محادثات المهندس الحلقة 29: الأجهزة المقاومة للصدأ للألمنيوم - العزل وجسور التثبيت والواجهات الرطبة

الوسادة مرئية؛ قد لا يكون التجاوز

تصور قوسًا غير قابل للصدأ مثبتًا بإطار من الألومنيوم بسقف صلب، مع وسادة غير معدنية أنيقة بين قاعدة الحامل والألمنيوم. في صورة فوتوغرافية، يبدو المفصل معزولًا - حاجز بوليمر لامع يفصل بين المعدنين - ومن المغري التوقيع على التصميم على هذا الأساس. الوسادة هي الجزء المرئي. السحابات هي التي تحدد كيفية تصرف المفصل.

ليس من الضروري أن يمر المجازة الموصلة عبر القاعدة. يمكن أن يتم تشغيله من خلال محمل ساق الترباس على جدار ثقب عادي، أو من خلال غسالة موضوعة على كتف من الألومنيوم بدلاً من الوسادة، أو من خلال خيوط مقطوعة في الألومنيوم نفسه. يؤدي أي من هذه المسارات إلى إعادة إنشاء الاتصال المعدني الذي كان من المفترض أن تنكسر اللوحة، ولا يمكن رؤية أي شيء بمجرد تعطل الجهاز.

لذا فإن الاستنتاج المفيد ليس أن اللوحة فشلت، بل ربما تفعل بالضبط ما يمكن أن تفعله اللوحة. والسؤال هو ما إذا كان التصميم يأخذ في الاعتبار المفصل بأكمله، وليس عنصرًا واحدًا منه.

اتبع الطريق الموصّل، ثم الطريق الرطب

الاتصال بين الفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم وحده لا يكفي للحفاظ على التآكل الجلفاني. هناك ثلاثة شروط يجب أن تتوافق في وقت واحد: معدنان مختلفان، ووصلة موصلة كهربائيًا بينهما، وإلكتروليت (ماء البحر أو طبقة رطوبة محملة بالأملاح) يسد الفجوة. إزالة أي واحد والخلية لا تعمل. المفصل الجاف لا يتحمل التفاعل.

وهذا الملخص يمكن أن يكون مضللاً في الاتجاه الآخر. إن مقاطعة الخلية الغلفانية لا تعني حماية الألومنيوم من كل أوضاع الفشل؛ إن تآكل الشقوق وتآكل الكمادات وتلطيخ الملح العادي لها أسبابها الخاصة ويمكن أن تستمر حتى في حالة معالجة الزوج الجلفاني. يقطع الفصل الكهربائي الفعال المسار الموصل لهذا الزوج الجلفاني. تعالج إدارة المياه جزءًا مختلفًا من المفصل: الحد من وصول الإلكتروليت والجيوب الرطبة المستمرة، بما في ذلك تلك التي يمكن أن تدعم أشكالًا أخرى من التآكل المحلي.

المساحة تنتمي إلى الجانب الرطب من السؤال. تعتمد شدة الجلفانية على المناطق النسبية للكاثود والأنود الفعالين: يمكن أن يتعرض أنود صغير مكشوف بجانب كاثود أكبر بكثير لهجوم مركز. ولكن في المفصل الجوي أو المبلل بشكل متكرر، يمكن أن تكون المنطقة النشطة في أي لحظة أصغر بكثير من المكون بأكمله، حيث أن الطبقة الرقيقة المكسورة لا تمس سوى جزء من السطح.

لماذا يعتبر المثبت مهمًا بقدر أهمية القاعدة؟

الحقيقة الأساسية هي أن مسار الخيط معدني. في ترتيب الترباس، يمر الساق من خلال فتحة خلوص عادية، حيث يمكن أن يتحمل جدار الألومنيوم بينما لا يزال يحمل حمل المشبك. في الترتيب الملولب، يتم قطع الخيط مباشرة في الألومنيوم، بحيث يتم ربط شبكة من الألومنيوم والمسمار على طول طول التعشيق بالكامل. هناك غسالة غير معدنية أسفل الرأس أو الجوز تفصل فقط الوجوه التي تقع بينهما - لا أكثر. لا يذكر شيئًا عن الخيوط المشغولة بالألمنيوم، ولا شيئًا عن الاتصال الثاني على وجه محمل آخر.

وهذا يؤدي إلى تصحيح يستحق الذكر بوضوح. عندما يدعو التصميم حقًا إلى فصل كهربائي كامل من خلال وصلة مثبتة بمسامير، فإن عزل وجوه المحامل هو جزء من المهمة وعزل ممر الترباس هو الجزء الآخر؛ قد تكون هناك حاجة إلى غسالات وجلبة أو جلبة. لكن الكم الموجود حول ممر منفصل لا يعزل الخيوط المرتبطة مباشرة بالألمنيوم: فالكم يعزل المسمار الذي يمر عبر الثقب، وليس المسمار الذي يتحول إلى خيط ملولب. يحتاج هذا الترتيب إلى حل معتمد خاص به، و"مناسب للغسالة" ليس كذلك.

ميكانيكيًا، يحتوي المفصل على عدة واجهات: محمل الرأس والغسالة في الأعلى، والساق من خلال الفتحة، والجوز، والغسالة والظهر على الجانب البعيد، والخيوط المشغولة التي تكمل ترتيب التثبيت. إن مراجعة الوسادة فقط تتجاهل محمل الرأس وجدار الثقب والجانب السفلي والخيط. إذا كان التصميم يقاطع المسار في إحدى الواجهات ولكنه يترك واجهة أخرى تربط المعادن، فإن مطالبة العزل لا تصمد.

لا يزال الجزء العازل موجودًا في المفصل الميكانيكي

من السهل تحديد مادة عازلة ونسيان الواجب الميكانيكي للجزء. قد تصبح الغسالة أو الوسادة العازلة جزءًا من محمل المفصل أو ترتيب نقل الحمولة؛ واجبها يعتمد على موقعها وتصميم المرفق. على المربط أو الرافعة فإن هذا الدعم ليس زخرفيًا. يمكن أن تتعرض المكونات العازلة في الوصلات المحملة للتلف أو السحق عندما لا تتناسب المادة والهندسة مع ظروف التلامس والحمل، لذا فهي تستحق نفس التدقيق الذي تخضع له أدوات التثبيت - باعتبارها مادة ذات خصائص، وليس مجرد ملصق "غير موصل".

هذا هو التوتر: الجزء الذي يكسر المسار الكهربائي غالبًا ما يكون هو نفس الجزء الذي ينقل الحمل. إن الوسادة المختارة فقط للفصل الكهربائي قد لا تتناسب مع الواجب الميكانيكي للمفصل؛ يمكن أن يتلف أو يسحق العازل غير المناسب تحت الحمل. إن التخفيف ليس توصية مادية ولكن للتحقق من دور العازل في المرفق المعتمد - منطقة الاتصال والحبس ومسار التحميل - بدلاً من التحقق من المقاومة الكهربائية فقط. لا شيء يتعلق بكون المادة غير موصلة للكهرباء يجعلها مناسبة من الناحية الهيكلية.

الامتصاص هو خاصية مادية أخرى يجب مراجعتها جنبًا إلى جنب مع الملاءمة الميكانيكية: إذا تم تحديد مكون عازل، فإن المواد غير الماصة تقلل من خطر احتجاز الماء في الواجهة، في حين يمكن للألياف الماصة أو غسالات الورق سحب الرطوبة إلى المكان الذي لا يستطيع المفصل تحمله بالضبط.

يمكن للحاجز أن يستبعد الماء أو يحتفظ به

يمكن للختم أو العازل الذي يمنع الماء من إحدى الواجهات أن يحافظ على الماء في واجهة أخرى. إذا هاجرت الرطوبة أسفل وسادة أو من خلال حافة طلاء على الألومنيوم ثم بقيت هناك - محرومة من الأكسجين ولكنها لا تزال رطبة - يمكن أن يصبح الألومنيوم نشطًا محليًا ويتآكل. هذه هي آلية احتجاز الرطوبة وراء تآكل الكمادات في الجيوب الراكدة. إن وصول الماء واحتباس الماء هما فحصان منفصلان عن الفصل الكهربائي، ويمكن للمفصل أن يمر أحدهما بينما يفشل الآخر.

تتمثل الاستجابة في تفاصيل التحكم في المياه عبر الواجهات التي يعتزم المصمم حمايتها - الوجوه المتلألئة، واختراق أدوات التثبيت، وأي واجهة أسفل الجزء العازل - المتوافقة مع المواد والبيئة. تتفاعل معالجات الخيوط والتشحيم والشد: يمكن للمركب الموجود على الخيط أن يغير الاحتكاك وبالتالي التحميل المسبق، لذلك يجب أن تتوافق هذه الاختيارات مع مواصفات التثبيت والختم بدلاً من افتراض أن المزيد من مانع التسرب هو الأفضل. يُثبت الضغط الواضح على الفراش أنه تم وضع الفراش؛ إنه ليس دليلاً على الختم المستمر أو الدعم الهيكلي أو العزل الكهربائي.

طلاء يستحق ملاحظة واحدة دقيقة. يمكن أن يؤدي طلاء الجانب الضعيف كهربائيًا إلى تركيز الهجوم إذا كان الطلاء غير مكتمل، لأن الخدش الذي يترك منطقة صغيرة مكشوفة بجانب كاثود متصل أكبر يخلق حالة أنود صغيرة. ولكن أي جانب هو الذي يهم. إن طلاء الألومنيوم فقط - الجانب الأنودي - يترك أنودًا صغيرًا مكشوفًا أينما كان الطلاء تالفًا. طلاء الفولاذ المقاوم للصدأ - الجانب الكاثودي - بدلاً من ذلك يمكن أن يقلل من مساحة الكاثود الفعال. وهي ليست متناظرة: فالتلف الذي يلحق بالطلاء الموجود على الكاثود المقاوم للصدأ لا يؤدي إلى إنشاء أنود من الألومنيوم. يؤدي الطلاء إلى تغيير توازن المنطقة المكشوفة؛ إنه ليس إصلاحًا مستقلاً، ويعتمد على البقاء سليمًا.

مراجعة واحدة كاملة للواجهة

يميل فحص وسادة القاعدة فقط إلى تمرير المفاصل التي لا تزال تحمل مسارًا موصلًا مباشرًا أو جيبًا مبللاً. الجدول عبارة عن أداة مساعدة للمراجعة، وليس معيار النجاح/الفشل؛ وتبقى كل إجابة قرارًا هندسيًا للمفصل المحدد.

حدد المفصل، وليس فقط "316 Plus Nylon"

"316 غير قابل للصدأ على وسادة من النايلون" يصف مادتين، وليس مفصلًا. ما يحتاجه المنشئ أو مصمم OEM أو مراجع الشراء هو مواصفات المرفق بالكامل: زوج الرسم والمادة؛ أين المقصود بالفصل الكهربائي وكيفية التعامل مع كل مسار موصل؛ المسؤوليات الميكانيكية لكل مكون، بما في ذلك أي جزء يحمل الحمل وأي جزء يفصل الوجوه فقط؛ ومتطلبات التحكم في المياه والوصول إليها للواجهات التي يعني التصميم حمايتها. عند تدوينها، تصبح الفجوات مرئية؛ إذا افترضنا أن كل طرف يقدم نموذجًا عقليًا مختلفًا.

عندما يكون الفصل الكهربائي مطلوبًا حقًا، فإنه ينتمي إلى الرسم باعتباره تعليمات هندسية ذات موقع محدد، وليس كممارسة غير رسمية. تغطي هذه المناقشة ملحقات الأجهزة الموجودة فوق الماء فقط. تعتبر أنظمة الربط الكهربائي والأنود ذات صلة بالسلامة ويتم التعامل معها بشكل منفصل: لا ينبغي أبدًا مقاطعة مسار التأريض أو الاستمرارية المطلوب للعزل المحلي، وأي تغيير في تصميم الربط أو الأنود ينتمي إلى مراجعة هندسية مؤهلة على السفينة المحددة. يعتمد الإعداد النهائي والدعم وتصميم مسار التحميل على هيكل السفينة وتعليمات الشركة المصنعة للأجهزة والمراجعة الهندسية أو المعمارية البحرية المؤهلة.

بالنسبة للأجهزة البحرية العامة - المرابط، والمفصلات، والقضبان، والتجهيزات التي تخدمها هذه المفاصل - لديناكتالوج الأجهزة البحريةيقدم نقطة انطلاق لتحديد التجهيزات المرشحة. لا ينبغي التعامل مع مجموعة أدوات العزل على أنها مناسبة عالميًا؛ يجب أن تأتي تفاصيل العزل والتحكم في المياه لمفاصل المواد المختلطة من التصميم المعتمد الخاص بهذا المفصل. للحصول على معالجة فنية أكمل للآليات الأساسية من منظور هيئة الصناعة، فإنالجمعية البريطانية للفولاذ المقاوم للصدأيحافظ على نظرة عامة على آليات التآكل ذات الصلة.