Isolerande brickor för galvanisk korrosion: Material och installationsguide

Varför isolerande brickor är viktiga i aluminium-rostfria enheter

En rostfri bult gängad rakt in i ett aluminiumfäste ser bra ut dag ett. Lägg till några månaders regn eller kustfuktighet, och aluminiumet runt bulthålet börjar krita, gröpa och tappa greppet om gängan. Det är galvanisk korrosion, och den börjar i samma ögonblick som två olika metaller berörs i närvaro av fukt.

Aluminium ligger långt under rostfritt stål på den elektrokemiska skalan, med en potentialskillnad på ungefär 0,5 till 0,6 volt mellan de två i en typisk utomhusmiljö. Aluminium blir anoden och korroderar; rostfritt stål fungerar som katod och förblir i stort sett orörd. Ju bredare gapet är mellan de två metallerna på den galvaniska serien, och ju större den rostfria ytan är i förhållande till aluminium, desto snabbare går denna reaktion.

En isolerande bricka bryter den kretsen genom att fysiskt separera fästhuvudet från aluminiumytan. För en mer fullständig uppdelning av hur denna reaktion utspelar sig i olika miljöer och rostfria kvaliteter, se detta bredare guide för att förhindra galvanisk korrosion mellan rostfritt och aluminium . Resten av den här artikeln fokuserar specifikt på själva brickan: vad den är gjord av, hur den monteras och var dess skydd tar slut.

Vanliga isoleringsbricka material jämfört

Inte alla icke-ledande brickor beter sig på samma sätt under belastning, värme eller år av utomhusexponering. Att välja fel material kan innebära en bricka som isolerar perfekt på installationsdagen och kryper, spricker eller komprimeras platt inom ett år.

Nylon täcker de flesta allmänna sammansättningar till lägsta kostnad, men det kryper under ihållande klämtryck, vilket är anledningen till att vridmomentet tyst kan sjunka under det första året. G10- och G11-laminat kostar mer men håller formen under verklig förbelastning, vilket gör dem till det vanligare valet i strukturella eller halkkritiska anslutningar. Vilket material som än används behöver det fortfarande en styvhet platta brickor i rostfritt stål för lastfördelning staplas mellan fästhuvudet och polymeren, så att det mjuka isoleringsmaterialet inte krossas direkt av bulthuvudet.

Hur man installerar isolerande brickor på rätt sätt

Brickan fungerar bara om den täcker hela kontaktytan. En bricka som är något underdimensionerad, eller en som förskjuts från mitten under åtdragning, lämnar en flisa av blankt aluminium som nuddar rostfritt - och den flisan är allt som krävs för att starta om den galvaniska reaktionen, bara koncentrerad till ett mindre område.

Full isolering innebär att behandla skaftet, inte bara huvudet. Om själva bultskaftet vidrör aluminiumhålet behövs en plast- eller PTFE-hylsa runt skaftet förutom brickan under huvudet; annars blir skaftet den nya kontaktpunkten. På genomgående skruvförband betyder detta vanligtvis en isolerande hylsa, en isolerande bricka under huvudet och en annan under muttern.

Staplingsordning spelar också roll. Ett vanligt fel är att placera den isolerande brickan direkt mot fästhuvudet utan något annat, vilket gör att huvudets vassa kant kan gräva sig in i den mjuka polymeren under åtdragningen och så småningom slå igenom den. Att lägga en styv rostfri bricka mellan fästhuvudet och den isolerande brickan sprider belastningen och håller polymeren intakt under fogens livslängd.

Vad isolerande brickor inte kan fixa

Isolerande brickor isolerar endast de ytor de fysiskt täcker. Om en rostfri skruv gängar direkt i ett gängat aluminiumhål, förblir gängorna i elektrisk kontakt längs hela sin inkopplade längd oavsett vilken bricka som sitter under huvudet. En teknisk granskning från Australian Stainless Steel Development Association konstaterar att en rostfri skruv i aluminium används ofta även om korrosion av aluminiumet omedelbart runt det rostfria är fullt möjligt, just för att själva det gängade ingreppet inte kan brickaisoleras.

För gängingrepp i aluminium måste brickan paras ihop med en separat strategi: hårdanodisering av aluminiumhålet, applicering av en icke-ledande anti-kärvmassa på gängorna, eller i mer krävande tillämpningar, en isolering gängade stänger av rostfritt stål för isolerade flänsenheter arrangemang där den bärande gängan aldrig kommer i direkt kontakt med aluminiumet.

Mekanisk styrka är den andra gränsen värd att planera runt. Polymerbrickor klarar i allmänhet inte förspänningen från en skarv med högt vridmoment eller glidning utan att deformeras så småningom, så kritiska strukturella anslutningar behöver ofta en metallinsats eller laminatbricka snarare än vanlig nylon. Genom att få denna distinktion rätt tidigt undviker man en eftermontering längre fram, när en skarv som verkade säker vid installationen börjar lossna efter en säsong av termisk cykling.

Att välja rätt rostfritt fästelement för isolerade skarvar

Brickan är bara en del av monteringen. Fästelementets kvalitet spelar lika stor roll, särskilt i kustnära eller marina miljöer där kloridexponering påskyndar all korrosion som kommer igenom. För vägledning om välja mellan 304 och 316 rostfria bultkvaliteter , 316s molybdeninnehåll gör den till det mer pålitliga valet varhelst saltspray eller tvättkemikalier ingår i miljön.

En komplett isolerad fog kombineras vanligtvis sexkantsbultar i rostfritt stål i lämplig kvalitet, en styv metallbricka mot bulthuvudet, själva isoleringsbrickan och - där vibration är en faktor - en fjäderbricka i rostfritt stål för att bibehålla klämspänningen under muttern. Att utelämna något av dessa element tenderar att visa sig som ett underhållsproblem inom ett eller två år, vanligtvis som en lossad fog eller en ring av vit korrosionsprodukt runt fästelementet.

Ingen av dessa komponenter är exotiska eller dyra på egen hand. Kostnaden för att få högen rätt första gången är en bråkdel av vad som krävs för att borra ut ett gripet, korroderat fästelement och reparera aluminiumet runt det senare.