06/09/2022
Når det kommer til at samle materialer, især i konstruktion og fremstilling, er valget af de rigtige fastgørelseselementer afgørende. Dette gælder især for aluminium, et let og alsidigt metal, der dog kan være følsomt over for visse materialekombinationer. Denne artikel vil guide dig igennem, hvilke typer fastgørelser du skal undgå at bruge sammen med aluminium, for at sikre holdbarhed og undgå galvanisk korrosion.
Hvad er galvanisk korrosion?
Galvanisk korrosion, også kendt som bimetallisk korrosion eller kontaktkorrosion, er en elektrokemisk proces, der opstår, når to forskellige metaller er i elektrisk kontakt i nærværelse af en elektrolyt (som fugt eller saltvand). I denne proces fungerer det mindre ædle metal (anoden) som offermetal og korroderer hurtigere, mens det mere ædle metal (katoden) korroderer langsommere eller slet ikke. Denne proces fremskyndes betydeligt i forhold til den naturlige korrosion, som hvert metal ville opleve isoleret set.
For at forstå galvanisk korrosion i forbindelse med fastgørelser, er det vigtigt at kende til den galvaniske række. Denne række lister metaller efter deres elektrokemiske potentiale. Jo længere fra hinanden to metaller er i den galvaniske række, desto større er potentialet for galvanisk korrosion, når de kombineres.
Messing og bronze: En dårlig kombination med aluminium
Kobberbaserede fastgørelser som messing og bronze er generelt ikke kompatible med aluminium. Dette skyldes, at kobber er betydeligt mere ædelt end aluminium i den galvaniske række. Når du bruger messing- eller bronzefastgørelser til aluminium, vil aluminiumet fungere som anoden og korrodere, mens messing eller bronze fungerer som katoden.
Resultatet af denne kombination er, at aluminiumet omkring fastgørelsen vil begynde at nedbrydes. Denne korrosion kan svække strukturen, føre til funktionsfejl og i sidste ende kompromittere hele konstruktionen. Selvom der findes nikkelbelagte fastgørelser, der kan tilbyde en vis forbedret modstand mod disse reaktioner, anbefales det generelt ikke at bruge kobberbaserede fastgørelser i direkte kontakt med aluminiumsprodukter, såsom beklædning eller undergulvskonstruktioner.
Det er vigtigt at bemærke, at selvom messing og bronze kan se æstetisk tiltalende ud, er den langsigtede holdbarhed og strukturelle integritet langt vigtigere, især i applikationer, der udsættes for fugt eller udendørs miljøer.
Forzinket stål: Problemer med kobber
Selvom vi primært fokuserer på aluminium, er det også værd at nævne et andet inkompatibelt par: forzinket stål og kobber. Brugen af forzinkede fastgørelser til at installere produkter som kobbertage, plader eller rygninger vil resultere i korrosion af kobberet omkring fastgørelserne. I dette tilfælde er det zinken i den forzinkede belægning, der reagerer med kobberet. For kobberapplikationer anbefales det at bruge bronzeskruer eller kobbersømm. Dette understreger vigtigheden af altid at overveje materialekompatibilitet, uanset hvilket metal du arbejder med.
Afzinkning af messing
Det er også vigtigt at være opmærksom på fænomenet afzinkning af messing. Visse typer messing, især 'muntz metal' messing, som er en legering bestående af 60% kobber og 40% zink, er modtagelige for afzinkning under de forkerte anvendelsesforhold. Afzinkning er en form for korrosion, hvor zinken selektivt fjernes fra messinglegeringen, hvilket efterlader en porøs og svag kobberstruktur.
Miljøer der fremmer afzinkning
To miljøer er særligt problematiske for afzinkning af messing:
- Beton: Direkte kontakt med beton kan fremme afzinkning af messing. Kemiske reaktioner mellem beton og messing kan fremskynde denne korrosionsproces.
- Marine/Saltvandsmiljøer: Selvom messing kan være velegnet til indendørs fastgørelser og trim, vil messing i korrosive saltvandsmiljøer være modtageligt for afzinkning over tid. Dette kan føre til pitting (små huller i overfladen) og i sidste ende til fastgørelsesfejl. I marine miljøer bør man generelt vælge mere korrosionsbestandige materialer som rustfrit stål eller specielle marinekvaliteter af aluminium.
Hvilke fastgørelser kan man bruge til aluminium?
Nu hvor vi har dækket, hvad du skal undgå, er spørgsmålet: Hvad skal du bruge? Det ideelle valg af fastgørelse til aluminium afhænger af applikationen og de specifikke krav. Generelt er fastgørelser lavet af materialer, der er tættere på aluminium i den galvaniske række, eller som er galvanisk neutrale i forhold til aluminium, de bedste valg.
Nogle almindelige og mere kompatible materialer til aluminiumsfastgørelser inkluderer:
- Aluminiumfastgørelser: Det mest oplagte valg er at bruge fastgørelser lavet af aluminium eller aluminiumslegeringer. Dette eliminerer risikoen for galvanisk korrosion mellem fastgørelsen og det materiale, den fastgøres til. Aluminiumfastgørelser er lette og har god korrosionsbestandighed i mange miljøer.
- Rustfrit stål: Visse typer rustfrit stål, især austenitisk rustfrit stål (som type 304 eller 316), kan være kompatible med aluminium i mange applikationer. Rustfrit stål er mere ædelt end aluminium, men forskellen er ofte ikke stor nok til at forårsage alvorlig galvanisk korrosion, især i tørre eller indendørs miljøer. I mere korrosive miljøer, især marine miljøer, kan der dog stadig forekomme galvanisk korrosion, så det er vigtigt at overveje miljøforholdene.
- Fastgørelser med isolerende skiver: Hvis du skal bruge fastgørelser af forskellige metaller, kan du bruge isolerende skiver eller underlægningsskiver lavet af ikke-ledende materialer som nylon eller plastik. Disse skiver placeres mellem fastgørelsen og aluminiumet for at bryde den elektriske kontakt og reducere risikoen for galvanisk korrosion.
Konklusion
Valget af de rigtige fastgørelser til aluminium er afgørende for at sikre langvarig holdbarhed og undgå korrosionsproblemer. Messing og bronze er ikke kompatible med aluminium på grund af risikoen for galvanisk korrosion. Forzinket stål bør også undgås i kombination med kobber. Når du arbejder med aluminium, bør du primært overveje fastgørelser lavet af aluminium, rustfrit stål (under hensyntagen til miljøforholdene) eller bruge isolerende foranstaltninger for at forhindre direkte kontakt mellem forskellige metaller.
Ved altid at tage højde for materialekompatibilitet og de miljømæssige forhold, kan du sikre stærke, holdbare og korrosionsbestandige samlinger i dine aluminiumsprojekter.
Ofte stillede spørgsmål (FAQ)
Kan jeg bruge stålskruer til aluminium?
Almindeligt stål er generelt ikke anbefalet til direkte kontakt med aluminium i udendørs eller fugtige miljøer på grund af risikoen for galvanisk korrosion. Rustfrit stål kan være et bedre valg, men selv her skal man være opmærksom på miljøforholdene. Aluminiums- eller isolerede fastgørelser er ofte de bedste løsninger.
Hvad sker der, hvis jeg bruger messingfastgørelser til aluminium?
Hvis du bruger messingfastgørelser til aluminium, vil aluminiumet sandsynligvis korrodere omkring fastgørelsespunktet på grund af galvanisk korrosion. Dette kan svække samlingen og føre til funktionsfejl over tid.
Er aluminiumsfæstgørelser stærke nok?
Styrken af aluminiumsfæstgørelser afhænger af legeringen og designet. Der findes aluminiumslegeringer, der er meget stærke og velegnede til mange applikationer. For højbelastningsapplikationer kan det dog være nødvendigt at overveje andre materialer eller dimensionere fastgørelserne korrekt.
Hvordan forhindrer jeg galvanisk korrosion mellem aluminium og andre metaller?
Du kan forhindre eller reducere galvanisk korrosion ved at:
- Bruge kompatible materialer (som aluminiumsfæstgørelser til aluminium).
- Isolere metallerne fra hinanden med ikke-ledende materialer som skiver eller belægninger.
- Bruge en offeranode (et mere uædelt metal, der korroderer i stedet for aluminiumet, selvom dette er mindre relevant for fastgørelser).
- Anvende beskyttende belægninger på aluminiumet eller fastgørelsen.
Hvor kan jeg finde mere information om galvanisk korrosion?
Der findes mange ressourcer online og i teknisk litteratur om galvanisk korrosion. Du kan søge efter "galvanisk række", "bimetallisk korrosion" eller konsultere materialevidenskabelige ressourcer for mere detaljeret information.