アルミニウムのステンレス鋼ファスナー: 電解腐食を防ぐ方法

アルミニウムのステンレススチール製ファスナー: はい、条件付き

あなたは、太陽電池アレイ、手すり、または海洋機器用の屋外アルミニウム フレームを組み立てていますが、組み立て図ではアルミニウム部材にステンレス鋼のボルトを使用する必要があります。雨が接合部に当たります。製造現場の製造業者は、ステンレスとアルミニウムは「触れてはいけない」と警告します。設計を変更する前にその主張を検証するのが本能であり、その直感は正しいです。

直接的な答えは次のとおりです。 アルミニウムのステンレス鋼ファスナーは、大部分の構造用途および屋外用途に安全です。 3 つの条件が満たされた場合:

• ステンレス製ファスナーの面積は、アルミニウムの表面積に比べて小さいままです。
• ステンレスグレードは現場の暴露条件に適合します。
• 接合部は隔離されており、水が両方の金属に接触したままにならないように設計されています。

エンジニアは、この正確な組み合わせをソーラーラック、建築金属加工、輸送機器で毎日使用しています。適切なディテールを施せば、このジョイントは何十年にもわたって機能します。

なぜ 2 つの金属間でガルバニック腐食が起こるのか

ガルバニック腐食は電気化学反応です。 2 つの異なる金属が電解質を介して電気的に接続されている場合、貴金属の低い方がアノードとなり、優先的に腐食します。ステンレスとアルミニウムの組み合わせでは、ステンレス鋼がガルバニック系列の上位に位置し、陰極として機能し、アルミニウムが陽極として機能します。アルミニウムは徐々に金属を放棄してステンレス鋼を保護します。

ガルバニックシリーズと面積率

腐食の傾向は速度よりも重要です。その速度は、ガルバニック系列における位置だけでなく、接続された 2 つの金属の相対的な表面積によって制御されます。電食はアノードに集中します。大きなアノード全体に広がる同じガルバニ電流はゆっくりとした浅い攻撃を引き起こしますが、小さなアノードに集中した同じ電流は急速で深い孔食を引き起こします。

小さなファスナー領域、大きなアルミニウム表面

この地域関係が理由です アルミニウム製のステンレススチール製ファスナーは通常安全であると考えられています 。単一の M10 ステンレス ボルトの頭の陰極面積はわずか数平方センチメートルですが、その周囲のアルミニウム部材は数千平方センチメートルにもなる場合があります。アルミニウム陽極の電流密度が低いため、ほとんどの気候において腐食速度は無視できる程度に抑えられます。危険な逆は、エンジニアが避ける構成です。アルミニウムのリベットまたはボルトで大きなステンレス鋼のプレートを固定します。そこでは、小さなアルミニウムの陽極が大きなステンレスの陰極に電力を供給しますが、アルミニウムはすぐに故障します。

暴露環境: リスクが現実になったとき

電解液がないと、ガルバニ回路が開き、腐食が効果的に停止します。同じステンレスとアルミニウムの接合部が、乾燥した工場では何年も静かに動作し、海水ドックでは数か月以内に故障するのはこのためです。雨、結露、湿気、特に塩化物は細胞を活性化します。以下の表は、曝露によってリスクと必要な予防措置の両方がどのように変化するかをまとめたものです。

パターンは単純です。電解質の攻撃性が高いほど、リスクが高くなります。沿岸大気の場合でも、問題を解決するには、ステンレス製ファスナーを放棄するのではなく、適切なグレードを指定し、接合部を適切にシールする必要があります。

適切なステンレス鋼グレードの選択

SS304 一般内陸用

タイプ 304 オーステナイト系ステンレスは、ほとんどの内陸用途のデフォルトです。 18% のクロムと 8% のニッケルにより大気腐食に対する強い耐性があり、高級合金グレードに比べてコストは手頃です。乾燥した内陸地または保護された内陸地でのアルミニウム アセンブリの場合、304 ファスナーは信頼性の高いサービスを提供します。最も一般的な 2 つのグレードのどちらかを選択する場合は、304 ステンレス鋼六角ボルトと 316 ステンレス鋼六角ボルトを比較して、耐食性とコストの実際的な内訳を確認してください。

SS316 沿岸および海洋用

タイプ 316 にはモリブデンが通常約 2 ～ 3% 添加されており、塩化物による孔食や隙間腐食に対する耐性が劇的に向上します。海岸近く、ボート上、道路の塩水噴霧下、または工業雰囲気下では、316 がアルミニウムのステンレス ファスナーの責任ある仕様です。わずかな追加コストは、稼働中の構造物の腐食した留め具を交換するコストに比べれば取るに足らないものです。アルミニウム部品の船舶グレードのボルト締めには、 SS316六角ボルト は実質的なデフォルトです。

ステンレス鋼 316 DIN933 M10 六角ボルト サプライヤー、カスタム会社 - Ji Jiangsu Jiajie は、中国のカスタム SS316 DIN933 M10 六角頭ボルトのサプライヤーおよび会社です。M10 ネジ径により、しっかりとフィットし、... 製品を見る→

ジョイントを保護する取り付け方法

材料の選択によってベースラインが決まります。インストールの詳細によって結果が決まります。金属間の接触を解消する、接合部を乾燥した状態に保つ、長時間にわたって乾燥した状態を保つという 3 つの実践が最も重要です。

インターフェースを分離する

ステンレス製ファスナーとアルミニウム表面の間にある薄い障壁がガルバニック回路を遮断します。ナイロンワッシャー、EPDM ガスケット、絶縁スリーブはシンプルで安価で効果的です。ヘッドまたはナットの下にあるステンレス製の平ワッシャーは 2 つの役割を果たします。クランプ荷重をより広いベアリング領域に分散し、絶縁層と組み合わせることができる交換可能な表面を提供します。重要なアセンブリでは、設計者は次のように使用します。 SS304平ワッシャー 荷重分散要素としてナイロンワッシャーをアイソレーターとして追加します。

ステンレス鋼 304 DIN125/GB97 M10 平ワッシャー サプライヤー、カスタム会社 - Jia Jiangsu Jiajie は、中国のカスタム SS304 DIN125/GB97 M10 平ワッシャーのサプライヤーおよび会社です。SS304 平ワッシャーは、非常に汎用性の高いコンポーネントです。 製品を見る→

密閉して排水する

シールにより、ファスナーとアルミニウムが接触する隙間に電解液が入らないようにします。腐食防止ペースト、ポリウレタン シーラント、またはシリコンをねじ山とボルト頭の下に塗布することで、水の浸入をブロックします。排水も同様に重要です。ファスナーの周りに水が溜まらないようにジョイントを配置し、2 つの金属の間に水分が閉じ込められるような設計は避けてください。

段階的な関節の準備

1. アルミニウムの表面とファスナーをきれいにして、油、酸化物、破片を取り除きます。
2. ステンレスのヘッドまたはナットとアルミニウムの表面の間に絶縁ワッシャーを配置します。
3. ネジ部とヘッドの下側に焼き付き防止剤またはシーラントを塗布します。
4. ファスナーを指定された値までトルクし、最初の熱サイクル後に再確認します。
5. ファスナーヘッドの周囲の環状の隙間をシールして、水が隙間に入るのを防ぎます。

湿った場所でのボルト接合部の保護に関する詳細なガイダンスとして、湿った環境でのステンレス鋼の六角ボルトの錆びを防ぐ方法は、アルミニウム アセンブリにも同様に当てはまります。

アルミニウムに最適なファスナーの種類

アルミニウムはスチールに比べて柔らかいため、荷重分散とねじ山のかみ合いが重要になります。アルミニウムのねじ山は鋼鉄のねじ山よりも剥がれやすいため、タップ付きアルミニウムの実際的なルールは、ボルト直径の少なくとも 2 倍のねじ山のかみ合わせを目指すことです。壁が薄すぎてその深さを確保できない場合は、ねじ付きインサートまたはナット付き通しボルトを使用します。次のファスナー ファミリは、アルミニウム構造の大部分をカバーしています。

構造接続用六角ボルト

六角ボルトは依然として構造用アルミニウム接続の主力製品です。標準ツールで信頼性の高いクランプを提供し、プリロード制御を簡単に行うことができます。座面がアルミニウムに食い込むのを防ぐために、頭とナットの下に平ワッシャーを組み合わせます。

軟質アルミ用フランジボルト

六角フランジボルトにより、ワッシャーが頭部に一体化されています。より大きな支持面積により、アルミニウム表面への接触圧力が低下します。これは、薄肉の押出成形品や軟質アルミニウム合金を扱うときに役立ちます。フランジが荷重を分散するので、 SS304六角フランジボルト 多くの用途で別個のワッシャーの必要性を排除できます。

ステンレス鋼 304 DIN6921 M10 六角フランジ ボルト サプライヤー、カスタム会社 - Jiangsu Jiajie は、中国のカスタム SS304 DIN6921 M10 六角フランジ ボルトのサプライヤーおよび会社です。SS304 DIN6921 六角フランジ ボルト M10 は、... 製品を見る→

ねじ付きロッドとカスタム長さ

ボルトの長さを固定することが現実的でない場合は、ステンレス製のねじ付きロッドを使用すると、現場で正確な長さに切断し、両端にナットを使用できます。長くて均一なねじ山形状は、積層されたアルミニウム部材を接合する際にも役立ちます。どのような形状であっても、ステンレス材料を選択し、適切な絶縁対策を講じることで、アセンブリの耐久性が維持されます。

点検・整備

適切に設計されたジョイントであっても、過酷な環境では定期的なチェックが必要です。ファスナーの頭の周りに白または灰色の粉が付着していないか確認してください。その残留物は酸化アルミニウムであり、活発な電気腐食を示します。穴の縁の周りに軽い穴があれば、界面が濡れていることを早期に警告します。海岸や工業環境では、ステンレスとアルミニウムの接合部を少なくとも年に 1 回検査してください。通常、隔離ワッシャーを再シールまたは交換することによる早期介入により、耐用年数が大幅に延長されます。

最終的なポイント

アルミニウム製のステンレススチール製ファスナーは日常的で信頼性の高いソリューションです ガルバニック腐食の物理学が尊重される場合。アルミニウム表面に対してステンレス領域を小さく保ち、ステンレスのグレードを環境に合わせ、界面を隔離し、排水用に設計します。これら 4 つのことを実行すれば、ステンレス ボルトで固定されたアルミニウム アセンブリは何年も使い続けることができます。