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螺栓在装配之后,也必须保持保护性能

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螺栓安装后发生腐蚀,费用并不止于螺栓本身。还需要重新检查紧固部位,进行修补,或拆卸、更换。如果位置难以接近,还要再次投入作业人员和设备。因此,选择镀层规格时,除出厂外观之外,还应以经过实际装配后是否仍能保持耐腐蚀性作为依据。

KEMP Innozinc通过锌层与陶瓷无机膜的结合,实现耐腐蚀性及镀层附着性。在电动工具紧固后进行的比较试验中,也确认了良好的耐腐蚀表现。对于需要螺纹连接、希望抑制装配后腐蚀,并减少因腐蚀而再次进场的人员及修补、更换作业的客户,Innozinc具有导入价值。

船舶制造现场使用电动工具紧固螺栓的两处作业画面
船舶制造现场使用电动工具紧固的画面。来源:Innozinc产品目录(BV4/May 2022),p.5。

外观完好,为何仍需进行紧固后试验

与工具接触的螺栓头部、螺母以及相互啮合的螺纹,在装配过程中会受到载荷和摩擦。仅凭未紧固状态下的外观检查,难以判断经过这一过程后的表面保护能力。因此,质量评价需要纳入实际紧固顺序。

在船舶制造现场,对Innozinc螺栓和热浸镀锌螺栓使用电动工具,重复紧固、松开2次后检查表面。两种镀层均未观察到肉眼可见的破裂或损伤。随后对同一批试样进行了ASTM B117盐雾试验240小时。

使用电动工具紧固、松开2次后观察到的螺栓螺纹表面
紧固、松开2次后的外观检查照片。两种镀层均未观察到肉眼可见的破裂或损伤。来源:Innozinc产品目录(BV4/May 2022),p.5。

240小时后,腐蚀表现出现差异

比较试样的镀层厚度分别为热浸镀锌55μm、Innozinc 8μm。这不是相同厚度的比较,而是在相同紧固、松开次数及盐雾时间下,对不同镀层规格进行的评价。

产品目录中的实际比较图。左为试验前,右为ASTM B117试验240小时后;上为热浸镀锌55μm,下为Innozinc 8μm
紧固、松开2次后,盐雾试验(ASTM B117)前与240小时后的比较。左:试验前;右:240小时后。上:热浸镀锌55μm;下:Innozinc 8μm。试样厚度不同。来源:Innozinc产品目录(BV4/May 2022),p.5比较图。

240小时后,热浸镀锌试样出现大面积白锈和红锈。Innozinc试样也观察到白锈,但未出现与对比品相同的大面积红锈表现。在这项试验中,较薄的Innozinc试样在紧固后仍表现出优于对比品的耐腐蚀性。

这里需要关注的不只是镀层厚度,而是经历装配过程及后续腐蚀暴露后的结果。Innozinc采用锌层与陶瓷无机膜组成的复合保护层,同时实现耐腐蚀性和镀层附着性。该螺栓试验为将其列入紧固件表面处理候选方案提供了依据。

现场损伤部位可使用GPLUS罐装喷剂。对于装配时因工具接触等原因受损、但仍保留锌镀层的部位,可采用KEMP GPLUS(G+PLUS)罐装喷剂增强耐腐蚀性。透明无机保护膜抑制锌的氧化和溶出,并在常温下自然固化,可在保留镀层外观的同时,对现场需要的部位进行补强。对于已露出钢基材的位置,应先修复防腐层,再应用GPLUS。

紧固2次后,未采用GPLUS与采用罐装喷剂处理的螺栓盐雾试验比较。左为未处理,右为GPLUS处理;上为试验前,下为480小时后。
紧固2次后进行盐雾试验(ASTM B117)480小时的比较。左:未处理GPLUS;右:采用GPLUS罐装喷剂处理。上:试验前;下:试验后。来源:GPLUS产品目录,p.4。

评估Innozinc经济性,需要合并考虑电镀费与返工费

导入Innozinc所期待的经济收益,是减少腐蚀造成的重复作业费用。若在现场条件下需要修补、更换的对象减少,不仅能减少螺栓和修补材料,还可减少人工、设备投入以及拆卸、重新装配的工时。尤其对于难以接近或需要封控作业区的紧固部位,应将以下费用与电镀报价一起比较。

复检费用包括确认腐蚀部位所需的人员、作业时间及现场接近设备的费用。

修补费用包括表面整理、修补材料涂覆和完工确认所需的材料与工时。

拆卸、更换费用不仅包括螺栓、螺母等替换材料,还包括拆卸、重新装配,以及必要时停机或封控作业区的费用。

采购判断的依据很明确。如果可减少的修补、更换作业费用,大于采用Innozinc带来的电镀费用差额,就能在总成本上获得导入收益。请在相同装配和使用条件下评价现有规格与Innozinc处理件,并按同一管理期间的待修补数量、单次工时及设备费用进行比较。紧固后耐腐蚀试验,是为这一比较选择镀层规格的初步依据。

按实际螺栓紧固条件进行比较

应用评价应纳入实际螺栓、螺母组合,所用工具和紧固扭矩。比较紧固前后的外观、螺纹状态及腐蚀发生位置,同时确认图纸尺寸公差和耐腐蚀要求。上述2次、240小时是本文介绍的试验条件;供货规格应根据客户装配和使用条件确定。

有关量产批准及检验标准的制定流程,可继续参阅Innozinc样件批准与量产检验指南。

请在正在使用的螺栓、螺母照片或图纸中注明现有镀层规格和紧固方式,并向KEMP申请样件应用咨询。同时说明现有规格中需要改善的紧固部位和修补负担,即可根据实际零件确定用于比较的镀层规格及评价项目。