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不銹鋼緊固件如何選用?

2017-03-28

不 銹鋼緊固件選擇的要求就主要用材是不銹鋼,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是 由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量 的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分 類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統;按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹 鋼、耐海水不銹鋼標準件等等,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹 鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點,所以在重工業、輕工業、生活 用品行業以及建筑裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。

不銹鋼緊固件用材之一奧氏體不銹鋼

在常溫 下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、 Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進 行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。不銹鋼標準件此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷 酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的 耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。

不銹鋼固件用材之二鐵素體不銹鋼

在使用 狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼 具導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕 性明顯降低等缺點,因而限制了它的應用。爐外精煉技術(AOD或VOD)的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低,不銹鋼標準件因此使這類鋼獲得廣泛應用。

不銹鋼 固件件我們常遇到的問題是不銹鋼標準件鎖死問題。那么為什么不銹鋼緊固件老是會發生鎖死現象呢!是什么原因呢!為什么沒有聽說過鐵的標準件不會發生鎖死 呢。這個可能就是要從不銹鋼和鐵這兩種材質來看。不銹鋼標準件材質比較軟,有比較好的延展性。不銹鋼標準件的硬度就拿SUS316的來說,和鐵的標準件的 硬度對比,都是比鐵的標準件8.8級的還要軟。緊固件使用者經常會反映:為何不銹鋼緊固件有時會有鎖死的問題,而在使用碳鋼緊固件時并不常發生類似現象, 是不是不銹鋼緊固件材質較軟、碳鋼緊固件相對來說比較硬的原因呢?沒錯!不銹鋼與碳鋼具有本質上的差別。不銹鋼具有較好的延展性,但其硬度與碳鋼有一定差 距。

鎖死 (Thread Galling,或稱緊死)常發生在不銹鋼、鋁合金及鈦合金制的緊固件上,這幾類的金屬合金本生有防銹蝕的特性,會在表面受損傷時,在金屬表面產生一層薄 薄的氧化層(以奧氏體不銹鋼而言,就是氧化鉻)來防止進一步更深入的銹蝕。當不銹鋼緊固件被鎖緊時,牙紋間所產生的壓力與熱力會破壞并抹去其間的氧化鉻 層,使得金屬牙紋直接發生阻塞/剪切,進而發生黏著的現象持續發生時(通常不超過一圈完整的牙徑),將使得不銹鋼緊固件完全鎖死,再也無法卸下或鎖上。通 常這一系列的阻塞-剪切-黏著-鎖死的一連串動作就發生在短短的幾秒鐘,因此,了解不銹鋼制品的特性并遵循正確操作手續都是防止不銹鋼緊固件鎖死的第一 步。

⑴沒有正確選擇產品在使用前應先確認產品的機械性能是否能滿足使用需求(如螺絲的抗拉強度和螺帽的安全負荷)。另外,螺絲的長度選擇應恰當,以旋緊后露出螺帽一到兩個牙距為準。

⑵牙紋粗糙或有異物沾粘如有焊點及其它金屬屑夾雜在牙紋間,常會導致鎖死。

⑶用力太過或上鎖速度太快盡可能選用扭力扳手或套筒扳手,避免使用活動扳手或電動扳手。因為電動扳手常導致上鎖速度過快,溫度急速上升而鎖死。

⑷施力方向角度錯誤螺帽必須垂直于螺絲的軸線進行旋合,切勿傾斜。

⑸未使用墊圈墊圈/擋圈的使用能有效防止上鎖過緊的問題。

防止不銹鋼標準件鎖死的預防措施及解決方案

1. 在使用不銹鋼時,是否總是以固定的轉速來鎖螺帽?

如果是 初次使用或者不熟悉不銹鋼產品工藝的使用者,應請教您的供應商有關不銹鋼的相關特性。一般來說,減緩上鎖的速度就能大幅地減少(甚至完全避免)鎖死的機 會。因為,熱能常發生在上鎖的時候,所以,當熱能增加,鎖死的機率也會增加。在使用時,鎖上不銹鋼緊固件的速度應低于鎖上碳鋼的速度。

 

2. 在上鎖前是否先潤滑螺絲或螺帽?

如果回答為“否”,可建議使用黃油、二硫化鉬、石墨、云母或滑石粉來潤滑內外牙紋,以減少鎖死發生??弁#–oating)也是一種有效的潤滑方式,經過扣停處理的螺帽,將如同在螺帽與螺絲之間多了一層潤滑膜。

3. 是否選用同一種材質等級的螺絲及螺帽?

如果答案為是,可以建議搭配使用不同等級的螺絲與螺帽,如304配316等等。但要注意所選用的不銹鋼等級還要符合自身的防銹耐腐蝕的需求。

另外, 在鎖緊法蘭盤時是最常出現鎖死的案例。假設您已經注意并按照上述的各項要點行事,包括使用墊圈、Coating螺母(也可以建議使用較長的螺母,如 GB6170或DIN934)、對角順序上螺帽、緩慢地依序旋至適當緊度等等,倘若還是無法解決,常在預鎖后就卸不下來,最后,只好請您在預鎖法蘭盤裝置 時先暫時使用碳鋼螺帽,等到最后正式上鎖時再使用不銹鋼螺帽,在美觀耐銹與不鎖死之間找到一個平衡點。

不銹鋼標準件很容易產生鎖死現象,產生了鎖死現象,那我們就得首先找出產出鎖死現象的原因。然后有針對性的針對鎖死原因進行分析處理,選擇好解決方案,合理正確速度的去解決不銹鋼標準件的鎖死問題。

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