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स्टेनलेस स्टील की प्राकृतिक क्षरण प्रतिरोधकता की समझ

क्रोमियम (न्यूनतम 10.5%) के वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने पर बनने वाली स्व-मरम्मत योग्य क्रोमियम ऑक्साइड परत के कारण बाहरी इस्तेमाल के दौरान स्टेनलेस स्टील फास्टनर अपनी संरचनात्मक बनावट बनाए रखते हैं। यह निष्क्रिय परत एक इलेक्ट्रोकेमिकल ढाल के रूप में काम करती है और यदि ऑक्सीजन उपलब्ध हो तो यांत्रिक क्षति के बाद त्वरित रूप से फिर से बन जाती है।

स्टेनलेस स्टील में निष्क्रिय ऑक्साइड परत के निर्माण के पीछे का विज्ञान

संक्षारण प्रतिरोध पर अनुसंधान से पता चलता है कि संरक्षक ऑक्साइड परत की स्थिरता पर क्रोमियम की मात्रा का वास्तव में बहुत प्रभाव पड़ता है। लगभग 16 से 18 प्रतिशत क्रोमियम युक्त स्टेनलेस स्टील के ग्रेड ऐसी संरक्षक परतें बनाते हैं जिनकी मोटाई केवल 1 से 3 नैनोमीटर होती है। अपने सूक्ष्म आकार के बावजूद, वे सामान्य कार्बन स्टील की तुलना में संक्षारण दर को लगभग 98% तक कम करने में सफल होते हैं। जब निर्माता मिश्रण में लगभग 2 से 3 प्रतिशत मॉलिब्डेनम मिलाते हैं, तो एक दिलचस्प घटना होती है। यह जोड़ सतह पर बनने वाली निष्क्रिय फिल्म की आण्विक संरचना को मजबूत करता है। परिणाम? क्लोराइड के खिलाफ बेहतर सुरक्षा, जो लवणीय जल के संपर्क जैसे कठोर वातावरण में उपयोग किए जाने वाले सामग्री के लिए बहुत फर्क डालता है, जहाँ मैरीन ग्रेड मिश्र धातुओं को समय के साथ विश्वसनीय ढंग से काम करना होता है।

मैरीन वातावरण में 316 स्टेनलेस स्टील फास्टनर्स का संक्षारण प्रतिरोध

अध्ययनों में पाया गया है कि ग्रेड 316 फास्टनर समुद्री नमक के छिड़काव परीक्षण में अपने 304 समकक्षों की तुलना में लगभग आठ गुना अधिक समय तक सहन कर सकते हैं। महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान के मामले में, मानक 304 इस्पात के लिए लगभग 20 डिग्री सेल्सियस से लेकर 316 स्टेनलेस के लिए लगभग 45 डिग्री तक की काफी वृद्धि होती है। जब इन सामग्रियों का उपयोग तटरेखा के पास किया जाता है, जहाँ गर्म गर्मियों के महीनों के दौरान तापमान अक्सर उन स्तरों तक पहुँच जाता है, तो यह सब अंतर बनाता है। लगभग 3.5% सोडियम क्लोराइड सामग्री वाली समुद्री जल स्थितियों में वास्तविक संक्षारण दरों को देखते हुए, हमें यह भी कुछ आश्चर्यजनक देखने को मिलता है। 316 सामग्री वार्षिक 0.001 मिलीमीटर से कम के संक्षारण के साथ अपनी अखंडता को काफी हद तक बनाए रखती है, जबकि नियमित 304 उस दर के लगभग दस गुना दर पर पहनने के संकेत दिखाना शुरू कर देता है, जिससे कठोर समुद्री वातावरण में लंबे समय तक टिकाऊपन के लिए 316 स्पष्ट रूप से श्रेष्ठ बन जाता है।

फास्टनर संक्षारण को प्रभावित करने वाले पर्यावरणीय कारक: नमक, आर्द्रता और प्रदूषण

उच्च क्लोराइड स्तर, लगातार आर्द्रता और औद्योगिक प्रदूषक मिलकर विशेष रूप से आश्रित या खराब वेंटिलेशन वाले क्षेत्रों में निष्क्रिय परत को कमजोर कर देते हैं।

सामान्य स्टेनलेस स्टील ग्रेड की तुलनात्मक संक्षारण प्रतिरोधकता

316L किस्म की कम कार्बन सामग्री (<0.03%) वेल्डिंग के दौरान कार्बाइड अवक्षेपण को रोकती है, जिससे इसे समुद्री और रासायनिक संभालन घटकों के लिए आदर्श बनाती है।

बाहरी स्टेनलेस स्टील फास्टनरों को प्रभावित करने वाले संक्षारण के सामान्य प्रकार

स्टेनलेस स्टील फास्टनरों में संक्षारण के प्रकारों की समझ: पिटिंग, क्रेविस और गैल्वेनिक

खुले में उपयोग किए जाने वाले स्टेनलेस स्टील फास्टनर तीन मुख्य प्रकार के संक्षारण समस्याओं का सामना करते हैं: पिटिंग, क्रेविस और गैल्वेनिक समस्याएं। जब क्लोराइड सुरक्षात्मक क्रोमियम ऑक्साइड कोटिंग को पार कर जाता है, तो यह परेशान करने वाले छोटे-छोटे गड्ढे बना देता है। ऐसा तटरेखा के पास अक्सर होता है जहां वायु में नमक का स्तर काफी अधिक हो सकता है। क्रेविस संक्षारण उन क्षेत्रों में बनने की प्रवृत्ति रखता है जहां ऑक्सीजन की कमी होती है, जैसे बोल्ट के सिर के नीचे या थ्रेडेड कनेक्शन के अंदर। फिर गैल्वेनिक संक्षारण होता है जो तब समस्या बन जाता है जब स्टेनलेस स्टील कम प्रतिरोधी अन्य धातुओं, जैसे एल्यूमीनियम या सामान्य कार्बन स्टील को छूता है, खासकर तब जब वे गीली परिस्थितियों में होते हैं।

स्टेनलेस स्टील फास्टनरों में क्रेविस संक्षारण: कारण और संवेदनशील परिस्थितियां

दरार संक्षारण उन तंग जगहों में होने लगता है, जहाँ समय के साथ पानी और नमक जमा हो जाता है और जहाँ ताज़ी हवा की आपूर्ति पर्याप्त नहीं होती। हम बात कर रहे हैं उन जगहों की जैसे बहुत तंग फिटिंग्स, गैस्केट्स के आसपास जहाँ वे चीजों को सील करते हैं, पेंच और बोल्ट्स के धागों के नीचे। कुछ अध्ययनों में पाया गया है कि इस प्रकार का संक्षारण वास्तव में तब भी शुरू हो सकता है जब वातावरण में नमक बहुत कम मात्रा में मिला हो। इस समस्या का मुकाबला करने के लिए, इंजीनियर अक्सर घटकों के बीच संकीर्ण स्थानों को कम करने का प्रयास करते हैं, व्यापक फ्लैंज वाले बोल्ट्स का उपयोग करके, और यह सुनिश्चित करते हैं कि जमा नमी को उपकरण की सतहों से ठीक तरह से निकाला जा सके।

तटीय और उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में गहरे संक्षारण के तंत्र

तटीय वातावरण में, क्लोराइड आयन निष्क्रिय परत के कमजोर बिंदुओं में प्रवेश करते हैं और अम्लीय सूक्ष्म वातावरण बनाते हैं, जो धातु की तीव्र हानि का कारण बनते हैं। 316L जैसे ग्रेड, जिसमें 2.1% मॉलिब्डेनम होता है, सामान्य 304 इस्पात की तुलना में नमक के छिड़काव परीक्षणों (ASTM B117) में खुरदुरेपन के प्रति तीन गुना अधिक प्रतिरोध दर्शाते हैं।

विभिन्न धातुओं के साथ स्टेनलेस स्टील फास्टनर्स के उपयोग में विद्युत्-रासायनिक संक्षारण

जब विभिन्न धातुएं ऐसे वातावरण में जुड़ी होती हैं जहां बिजली उनके माध्यम से प्रवाहित हो सकती है, तो विद्युत्-रासायनिक संक्षारण होता है। उदाहरण के लिए, यदि कोई जस्ता लेपित इस्पात या तांबे के मिश्र धातु के भागों पर स्टेनलेस स्टील बोल्ट का उपयोग करता है, तो कम प्रतिरोधी धातु सामान्य की तुलना में बहुत तेजी से विघटित होने लगती है। इसीलिए कई इंजीनियर नायलॉन या रबर जैसी सामग्री से बने डाइइलेक्ट्रिक इन्सुलेटर्स को इन धातु घटकों के बीच उपयोग करने की सलाह देते हैं। ये इन्सुलेटर्स संक्षारण का कारण बनने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के खिलाफ बाधा के रूप में कार्य करते हैं।

डिजाइन और सुरक्षा के माध्यम से विद्युत्-रासायनिक और पर्यावरणीय संक्षारण को रोकना

बाहरी असेंबलियों में असमान धातुओं का उपयोग करते समय गैल्वेनिक संक्षारण को रोकना

जब स्टेनलेस स्टील को एल्यूमीनियम या कार्बन स्टील जैसी अधिक एनोडिक सामग्री के साथ सीधे संपर्क में नहीं आने दिया जाता है, खासकर जहां नमी मौजूद हो, तो गैल्वेनिक संक्षारण को रोका जा सकता है। समाधान क्या है? या तो संगत धातु संयोजनों पर स्विच करें या बलिदान एनोड स्थापित करने या असमान धातुओं के बीच भौतिक अवरोध बनाने जैसे डिज़ाइन वर्कअराउंड लागू करें।

धातु संपर्क को अलग करने के लिए इन्सुलेशन तकनीक और डायलेक्ट्रिक यूनियन

नायलॉन वॉशर, डायलेक्ट्रिक ग्रीस और प्लास्टिक स्लीव अचालक अवरोध के रूप में कार्य करते हैं जो विभिन्न प्रकार की धातुओं के बीच विद्युत संपर्क को तोड़ते हैं। नमकीन हवा वाले क्षेत्रों में बाहरी उपकरणों पर काम करते समय स्टेनलेस स्टील बोल्ट और तांबे के पाइप या कार्बन स्टील ब्रैकेट्स के बीच डायलेक्ट्रिक यूनियन स्थापित करना उचित होता है। एनोड और कैथोड के बीच सतह क्षेत्र अनुपात को कम से कम 10:1 बनाए रखने से संक्षारण की गति धीमी हो जाती है।

बढ़ी हुई सुरक्षा के लिए पैसाइवेशन जैसी कोटिंग्स और सतह उपचार का उपयोग

मूल रूप से पैसाइवेशन की प्रक्रिया धातु की सतहों पर मुक्त आयरन को हटा देती है जबकि सामग्री को गड्ढे और दरार जैसे झुंझलाहट भरे क्षरण रूपों के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाने वाली सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत का निर्माण करती है। जब बहुत कठोर वातावरण के साथ निपटना होता है, तो लोग अक्सर अम्लीय वर्षा और चारों ओर तैर रहे विभिन्न औद्योगिक दूषकों के खिलाफ अतिरिक्त सुरक्षा के रूप में एपॉक्सी या पाउडर कोटिंग्स का सहारा लेते हैं।

स्टेनलेस स्टील फास्टनर्स की दीर्घकालिक स्थायित्व के लिए रखरखाव प्रथाएं

क्षरणकारी तत्वों के जमाव को रोकने के लिए नियमित रखरखाव और सफाई

क्षरण प्रतिरोध को बनाए रखने के लिए उचित रखरखाव आवश्यक है। अध्ययनों से पता चलता है कि तटीय क्षेत्रों में स्टेनलेस स्टील फास्टनर्स के 12% विफलताएं अपर्याप्त सफाई के कारण होती हैं। अनुशंसित प्रथाओं में शामिल हैं:

• लवण और प्रदूषकों को हटाने के लिए हर 6–12 महीने में मामूली साबुन और पानी के साथ सफाई करना।
• निष्क्रिय परत को नुकसान पहुँचाने वाले अपघर्षक उपकरणों और क्लोरीन आधारित सफाई द्रव्यों से बचें।

औद्योगिक गंदगी जैसे जमे हुए अवशेषों के लिए, 10% साइट्रिक एसिड घोल प्रभावी ढंग से संदूषकों को हटा देता है बिना सब्सट्रेट को नुकसान पहुँचाए। सफाई के बाद हमेशा रसायन अवशेषों को हटाने के लिए अच्छी तरह कुल्ला करें।

उच्च नमक और औद्योगिक वातावरण में बाहरी फास्टनर्स का रखरखाव

समुद्री या रासायनिक जोखिम वाले आक्रामक वातावरण में, निर्दिष्ट करें 316L स्टेनलेस स्टील फास्टनर्स और प्रो-एक्टिव उपाय अपनाएँ:

1. लवणीय जल के प्रवेश को रोकने के लिए थ्रेड्स पर फूड ग्रेड सिलिकॉन लुब्रिकेंट लगाएं।
2. गैस्केट या वेल्ड के निकट दरार संक्षारण के शुरुआती लक्षणों के लिए छह महीने में एक बार निरीक्षण करें।

अपतटीय स्थापनाओं के लिए, क्लोराइड निर्यात से हुई सूक्ष्म गहराई को खत्म करके सतह की अखंडता को प्रत्येक 2 से 3 वर्ष में विद्युत रासायनिक पॉलिशिंग द्वारा बहाल किया जाता है। संरचनात्मक विफलता को रोकने के लिए किसी भी फास्टनर को तुरंत बदल दें जिसमें दृश्यमान जंग या थ्रेड गॉलिंग दिखाई दे।