Ef þú vinnur innan vatnsiðnaðarins gætirðu hafa heyrt hugtakið „afsínking“. Þó að tilkoma þess kann að virðast augljós frá vísindalegu sjónarmiði, geta áhrif þess á koparvatnstengi verið alvarlega skaðleg.
Afsinkun hefur í för með sér veruleg vandamál fyrir framleiðendur vatnsfestinga úr kopar og notendum jafnt. Svo, hvað nákvæmlega er það og hvað er hægt að gera til að draga úr áhrifum þess?
Hvað er afsínun?
Afsinkun er ferli sem veldur því að sink málmblöndur, eins og eir, brotna niður í vatni með tímanum. Messing er samsett úr um það bil tveimur þriðju hlutum kopar og þriðjungi sinki, ásamt leifum af öðrum málmblöndurefnum, svo sem tini, járni og mangani.
Við afsinkun er sink fjarlægt óviljandi úr koparblöndunni með ætandi viðbrögðum við vatni eða raka.
Eftir nokkurt tímabil í blautum aðstæðum getur nægilega mikið sink skolað úr koparblöndunni til að það komi í veg fyrir heilleika koparhluta, og skilur eftir sig veiklaða hunangsseimulíka uppbyggingu sem er óhæf til tilgangs.
Veldur afsínkun að kopar ryðgar?
Þrátt fyrir að það sé ekki ryð eins og við skiljum það venjulega (aðeins járn getur ryðgað), hefur afsinkun svipuð ætandi áhrif á eirblendihluta, sem skerðir innri uppbyggingu þeirra og minnkar styrk.
Það getur verið erfitt að koma auga á afsinkað kopar - ólíkt ryði með áberandi lit og áferð. Afsinkaðir koparíhlutir haldast oft óbreyttir að utan, fyrir utan minniháttar aflitun, og halda venjulega upprunalegri lögun og stærð.
En aukið porosity koparblendisins og stórkostleg lækkun á vélrænni styrk íhlutarins mun oft leiða til skelfilegrar bilunar.
Hvers vegna veldur afsínun kopartæringu?
Þessi hvarfgirni kopar í vatni mun koma mörgum á óvart; koparfestingar eru algengt uppáhald í vatnsiðnaðinum, svo hvers vegna nota þær ef afsínun er vandamál?
Sannleikurinn er sá að þó að afsínun sé alvarlegt íhugun við val á koparvatnsfestingum, verða ákveðnir umhverfisþættir að spila til að hún geti átt sér stað. Þar á meðal eru:
- Örlítið súrt vatn í kerfinu
- Örlítið basískt vatn í kerfinu
- Lítil loftun vatnsins
- Hærri vatnshiti
- Áhrif eðalmálma og Galvanic Series
Gott dæmi um þetta er innan heitavatnskúta, þar sem koparfestingar geta verið háðar mismunandi vatnsskilyrðum og hitastigi. Af þessum sökum verður að velja koparfestingar sem notaðar eru við smíði heittvatnskúta vandlega til að lágmarka hættu á afsínun mikilvægra íhluta.
Galvanic Series og Galvanic tæring (vísindabitinn)
The Galvanic Series er grein út af fyrir sig, en það er þess virði að draga saman áhrif hennar hér þar sem hún gefur nokkra innsýn í hvernig afsínun á sér stað og hvers vegna hún veldur því að koparvatnstengi tærist.
Galvanísk tæring á sér stað þegar tveir ólíkir málmar eru tengdir saman og sökkt í raflausn; í þessu tilviki eru tveir ólíkir málmar kopar og sink (í formi kopar) og raflausnin er vatn. Þetta galvaníska viðbragð er sama reglan og gerir rafhlöður, eða tæringarfrumur, virka.
Innan tæringarklefa þarf að vera rafskaut, bakskaut, málmbraut og raflausn. Því göfugri málmur virkar sem bakskaut og því minna göfugt virkar sem rafskaut, þar sem rafskautið tærist frekar en bakskautið.
Kopar er ekki sérstaklega hátt á göfugan mælikvarða - í raun er hann nokkurn veginn í miðjunni. Sink er hins vegar næstum minnsta eðalmálmur og því er bilið á milli kopars og sinks umtalsvert. Þegar koparblendihlutur er undirgefinn raflausn og myndar málmleið, verður sinkþátturinn að rafskautinu og tærist frekar en koparbakskautið.
Galvaníska hvarfið er hraðað ef bakskautið er stærra en rafskautið. Þetta sameinar vandamálið um afsinkun í íhlutum fyrir heitt vatnshylki úr kopar þar sem stóri koparhólkurinn, sem virkar sem bakskaut, er verulega stærri en litlu koparfestingarnar sem innihalda sinkið, sem eru skautin.
Bættu við þetta hækkaða vatnshitastigið í strokknum og þú hefur skapað fullkomin skilyrði fyrir afsínkun á koparfestingum.
Hvers vegna notar vatnsiðnaðurinn koparfestingar ef afsínun veldur því að þær tærist?
Þrátt fyrir vandamálin sem tengjast afsínun, þá eru margar góðar ástæður fyrir því að nota kopar við framleiðslu á vatnstengi. Brass hefur:
- Einn af bestu vinnslueiginleikum allra málma
- Mikil mótun fyrir stimplun
- Hagstætt kostnaður á hvert umsóknarhlutfall
- Tiltölulega auðvelt álframleiðsluferli
Lykillinn að farsælli þjónustunotkun kopar er að íhlutahönnuðurinn skilji að fullu endanlega notkun festinganna.
Útrýma áhrifum afsínsunar
Til að koma í veg fyrir áhrif afsínkunar á sérhæfða koparvatnstengi er hægt að breyta málmblöndur koparsins meðan á framleiðslu þess stendur. Þetta er tiltölulega ódýrt ferli sem bætir til muna viðnám eirsins gegn afsinkun og eykur endingu íhlutanna þegar þeir eru notaðir við heitar, blautar aðstæður eins og heitavatnstanka.
Málmblöndun sem myndast er kölluð afsínkunar kopar. Það er oft nefnt CZ132, DZR kopar eða CW602N.
Það eru tvær leiðir til að framleiða DZR kopar:
- Notaðu sinkinnihald >15%. Þetta kemur sjálfkrafa í veg fyrir afsinkun, hins vegar getur lægra sinkinnihaldið gert málmblönduna sem myndast óhentug fyrir fyrirhugaða íhlut eða framleiðsluþörf.
- Ef þörf er á hærra sinkinnihaldi (venjulega 35%) til að varðveita eiginleika koparsins, er hægt að bæta við öðrum málmblöndurefnum í mjög litlu magni (venjulega 0.2-2%) til að koma í veg fyrir afzinkun. Þessir þættir eru oft kallaðir afsínkunarhemlar og innihalda arsen, nikkel, tin, fosfór og ál.
Annar mikilvægur þáttur í því að koma í veg fyrir afsinkun koparfestinga er valin aðferð við framleiðslu hluta. Ef smíðaferli, svo sem heittimplun, er notað eða annað hitauppstreymi, eins og glæðingu, er viðnám íhlutans gegn afsínun bætt enn frekar.
Hins vegar þarf einnig að íhuga vandlega hvað er rétt fyrir íhlutahönnun, notkun hans og viðeigandi vinnsluferli til að framleiða hlutann.
Það eru margir þættir sem þarf að hafa í huga við framleiðslu koparblendis, en þetta er víðtækt yfirlit yfir afzinkingarferlið og meginreglur um framleiðslu DZR koparfestinga til notkunar í vatnsiðnaði.
Að lokum, ef íhlutahönnuður skilur umsóknina og tilgreinir rétta koparblendi, ættu koparfestingar sem myndast hafa langan og vandræðalausan endingartíma.
Hefur þú einhverjar spurningar um sérhæfða vatnstengi? Komast í samband og við munum vera fús til að hjálpa.
