Tại sao ốc vít và đai ốc bằng thép không gỉ không được khuyến khích sử dụng cùng nhau trong một số điều kiện nhất định?

Trong lắp ráp công nghiệp và bảo trì thiết bị, câu nói “không nên sử dụng ốc vít inox với đai ốc inox” đã có từ rất lâu. Điều quan trọng cần nhấn mạnh là đây không phải là điều cấm kỵ tuyệt đối mà là bản tóm tắt kinh nghiệm kỹ thuật liên quan đến rủi ro hỏng hóc trong các điều kiện làm việc cụ thể. Vấn đề cốt lõi là “hiện tượng bịt miệng” của ốc vít inox.

 

Trong các ứng dụng như mặt bích đường ống đông lạnh, bình chịu áp lực và thiết bị hóa học, khi bu lông và đai ốc bằng thép không gỉ đã hoạt động trong thời gian dài trong điều kiện tải trước cao, lực cản quay nghiêm trọng hoặc thậm chí không thể tháo chúng hoàn toàn thường xảy ra trong quá trình tháo gỡ.

 

Vấn đề này đặc biệt nổi bật khi chịu tải trọng tĩnh, không cần bôi trơn và có cùng điều kiện tiếp xúc vật liệu.

 

 

Từ góc độ khoa học vật liệu, thép không gỉ có độ dẻo tốt và độ cứng bề mặt thấp. Khi vít và đai ốc bằng thép không gỉ được siết chặt, màng thụ động trên bề mặt tiếp xúc có ren dễ bị phá hủy dưới tác động kết hợp của áp suất cao và nhiệt ma sát, và ma trận kim loại tiếp xúc sau đó sẽ trải qua quá trình bám dính cực nhỏ. Khi quá trình quay tiếp tục, sự bám dính này xảy ra liên tục và bị cắt, cuối cùng dẫn đến hiện tượng "hàn nguội" cục bộ của các sợi.

 

Hơn nữa, trong quá trình sử dụng lâu dài, các chốt bị biến dạng dẻo nhẹ khi chịu tải, làm cho các mối nối ren thậm chí còn chặt hơn và khuếch đại thêm hiệu ứng ma sát. Khi cố gắng tháo ngược lại, cần phải vượt qua không chỉ lực ma sát thông thường mà còn cả lực cản bổ sung được tạo ra bởi sự bám dính của vật liệu và biến dạng cấu trúc, do đó làm tăng đáng kể độ khó của việc tháo rời.

 

 

Để giảm nguy cơ bị kẹt trong các ốc vít bằng thép không gỉ, các phương pháp sau đây thường được sử dụng trong thực hành kỹ thuật:

 

Đầu tiên, có thể giảm khả năng bám dính bằng cách sử dụng các vật liệu khác nhau, chẳng hạn như sử dụng bu lông bằng thép không gỉ với đai ốc bằng đồng hoặc đai ốc được xử lý-bề mặt, phá vỡ các điều kiện bám dính của cùng một vật liệu ở cấp độ vật liệu.

 

Thứ hai, bôi trơn bề mặt ren trước khi lắp ráp là một trong những phương pháp hiệu quả nhất. Chất bôi trơn phổ biến bao gồm dầu mỡ, than chì, molypden disulfua, chất chống{1}}keo hoặc chất tẩm sáp. Những biện pháp này có thể làm giảm đáng kể hệ số ma sát và ngăn chặn sự gia tăng nhiệt độ.

 

Thứ hai, trong môi trường-nhiệt độ cao hoặc tải-cao, nên ưu tiên sử dụng chất chống{2}}giữ đặc biệt để ngăn ngừa hiện tượng thiêu kết hoặc hỏng độ bám dính trong điều kiện nhiệt độ cao.

 

 

So với ốc vít bằng thép carbon, ốc vít bằng thép không gỉ dễ bị khóa hơn, chủ yếu là do sự khác biệt về tính chất vật liệu. Lấy thép không gỉ thông thường làm ví dụ, độ cứng của nó thường thấp hơn thép cacbon loại 8,8, nhưng độ dẻo của nó tốt hơn. Khi bề mặt ren bị hư hỏng, thép không gỉ nhanh chóng hình thành màng oxit mới để chống ăn mòn. Tuy nhiên, trong quá trình siết chặt, màng oxit này liên tục bị phá hủy và tái tạo, tạo thành phản ứng dây chuyền "phá hủy-độ bám dính-cắt-lại-dính lại", cuối cùng dẫn đến hiện tượng khóa.

 

Hiện tượng này đặc biệt phổ biến ở các ốc vít bằng thép không gỉ, hợp kim nhôm và hợp kim titan, trong khi xác suất của nó tương đối thấp ở các ốc vít bằng thép carbon có độ cứng cao hơn và độ dẻo thấp hơn.

 

 

Trong các ứng dụng thực tế, các vấn đề về khóa thường không phải do một yếu tố đơn lẻ gây ra mà là kết quả của nhiều lỗi vận hành. Ví dụ, cấp độ đặc tính cơ học không khớp của ốc vít và đai ốc, sự hiện diện của các gờ hoặc phoi kim loại trên bề mặt ren hoặc lực quá mức hoặc tốc độ siết quá mức trong quá trình lắp đặt có thể làm tăng đáng kể nguy cơ bị kẹt.

 

Khi sử dụng cờ lê điện để siết-tốc độ cao, nhiệt độ của cặp ren tăng mạnh trong thời gian ngắn, đây là một trong những nguyên nhân điển hình gây ra hiện tượng kẹt tức thờiốc vít bằng thép không gỉ. Hơn nữa, việc không giữ đai ốc vuông góc với trục bu lông hoặc không sử dụng vòng đệm phẳng hoặc vòng đệm lò xo cũng có thể dẫn đến sự tập trung ứng suất cục bộ, do đó gây ra hiện tượng kẹt.