Při navrhování pružin je zásadní pochopit, jak mohou faktory prostředí ovlivnit jejich výkon, životnost a spolehlivost. Tento komplexní průvodce se podrobně zabývá aspekty odolnosti proti korozi a vlivem teploty a vlhkosti na konstrukci pružin.
Koroze je přirozený proces, při kterém dochází ke znehodnocování kovů v důsledku chemických reakcí s okolním prostředím. U pružin vede koroze ke ztrátě mechanické integrity, což může vést k jejich selhání. Tento proces může být obzvláště zákeřný, protože často postupuje nepozorovaně, dokud nedojde k významnému poškození.
Faktory ovlivňující korozi
Složení materiálu: vnitřní vlastnosti kovů určují jejich náchylnost ke korozi. Například železo a jeho slitiny (jako uhlíková ocel) jsou velmi náchylné ke korozi, když jsou vystaveny působení kyslíku a vlhkosti, přičemž se tvoří oxid železitý (rez).
Působení prostředí: faktory, jako je vlhkost, sůl, průmyslové chemikálie a znečišťující látky, výrazně urychlují korozi. Například mořské prostředí s vysokým obsahem soli může způsobit rychlou degradaci nechráněných kovů.
Povrchová úprava: stav povrchu pružiny ovlivňuje její náchylnost ke korozi. Drsný povrch s trhlinami nebo vadami může zadržovat vlhkost a korozní činidla, což proces urychluje.
Typy koroze
Rovnoměrná koroze: probíhá rovnoměrně po celém povrchu pružiny a postupně ztenčuje materiál.
Důlková koroze: vede k malým, lokalizovaným oblastem koroze, které mohou v pružině vytvořit důlky nebo otvory. Tato koroze je obzvláště nebezpečná, protože může způsobit náhlé a nepředvídatelné poruchy.
Štěrbinová koroze: probíhá v uzavřených prostorech, například pod těsněním nebo ve štěrbinách, kde dochází k zachycení stagnujících roztoků, což vede ke zrychlené korozi.
Korozní praskání pod napětím (SCC): kombinace tahového napětí a korozního prostředí, která způsobuje vznik a šíření trhlin.
Zlepšení odolnosti proti korozi podle typu materiálu
Nerezová ocel
– Obsahuje chrom, který tvoří pasivní vrstvu oxidu, která chrání před korozí.
– Běžně se používají třídy jako 304 a 316, přičemž 316 nabízí lepší odolnost díky obsahu molybdenu.
Legované oceli
Vysoce výkonné slitiny jako Inconel a Hastelloy jsou navrženy pro výjimečnou odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti v extrémních podmínkách.
Nekovové materiály
Polymery, jako je PTFE (teflon), jsou ze své podstaty odolné vůči většině chemikálií a nepodléhají korozi.
Ochranné povlaky
Zinkový povlak (galvanizace)
– Poskytuje spolehlivou ochranu. Zinek koroduje přednostně a chrání podkladovou ocel.
– Mezi běžné metody patří žárové zinkování a galvanické zinkování.
Galvanické pokovování
– Techniky, jako je chromování nebo niklování, vytvářejí pružný povrch odolný proti korozi.
– Galvanické niklování nabízí rovnoměrné pokrytí a zvýšenou ochranu.
Pasivace
– Zahrnuje ošetření nerezové oceli kyselým roztokem, který odstraní volné železo a zvýší vrstvu oxidu chromu.
– Tento proces zlepšuje přirozenou odolnost proti korozi.
Povrchové úpravy
Lakování
– Nanesením barvy se vytvoří bariéra, která zabraňuje působení korozivních prvků.
– Nátěry na bázi epoxidových pryskyřic poskytují vynikající ochranu a trvanlivost.
Práškové lakování
– Poskytuje silnou, odolnou a vizuálně atraktivní vrstvu ochrany.
– Je lepší než tradiční nátěry, pokud jde o trvanlivost a odolnost proti odlupování a poškrábání.
Kontrola vlivu prostředí
Těsnění
– Použití těsnění, těsnicích kroužků nebo O-kroužků může zabránit pronikání vlhkosti a nečistot k pružině.
– Uzavření pružiny do ochranného pouzdra nebo pláště ji může dále chránit před působením okolního prostředí.
Kontrolované prostředí
– Provozování pružin v prostředí s kontrolovanou vlhkostí a teplotou může výrazně snížit riziko koroze.
– Použití vysoušečů a systémů regulace vlhkosti v prostředí balení a skladování může pružiny chránit až do instalace.
Vliv teploty a vlhkosti
Vliv teploty
Pružiny jsou často vystaveny širokému rozsahu teplot, což může významně ovlivnit jejich výkon a životnost.
Tepelná roztažnost a smršťování
– Roztažnost: se zvyšující se teplotou se materiál pružiny rozpíná. To může změnit rozměry a mechanické vlastnosti pružiny a potenciálně ovlivnit její výkon.
– Smršťování: v chladném prostředí se materiály smršťují, což může způsobit, že pružina bude křehčí a náchylnější k praskání.
This website uses cookies so that we can provide you with the best user experience possible. Cookie information is stored in your browser and performs functions such as recognising you when you return to our website and helping our team to understand which sections of the website you find most interesting and useful.
Strictly Necessary Cookies
Strictly Necessary Cookie should be enabled at all times so that we can save your preferences for cookie settings.
If you disable this cookie, we will not be able to save your preferences. This means that every time you visit this website you will need to enable or disable cookies again.