เหตุใดจึงไม่แนะนำให้ใช้สกรูและน็อตสแตนเลสร่วมกันภายใต้เงื่อนไขบางประการ

ในการประกอบอุตสาหกรรมและการบำรุงรักษาอุปกรณ์ คำที่ว่า "สกรูสแตนเลสไม่ควรใช้กับน็อตสแตนเลส" มีมานานแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำว่านี่ไม่ใช่ข้อห้ามโดยสิ้นเชิง แต่เป็นบทสรุปของประสบการณ์ด้านวิศวกรรมเกี่ยวกับความเสี่ยงต่อความล้มเหลวภายใต้สภาพการทำงานเฉพาะ ปัญหาหลักคือ "ปรากฏการณ์อุดปาก" ของตัวยึดสแตนเลส

 

ในการใช้งานต่างๆ เช่น หน้าแปลนท่อไครโอเจนิกส์ ภาชนะรับความดัน และอุปกรณ์เคมี เมื่อโบลต์และน็อตสแตนเลสถูกใช้งานมาเป็นเวลานานภายใต้สภาวะพรีโหลดสูง ความต้านทานการหมุนอย่างรุนแรง หรือแม้แต่การถอดไม่ได้โดยสิ้นเชิง มักเกิดขึ้นในระหว่างการถอดชิ้นส่วน

 

ปัญหานี้เด่นชัดเป็นพิเศษภายใต้ภาระคงที่ การไม่มีการหล่อลื่น และสภาพการผสมพันธุ์ของวัสดุเดียวกัน

 

 

จากมุมมองด้านวัสดุศาสตร์ เหล็กกล้าไร้สนิมมีความเหนียวที่ดีและมีความแข็งพื้นผิวต่ำ เมื่อขันสกรูและน็อตที่ทำจากสเตนเลสสตีลให้แน่น ฟิล์มฟิล์มบนพื้นผิวสัมผัสที่เป็นเกลียวจะถูกทำลายได้ง่ายภายใต้การกระทำร่วมกันของแรงดันสูงและความร้อนจากการเสียดสี จากนั้นเมทริกซ์โลหะที่ถูกเปิดเผยจะเกิดการยึดเกาะในระดับจุลภาค เมื่อการหมุนดำเนินต่อไป การยึดเกาะนี้จะเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าและถูกตัดออก ในที่สุดก็นำไปสู่การ "เชื่อมเย็น" ของเกลียวในที่สุด

 

นอกจากนี้ ในระหว่างการบริการระยะยาว- ตัวยึดจะเกิดการเสียรูปพลาสติกเล็กน้อยภายใต้ภาระ ซึ่งทำให้ข้อต่อเกลียวแน่นยิ่งขึ้นและขยายผลกระทบจากการเสียดสีเพิ่มเติม เมื่อพยายามแยกชิ้นส่วนแบบย้อนกลับ ไม่เพียงแต่จะต้องเอาชนะแรงเสียดทานแบบธรรมดาเท่านั้น แต่ยังต้องเอาชนะความต้านทานเพิ่มเติมที่เกิดจากการยึดเกาะของวัสดุและการเปลี่ยนรูปของโครงสร้างด้วย จึงเพิ่มความยากในการแยกชิ้นส่วนอย่างมาก

 

 

เพื่อลดความเสี่ยงในการยึดตัวยึดสแตนเลส โดยทั่วไปจะใช้วิธีการต่อไปนี้ในการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม:

 

ประการแรก ความน่าจะเป็นของการยึดเกาะสามารถลดลงได้โดยใช้วัสดุที่แตกต่างกัน เช่น การใช้สลักเกลียวสแตนเลสกับน็อตทองแดงหรือน็อตที่ปรับพื้นผิว- ซึ่งจะทำให้สภาวะการยึดเกาะของวัสดุชนิดเดียวกันเสียหายที่ระดับวัสดุ

 

ประการที่สอง การหล่อลื่นพื้นผิวเกลียวก่อนการประกอบเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด สารหล่อลื่นทั่วไปได้แก่ จาระบี กราไฟท์ โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ สารป้องกันการยึดเกาะ- หรือการเคลือบแวกซ์ มาตรการเหล่านี้สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานและระงับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้อย่างมาก

 

ประการที่สอง ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-หรือมีภาระสูง- สารป้องกันการยึดติดแบบพิเศษ-ควรใช้เป็นพิเศษเพื่อป้องกันการเผาผนึกหรือการยึดเกาะล้มเหลวภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง

 

 

เมื่อเทียบกับตัวยึดที่ทำจากเหล็กคาร์บอน ตัวยึดที่ทำจากสแตนเลสมีแนวโน้มที่จะล็อคได้มากกว่า สาเหตุหลักมาจากความแตกต่างของคุณสมบัติของวัสดุ ยกตัวอย่างเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป โดยทั่วไปความแข็งจะต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนเกรด 8.8 แต่มีความเหนียวดีกว่า เมื่อพื้นผิวเกลียวเสียหาย สเตนเลสจะก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์ใหม่อย่างรวดเร็วเพื่อต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการกระชับ ฟิล์มออกไซด์นี้จะถูกทำลายและสร้างใหม่อย่างต่อเนื่อง ก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ของ "การทำลาย-การยึดเกาะ-แรงเฉือน-การยึดเกาะใหม่-" ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การล็อค

 

ปรากฏการณ์นี้พบได้ทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวยึดสเตนเลส อะลูมิเนียมอัลลอย และไททาเนียมอัลลอยด์ ในขณะที่ความน่าจะเป็นไปได้ค่อนข้างต่ำในตัวยึดเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีความแข็งสูงกว่าและความเหนียวต่ำกว่า

 

 

ในการใช้งานจริง ปัญหาการล็อคมักไม่ได้เกิดจากปัจจัยเดียว แต่เป็นผลมาจากข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานหลายประการ ตัวอย่างเช่น เกรดคุณสมบัติทางกลของสกรูและน็อตที่ไม่ตรงกัน การมีครีบหรือเศษโลหะบนพื้นผิวเกลียว หรือมีแรงมากเกินไปหรือความเร็วในการขันแน่นมากเกินไประหว่างการติดตั้งอาจเพิ่มความเสี่ยงในการยึดได้อย่างมาก

 

เมื่อใช้ประแจไฟฟ้าในการขันความเร็วสูง- อุณหภูมิของเกลียวคู่จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุทั่วไปของการยึดแน่นในทันทีตัวยึดสแตนเลส. นอกจากนี้ การไม่รักษาน็อตให้ตั้งฉากกับแกนโบลต์หรือความล้มเหลวในการใช้แหวนรองแบบแบนหรือแหวนรองสปริง อาจทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะที่ ซึ่งทำให้เกิดการยึด