка. Ефективното електрическо разделяне прекъсва проводимия път за тази галванична двойка. Управлението на водата е насочено към различна част от съединението: ограничаване на достъпа на електролит и устойчиви мокри джобове, включително тези, които могат да поддържат други форми на локална корозия.
Районът принадлежи към мократа страна на въпроса. Галваничната тежест зависи от относителните площи на ефективния катод и анод: малък открит анод до много по-голям катод може да претърпи концентрирана атака. Но в атмосферно или многократно мокрено съединение активната зона във всеки момент може да бъде много по-малка от целия компонент, тъй като тънък, счупен филм докосва само част от повърхността.
Защо закопчалката е толкова важна, колкото и основата
Основният факт е, че пътят на резбата е метален. При разположение с проходни болтове стеблото преминава през обикновен отвор, където може да се опре в алуминиевата стена, докато все още носи товар на скобата. При нарезно разположение резбата се нарязва директно в алуминия, така че винт и алуминиева мрежа по цялата дължина на зацепване. Неметална шайба под главата или гайката разделя само повърхностите, между които лежи - нищо повече. Нищо не казва за резби, захванати в алуминия, и нищо за втори контакт при друга лицева страна на лагера.
Това води до корекция, която си струва да се посочи ясно. Когато проектът наистина изисква пълно електрическо разделяне чрез болтова връзка, изолирането на лагерните повърхности е една част от работата, а изолирането на прохода на болта е другата; може да са необходими и шайби, и втулка или втулка. Но ръкавът около отделен проход не изолира резбите, захванати директно в алуминия: ръкавът изолира болт, минаващ през отвор, а не винт, който се превръща в нарезна резба. Тази подредба се нуждае от собствено одобрено решение, а „поставяне на шайба“ не е то.
Механично съединението има няколко интерфейса: лагерът на главата и шайбата отгоре, опашката през отвора, гайката, шайбата и опората от далечната страна и захванатите резби, които допълват устройството за закрепване. Прегледът само на подложката пренебрегва лагера на главата, стената на отвора, долната страна и резбата. Ако даден дизайн прекъсва пътя на един интерфейс, но оставя друг, свързващ металите, твърдението за изолация не е валидно.
Изолираща част все още стои в механична връзка
Лесно е да посочите изолационен материал и да забравите механичното задължение на частта. Изолираща шайба или подложка може да стане част от лагера на съединението или устройството за прехвърляне на натоварване; нейното задължение зависи от нейната позиция и дизайна на закрепването. На скоба или лебедка тази опора не е декоративна. Изолационните компоненти в натоварените фуги могат да бъдат повредени или смачкани, когато материалът и геометрията не отговарят на условията на контакт и натоварване, така че те заслужават същото внимание като крепежния елемент — като материал със свойства, а не просто като „непроводим“ етикет.
Това е напрежението: частта, която прекъсва електрическия път, често е същата част, която предава натоварването. Подложка, избрана само за електрическо разделяне, може да не отговаря на механичните задължения на съединението; неподходящ изолатор може да се повреди или смачка при натоварване. Смекчаването не е съществена препоръка, а за проверка на ролята на изолатора в одобреното закрепване — неговата контактна площ, ограничаване и път на натоварване — вместо да се проверява само електрическото съпротивление. Нищо в това, че даден материал е непроводим, не го прави структурно подходящ.
Абсорбцията е друго свойство на материала, което трябва да се преразгледа заедно с механичната пригодност: ако е посочен изолационен компонент, неабсорбиращите материали намаляват риска от задържане на вода на повърхността, докато абсорбиращите влакна или хартиените шайби могат да изтеглят влага точно там, където фугата не може да я понесе.
Една бариера може да изключи водата или да я задържи
Уплътнение или изолатор, който предпазва водата от един интерфейс, може да задържа вода в друг. Ако влагата мигрира под подложката или през ръба на покритието върху алуминия и след това остане там – лишена от кислород, но все още мокра – алуминият може да стане локално активен и да корозира. Това е механизмът за уловена влага зад корозията на лапите в застояли джобове. Достъпът до вода и задържането на вода са отделни проверки от електрическото разделяне и съединението може да премине едното, докато не успее другото.
Отговорът е детайл за контрол на водата в интерфейсите, които дизайнерът възнамерява да защити - изпъкнали повърхности, прониквания на крепежни елементи и всеки интерфейс под изолационна част - съвместим с материалите и околната среда. Третирането на резбата, смазването и затягането си взаимодействат: съединението върху резбата може да промени триенето и следователно предварителното натоварване, така че тези избори трябва да са в съответствие със спецификациите на закопчалката и уплътнението, вместо да се предполага, че повече уплътнител е по-добро. Видимо изстискване на постелката доказва, че е поставена постелка; не е доказателство за непрекъснато уплътнение, структурна опора или електрическа изолация.
Покритието заслужава една внимателна бележка. Покриването на електрически уязвимата страна може да концентрира атака, ако покритието е непълно, тъй като драскотина, оставяща малка открита зона до по-голям свързан катод, създава състояние на малък анод. Но коя страна е коя има значение. Покриването само на алуминий — анодната страна — оставя малък открит анод навсякъде, където покритието е повредено. Покриването на неръждаемата - катодната страна - вместо това може да намали ефективната площ на катода. Те не са симетрични: увреждането на покритието на неръждаемия катод не създава алуминиев анод. Покритието измества баланса на експонираната площ; това не е самостоятелна корекция и зависи от това да остане непокътната.
Един пълен преглед на интерфейса
Проверката само на основната подложка е склонна да премине фуги, които все още носят проводяща пътека под напрежение или мокър джоб. Таблицата е помощно средство за преглед, а не стандарт за преминаване/неуспех; всеки отговор остава инженерно решение за конкретното съединение.
| Интерфейс или път | Въпрос за разрешаване | Какво пропуска една частична проверка |
|---|---|---|
| Изправени лица (основа към алуминий) | Действително ли контактните повърхности са разделени от предвидения неметален интерфейс и остава ли той на място при натоварване? | Подложка, която изглежда правилна, но е смачкана, изместена или заобиколена от лагер на шайба отвъд ръба му. |
| Болтов проход | Стеблото минава ли през обикновен отвор, където може да се опре в алуминиевата стена? | Проводим контакт на стеблото, който никоя основна подложка не може да прекъсне. |
| Ангажирани нишки | Резбите нарязани ли са директно в алуминия, вместо да минават през хлабина на втулката? | Че втулка около дупка не изолира резба, навита в алуминия. |
| Лагер и изолатор | Издържа ли изолационната част условията на контакт и натоварване на съединението, без да се повреди? | Изолатор, избран само за електрическо съпротивление, след това смачкан или по друг начин повреден по време на работа. |
| Мокър джоб и покритие | Може ли водата да достигне и след това да остане под основата, подложката или ръба на покритието? | Водата се задържа в джоб с недостиг на кислород, дори когато ставата трябваше да я изключи. |
| Достъп за проверка | Може ли фугата да бъде инспектирана или проверена отново след монтажа? | Затворен монтаж, чието състояние вече не може да бъде проверено. |
Посочете съединението, а не само "316 Plus Nylon"
„316 неръждаема стомана върху найлонова подложка“ описва два материала, а не съединение. Това, от което се нуждае един конструктор, OEM дизайнер или рецензент, е спецификация на целия прикачен файл: двойката чертеж и материал; къде е предвидено електрическото разделяне и как се адресира всеки проводим маршрут; механичните отговорности на всеки компонент, включително коя част носи натоварване и коя само разделя лицата; и изискванията за контрол на водата и достъп за интерфейсите, които дизайнът трябва да защити. Записани, пропуските стават видими; ако се приеме, всяка страна предлага различен умствен модел.
Когато електрическото разделяне наистина се изисква, то принадлежи на чертежа като инженерна инструкция с определено местоположение, а не като неофициална практика. Тази дискусия обхваща само надводно хардуерно закрепване. Електрическото свързване и анодните системи са от значение за безопасността и се обработват отделно: необходимото заземяване или непрекъснатост никога не трябва да се прекъсват за локална изолация и всяка промяна в свързването или дизайна на анода принадлежи на квалифициран инженерен преглед на конкретния съд. Окончателното монтиране, подложката и дизайнът на пътя на натоварването зависят от структурата на плавателния съд, инструкциите на производителя на хардуера и квалифициран инженерен или корабно-архитектурен преглед.
За общ морски хардуер — скоби, панти, релси и фитингите, на които служат тези съединения — нашитекаталог за морски хардуерпредлага отправна точка за идентифициране на кандидат фитинги. Комплектът за изолация не трябва да се третира като универсално подходящ; изолацията и детайлите за контрол на водата за съединение от смесени материали трябва да произтичат от собствения одобрен проект на това съединение. За по-пълно техническо третиране на основните механизми от гледна точка на индустрията, theБританската асоциация за неръждаема стоманаподдържа подходящ преглед на корозионните механизми.
