Andy Marine에서는 실용적인 제조 지식이 시간이 지남에 따라 구축된 가장 귀중한 자산 중 하나라고 믿습니다.
우리 작업장에는 재료 선택 및 주조 공정부터 마감 및 품질 관리에 이르기까지 스테인리스강 해양 하드웨어를 다루는 데 수년을 보낸 엔지니어, 생산 전문가 및 숙련된 기술자가 있습니다.
이러한 통찰력 중 상당수는 부품이 고장나는 이유, 해양 환경에서 다양한 재료의 성능, 신뢰할 수 있는 하드웨어를 개발할 때 실제로 중요한 세부 사항 등 일상적인 생산 경험을 통해 학습됩니다.
그러나 이러한 실용적인 지식은 작업장 내에서만 공유되는 경우가 많으며 소싱 및 엔지니어링 결정을 내리는 고객에게 거의 전달되지 않습니다.
엔지니어 토크는 이러한 대화를 조직하고 해양 하드웨어 뒤에 있는 제조 경험을 공유하기 위한 우리의 노력입니다.
이 시리즈를 통해 우리는 해양 하드웨어 제조업체의 관점에서 재료, 생산 공정, 설계 고려 사항 및 실제 교훈을 논의합니다.
오늘의 ENGINEER TALKS Ep.29는 제가 편집자인 Li 엔지니어가 진행합니다.
패드가 보입니다. 우회는 그렇지 않을 수도 있습니다
브래킷 베이스와 알루미늄 사이에 깔끔한 비금속 패드가 있는 알루미늄 하드톱 프레임에 볼트로 고정된 스테인리스 브래킷을 상상해 보십시오. 사진에서 조인트는 분리된 것처럼 보입니다. 밝은 폴리머 장벽이 두 금속을 분리하고 있으며 이를 기반으로 디자인을 승인하고 싶은 유혹이 있습니다. 패드는 눈에 보이는 부분입니다. 패스너는 조인트의 작동 방식을 결정합니다.
전도성 바이패스는 베이스를 통과할 필요가 없습니다. 이는 일반 구멍 벽에 붙어 있는 볼트 생크 베어링을 통과하거나, 패드 대신 알루미늄 숄더에 있는 와셔를 통과하거나, 알루미늄 자체에 절단된 나사산을 통과할 수 있습니다. 이러한 경로 중 하나는 패드가 끊어질 예정이었던 금속 접점을 다시 설정하며 하드웨어가 다운되면 아무것도 보이지 않습니다.
따라서 유용한 결론은 패드가 고장났다는 것이 아니라 패드가 할 수 있는 일을 정확히 수행하고 있을 수 있다는 것입니다. 문제는 디자인이 조인트의 한 요소가 아닌 전체 조인트를 고려했는지 여부입니다.
전도성 경로를 따른 다음 젖은 경로를 따르십시오.
스테인레스와 알루미늄 사이의 접촉만으로는 갈바닉 부식을 지속하기에 충분하지 않습니다. 세 가지 조건이 동시에 정렬되어야 합니다. 두 개의 서로 다른 금속, 이들 사이의 전기 전도성 연결, 전해질(해수 또는 염분이 함유된 수분막)이 간격을 메워줍니다. 하나라도 제거하면 셀이 실행되지 않습니다. 건조한 접합부는 반응을 지속하지 않습니다.
그 요약은 다른 방향으로 오해를 불러일으킬 수 있습니다. 갈바니 전지를 차단하는 것은 모든 고장 모드로부터 알루미늄을 보호하는 것과는 다릅니다. 틈새 부식, 습포 부식 및 일반 염분 얼룩은 그 자체의 원인이 있으며 갈바니 쌍이 해결된 곳에서도 발생할 수 있습니다. 효과적인 전기적 분리는 해당 갈바니 커플의 전도성 경로를 방해합니다. 물 관리는 접합부의 다른 부분, 즉 다른 형태의 국부 부식을 지원할 수 있는 부분을 포함하여 전해질 접근 및 지속적인 젖은 주머니를 제한하는 것입니다.
영역은 질문의 젖은 측면에 속합니다. 갈바닉 심각도는 효과적인 음극과 양극의 상대적인 면적에 따라 달라집니다. 훨씬 더 큰 음극 옆에 노출된 작은 양극은 집중 공격을 받을 수 있습니다. 그러나 대기 또는 반복적으로 젖어 있는 접합에서는 얇고 깨진 필름이 표면의 일부에만 닿기 때문에 활성 영역이 전체 구성 요소보다 훨씬 작을 수 있습니다.
패스너가 베이스만큼 중요한 이유
핵심 사실은 스레드 경로가 금속이라는 것입니다. 관통 볼트 배열에서는 생크가 일반 여유 구멍을 통과하여 클램프 하중을 유지하면서 알루미늄 벽을 지탱할 수 있습니다. 탭 배열에서는 나사산이 알루미늄에 직접 절단되므로 나사와 알루미늄이 전체 맞물린 길이를 따라 맞물립니다. 머리나 너트 아래의 비금속 와셔는 그 사이에 있는 면만 분리합니다. 알루미늄에 맞물린 나사산에 대해서는 아무 말도 하지 않으며, 다른 베어링 면의 두 번째 접촉에 대해서도 아무 말도 하지 않습니다.
이는 명백하게 언급할 가치가 있는 수정으로 이어집니다. 설계에서 볼트 조인트를 통한 완전한 전기적 분리가 요구되는 경우 베어링 면을 분리하는 것이 작업의 한 부분이고 볼트 통로를 분리하는 것이 다른 작업입니다. 와셔와 슬리브 또는 부싱이 모두 필요할 수 있습니다. 그러나 별도의 통로 주변의 슬리브는 알루미늄에 직접 결합된 나사산을 격리하지 않습니다. 슬리브는 탭 나사산으로 변하는 나사가 아니라 구멍을 통과하는 볼트를 절연합니다. 그러한 배치에는 자체적으로 승인된 솔루션이 필요하며 "세탁기를 맞추는 것"은 그렇지 않습니다.
기계적으로 조인트에는 여러 인터페이스가 있습니다. 상단의 헤드와 와셔 베어링, 구멍을 통과하는 생크, 먼 쪽의 너트, 와셔 및 지지대, 고정 장치를 완성하는 맞물린 나사산입니다. 패드만 검토하면 헤드 베어링, 구멍 벽, 밑면 및 스레드가 무시됩니다. 설계가 한 인터페이스에서 경로를 중단하고 금속을 연결하는 다른 인터페이스를 남겨두면 분리 주장이 유지되지 않습니다.
절연 부품이 여전히 기계 접합부에 남아 있음
절연재를 지정하고 부품의 기계적 역할을 잊어버리기 쉽습니다. 절연 와셔 또는 패드는 조인트 베어링 또는 하중 전달 장치의 일부가 될 수 있습니다. 그 역할은 위치와 부착 디자인에 따라 달라집니다. 지지대가 장식용이 아닌 클리트 또는 윈치에 설치됩니다. 하중을 받는 조인트의 절연 구성요소는 재료와 형상이 접촉 및 하중 조건에 적합하지 않으면 손상되거나 부서질 수 있으므로 단순히 "비전도성" 라벨이 아닌 특성을 지닌 재료로서 패스너와 동일한 정밀 조사를 받을 가치가 있습니다.
이것이 장력입니다. 전기 경로를 차단하는 부분은 종종 부하를 전달하는 부분과 동일합니다. 전기적 분리만을 위해 선택된 패드는 조인트의 기계적 역할에 적합하지 않을 수 있습니다. 부적합한 절연체는 하중을 받으면 손상되거나 부서질 수 있습니다. 완화는 중요한 권장 사항은 아니지만 전기 저항만 확인하는 것이 아니라 승인된 부착물(접촉 영역, 구속 및 부하 경로)에서 절연체의 역할을 확인하는 것입니다. 비전도성 재료에 대한 어떤 것도 구조적으로 적합하지 않습니다.
흡수성은 기계적 적합성과 함께 검토해야 할 또 다른 재료 특성입니다. 절연 구성 요소가 지정된 경우 비흡수성 재료는 경계면에서 물을 보유할 위험을 줄이는 반면, 흡수성 섬유 또는 종이 와셔는 조인트가 견딜 수 없는 정확한 위치로 습기를 끌어들일 수 있습니다.
장벽은 물을 차단하거나 보유할 수 있습니다
한 인터페이스에서 물을 차단하는 씰이나 절연체는 다른 인터페이스에도 물을 유지할 수 있습니다. 수분이 패드 아래나 알루미늄 코팅 가장자리를 통해 이동한 후 산소가 부족하지만 여전히 젖어 있는 경우 알루미늄이 국부적으로 활성화되어 부식될 수 있습니다. 이는 정체된 주머니의 습포제 부식 뒤에 갇힌 수분 메커니즘입니다. 물 접근 및 물 보유는 전기 분리와 별개의 검사이며, 조인트는 하나를 통과하고 다른 하나는 실패할 수 있습니다.
반응은 재료 및 환경과 호환되는 페이링 면, 패스너 침투 및 절연 부품 아래의 모든 인터페이스와 같이 설계자가 보호하려는 인터페이스 전반에 걸친 물 제어 세부 사항입니다. 스레드 처리, 윤활 및 조임은 상호 작용합니다. 스레드의 화합물은 마찰을 변경하여 예압을 변경할 수 있으므로 이러한 선택은 더 많은 실란트가 더 낫다고 가정하기보다는 패스너 및 실링 사양에 동의해야 합니다. 침구가 눈에 띄게 압착된 것은 침구가 적용되었음을 증명합니다. 이는 지속적인 밀봉, 구조적 지지 또는 전기 절연의 증거가 아닙니다.
코팅에는 세심한 주의가 필요합니다. 코팅이 불완전한 경우 전기적으로 취약한 면을 코팅하면 공격이 집중될 수 있습니다. 더 큰 연결된 음극 옆에 작은 노출 영역을 남기는 스크래치로 인해 작은 양극 상태가 생성되기 때문입니다. 그러나 어느 쪽이 중요한가입니다. 알루미늄(양극면)만 코팅하면 코팅이 손상된 곳마다 작은 노출된 양극이 남습니다. 대신 스테인리스(음극측)를 코팅하면 유효 음극 면적이 줄어들 수 있습니다. 이는 대칭이 아닙니다. 스테인리스 음극의 코팅이 손상되어도 알루미늄 양극이 생성되지 않습니다. 코팅은 노출된 영역의 균형을 바꿉니다. 이는 독립 실행형 수정 사항이 아니며 그대로 유지되는지 여부에 달려 있습니다.
하나의 완전한 인터페이스 검토
베이스 패드만 검사하면 활성 전도성 경로나 젖은 주머니가 있는 접합부를 통과하는 경향이 있습니다. 이 표는 합격/불합격 기준이 아닌 검토 보조 자료입니다. 각 답변은 특정 조인트에 대한 엔지니어링 결정으로 유지됩니다.
| 인터페이스 또는 경로 | 해결해야 할 질문 | 부분 점검에서 누락된 사항 |
|---|---|---|
| 페이잉 페이스(베이스에서 알루미늄으로) | 의도된 비금속 인터페이스에 의해 접촉면이 실제로 분리되어 있으며 하중이 가해졌을 때 제자리에 유지됩니까? | 겉보기에는 올바르지만 가장자리 너머의 와셔 베어링에 의해 찌그러지거나 변형되거나 우회된 패드입니다. |
| 볼트 통로 | 생크가 알루미늄 벽을 지탱할 수 있는 일반 구멍을 통과합니까? | 어떤 베이스 패드도 방해할 수 없는 전도성 생크 접점입니다. |
| 참여 스레드 | 나사산은 슬리브 구멍을 통과하지 않고 알루미늄에 직접 절단됩니까? | 구멍 주위의 슬리브는 알루미늄에 탭핑된 나사산을 분리하지 않습니다. |
| 베어링 및 절연체 | 절연 부품이 손상되지 않고 조인트의 접촉 및 하중 조건을 전달합니까? | 전기 저항만을 위해 선택된 절연체는 사용 중에 찌그러지거나 손상되었습니다. |
| 웨트 포켓 및 코팅 | 물이 베이스, 패드 또는 코팅 가장자리에 도달하여 그 아래에 고일 수 있습니까? | 연결부가 물을 차단하도록 되어 있는 곳에서도 산소가 부족한 주머니에 물이 남아 있습니다. |
| 검사접근 | 설치 후 조인트를 검사하거나 다시 확인할 수 있습니까? | 더 이상 상태를 확인할 수 없는 폐쇄형 조립품입니다. |
단순히 "316 플러스 나일론"이 아닌 조인트를 지정하십시오.
"나일론 패드 위의 316 스테인리스"는 접합부가 아닌 두 가지 재료를 설명합니다. 건축업자, OEM 설계자 또는 구매 검토자에게 필요한 것은 전체 첨부 파일의 사양, 즉 도면과 재료 쌍입니다. 전기적 분리가 의도된 위치와 각 전도성 경로의 처리 방법 하중을 전달하는 부분과 면만 분리하는 부분을 포함하여 각 구성 요소의 기계적 책임; 그리고 설계가 보호해야 하는 인터페이스에 대한 물 제어 및 접근 요구 사항이 있습니다. 기록해 보면 공백이 눈에 띄게 됩니다. 가정하면 각 당사자는 서로 다른 정신적 모델을 제공합니다.
전기적 분리가 꼭 필요한 경우 이는 비공식적 관행이 아닌 정의된 위치의 엔지니어링 지침으로 도면에 속합니다. 이 논의에서는 수중 하드웨어 부착에만 적용됩니다. 전기 본딩 및 양극 시스템은 안전과 관련이 있으며 별도로 처리됩니다. 필요한 접지 또는 연속성 경로는 로컬 격리를 위해 중단되지 않으며 본딩 또는 양극 설계에 대한 모든 변경 사항은 특정 용기에 대한 적격 엔지니어링 검토에 속합니다. 최종 장비, 지지대 및 하중 경로 설계는 선박 구조, 하드웨어 제조업체의 지침 및 자격을 갖춘 엔지니어링 또는 해군 건축 검토에 따라 달라집니다.
일반 해양 하드웨어(클리트, 힌지, 레일 및 이러한 조인트가 제공하는 피팅)의 경우해양 하드웨어 카탈로그후보 피팅을 식별하기 위한 출발점을 제공합니다. 격리 키트는 보편적으로 적합한 것으로 취급되어서는 안 됩니다. 혼합 재료 조인트에 대한 격리 및 수분 제어 세부 사항은 해당 조인트의 자체 승인 설계에서 나와야 합니다. 산업체 관점에서 기본 메커니즘을 보다 완벽하게 기술적으로 처리하기 위해영국 스테인레스 스틸 협회관련 부식 메커니즘 개요를 유지합니다.
