Hvis du jobber innen vannindustrien, har du kanskje hørt begrepet "avsinking". Selv om forekomsten kan virke åpenbar fra vitenskapelig synspunkt, kan effekten på vannbeslag av messing være alvorlig skadelig.
Avzinking utgjør betydelige problemer for produsenter av messingvannbeslag og sluttbrukere. Så, hva er det egentlig og hva kan gjøres for å redusere effektene?
Hva er avzinking?
Avzinking er en prosess som gjør at sinklegeringer, som messing, brytes ned i vann over tid. Messing er sammensatt av rundt to tredjedeler kobber og en tredjedel sink, sammen med spor av andre legeringselementer, som tinn, jern og mangan.
Under avzinking fjernes sink utilsiktet fra messinglegeringen gjennom en korrosiv reaksjon på vann eller fuktighet.
Etter en periode under våte forhold, kan nok sink lekke ut fra messinglegeringen til at det kompromitterer en messingkomponents integritet, og etterlater en svekket bikakelignende struktur som er uegnet til formålet.
Fører avzinking til at messing ruster?
Selv om det ikke er rust slik vi tradisjonelt forstår det (bare jern kan ruste), har avsinking en lignende etsende effekt på komponenter i messinglegering, og går på akkord med deres indre struktur og reduserer styrke.
Det kan være vanskelig å få øye på avzinket messing – i motsetning til rust med sin bemerkelsesverdige farge og tekstur. Avsinkte messingkomponenter forblir ofte uendret på utsiden, bortsett fra mindre misfarging, og vil vanligvis beholde sin opprinnelige form og dimensjoner.
Men den økte porøsiteten til messinglegeringen og den dramatiske reduksjonen i komponentens mekaniske styrke vil ofte resultere i katastrofal svikt.
Hvorfor forårsaker avsinking messingkorrosjon?
Denne reaktiviteten til messing i vann vil overraske mange mennesker; messingbeslag er en vanlig favoritt i vannindustrien, så hvorfor bruke dem hvis avsinking er et problem?
Sannheten er at selv om avsinking er en alvorlig vurdering når du velger vannbeslag i messing, må visse miljøfaktorer spille inn for at det skal skje. Disse inkluderer:
- Litt surt vann i systemet
- Litt alkalisk vann i systemet
- Lav lufting av vannet
- Høyere vanntemperaturer
- Effektene av edle metaller og Galvanic-serien
Et godt eksempel på dette er innen varmtvannsbeholdere, hvor messingbeslag kan utsettes for varierende vannforhold og temperaturer. Av denne grunn må messingbeslag som brukes i konstruksjonen av varmtvannsbeholdere velges nøye for å minimere risikoen for avzinking av vitale komponenter.
Den galvaniske serien og galvanisk korrosjon (vitenskapsbiten)
Galvanic-serien er en artikkel i seg selv, men det er verdt å oppsummere effektene her, da den gir litt innsikt i hvordan avzinking oppstår og hvorfor det får messingvannbeslag til å korrodere.
Galvanisk korrosjon skjer når to forskjellige metaller er sammenføyd og nedsenket i en elektrolytt; i dette tilfellet er de to forskjellige metallene kobber og sink (i form av messing), og elektrolytten er vann. Denne galvaniske reaksjonen er det samme prinsippet som gjør at batterier, eller korrosjonsceller, fungerer.
Innenfor en korrosjonscelle må det være en anode, en katode, en metallbane og en elektrolytt. Jo mer edle metall fungerer som katode og mindre edle fungerer som anode, hvor anoden korroderer fremfor katoden.
Kobber er ikke spesielt høyt på den edle skalaen – faktisk er det ganske mye i midten. Sink er imidlertid nesten det minst edle metallet, så gapet mellom kobber og sink er betydelig. Når en messinglegeringskomponent utsettes for en elektrolytt og danner en metallisk bane, blir sinkelementet anoden og korroderer fremfor kobberkatoden.
Den galvaniske reaksjonen akselereres hvis katoden er større enn anoden. Dette forsterker problemet med avzinking i varmtvannssylinderkomponenter i messing, siden den store kobbersylinderen, som fungerer som katoden, er betydelig større enn de små messingbeslagene som inneholder sinken, som er anodene.
Legg til dette den forhøyede vanntemperaturen i sylinderen, og du har skapt de perfekte forholdene for avzinking av messingbeslag.
Hvorfor bruker vannindustrien messingbeslag hvis avsinking får dem til å korrodere?
Til tross for problemene knyttet til avzinking, er det mange gode grunner til å bruke messing i produksjonen av vannbeslag. Messing har:
- En av de beste maskineringsegenskapene til alle metaller
- Stor formbarhet for stemplinger
- Gunstig kostnad per påføringsforhold
- En relativt enkel legeringsproduksjonsprosess
Nøkkelen til vellykket servicepåføring av messing er at komponentdesigneren fullt ut forstår den endelige bruken av beslagene.
Eliminerer effekten av avzinking
For å eliminere effekten av avsinking på spesialvannbeslag i messing, kan legeringselementene til messingen modifiseres under produksjonen. Dette er en relativt rimelig prosess som i stor grad forbedrer messingens motstand mot avsinking og øker komponentenes levetid når de brukes under varme, våte forhold som for eksempel varmtvannstanker.
Den resulterende legeringen kalles avsinkingsmessing. Det blir ofte referert til som CZ132, DZR messing eller CW602N.
Det er to måter å produsere DZR-messing på:
- Bruk et sinkinnhold på >15 %. Dette forhindrer automatisk avsinking, men det lavere sinkinnholdet kan gjøre den resulterende legeringen uegnet for den tiltenkte komponenten eller produksjonskravene.
- Dersom det kreves et høyere sinkinnhold (typisk 35 %) for å bevare messingens egenskaper, kan andre legeringselementer tilsettes i svært små mengder (typisk 0.2-2 %) for å hindre avsinking. Disse elementene kalles ofte avsinkingshemmere, og inkluderer arsen, nikkel, tinn, fosfor og aluminium.
En annen viktig faktor for å forhindre avsinking av messingbeslag er den valgte metoden for fremstilling av deler. Hvis en smiprosess, som varmstempling, brukes eller en annen termisk prosess, som for eksempel gløding, forbedres komponentens motstand mot avsinking ytterligere.
Imidlertid må det også vurderes nøye hva som er riktig for komponentdesignet, dets anvendelse og passende maskineringsprosesser for å produsere delen.
Det er mange faktorer å ta hensyn til ved produksjon av messinglegeringer, men dette er en bred oversikt over avsinkingsprosessen og prinsippene for å produsere DZR messingbeslag for bruk i vannindustrien.
Som konklusjon, hvis komponentdesigneren forstår applikasjonen og spesifiserer riktig messinglegering, bør de resulterende messingbeslagene ha en lang og problemfri levetid.
Har du spørsmål om spesialvannarmaturer? Kontakt oss og vi hjelper deg gjerne.
