Rondelle isolanti per corrosione galvanica: guida ai materiali e all'installazione

Perché le rondelle isolanti sono importanti negli assemblaggi in alluminio-inox

Un bullone inossidabile filettato direttamente in una staffa di alluminio sembra a posto il primo giorno. Aggiungi qualche mese di pioggia o umidità costiera e l'alluminio attorno al foro del bullone inizia a sfarinare, bucarsi e perdere presa sul filo. Questa è la corrosione galvanica e inizia nel momento in cui due metalli diversi si toccano in presenza di umidità.

L'alluminio si trova ben al di sotto dell'acciaio inossidabile sulla scala elettrochimica, con una differenza potenziale di circa da 0,5 a 0,6 volt tra i due in un tipico ambiente esterno. L'alluminio diventa l'anodo e si corrode; l'acciaio inossidabile funge da catodo e rimane in gran parte intatto. Quanto più ampio è lo spazio tra i due metalli sulla serie galvanica e quanto maggiore è la superficie dell'acciaio inossidabile rispetto all'alluminio, tanto più veloce è la reazione.

Una rondella isolante interrompe quel circuito separando fisicamente la testa del dispositivo di fissaggio dalla superficie in alluminio. Per un'analisi più completa di come questa reazione si manifesta nei diversi ambienti e gradi di acciaio inossidabile, vedere questo guida più ampia per prevenire la corrosione galvanica tra acciaio inossidabile e alluminio . Il resto di questo articolo si concentra specificamente sulla lavatrice stessa: di cosa è fatta, come montarla e dove termina la sua protezione.

Confronto tra i materiali comuni delle rondelle isolanti

Non tutte le rondelle non conduttive si comportano allo stesso modo sotto carico, calore o anni di esposizione all'aperto. Scegliere il materiale sbagliato può significare una lavatrice che isola perfettamente il giorno dell'installazione e si insinua, si crepa o si comprime entro un anno.

Il nylon copre la maggior parte degli assemblaggi generali al costo più basso, ma si insinua sotto una pressione di serraggio prolungata, motivo per cui la coppia può diminuire silenziosamente entro il primo anno. I laminati G10 e G11 costano di più ma mantengono la loro forma sotto reale precarico, rendendoli la scelta più comune nelle connessioni strutturali o critiche per lo scivolamento. Qualunque sia il materiale utilizzato, necessita comunque di una struttura rigida rondelle piane in acciaio inox per la distribuzione del carico impilati tra la testa del dispositivo di fissaggio e il polimero, in modo che il materiale isolante morbido non venga schiacciato direttamente dalla testa del bullone.

Come installare correttamente le rondelle isolanti

La rondella funziona solo se copre l'intera interfaccia di contatto. Una rondella leggermente sottodimensionata, o una che si sposta fuori centro durante il serraggio, lascia un frammento di alluminio nudo che tocca l'acciaio inossidabile nudo - e quel frammento è tutto ciò che serve per riavviare la reazione galvanica, concentrata solo su un'area più piccola.

L'isolamento completo significa trattare il gambo, non solo la testa. Se l'albero del bullone stesso tocca il foro in alluminio, è necessario un manicotto in plastica o PTFE attorno al gambo oltre alla rondella sotto la testa; altrimenti il ​​gambo diventa il nuovo punto di contatto. Sui giunti con bulloni passanti, ciò significa in genere un manicotto isolante, una rondella isolante sotto la testa e un'altra sotto il dado.

Anche l’ordine di impilamento è importante. Un errore comune è posizionare la rondella isolante direttamente contro la testa del dispositivo di fissaggio senza nient'altro, il che fa sì che il bordo affilato della testa penetri nel polimero morbido durante il serraggio e alla fine lo perfori. L'inserimento di una rondella rigida in acciaio inossidabile tra la testa del dispositivo di fissaggio e la rondella isolante distribuisce il carico e mantiene intatto il polimero per tutta la vita del giunto.

Ciò che le rondelle isolanti non possono risolvere

Le rondelle isolanti isolano solo le superfici che coprono fisicamente. Se una vite inossidabile si avvita direttamente in un foro filettato di alluminio, le filettature rimangono in contatto elettrico per tutta la loro lunghezza impegnata, indipendentemente da quale rondella si trova sotto la testa. Una revisione tecnica dell'Australian Stainless Steel Development Association rileva che viene spesso utilizzata una vite inossidabile in alluminio, sebbene la corrosione dell'alluminio immediatamente attorno all'acciaio inossidabile sia del tutto possibile, proprio perché l'impegno filettato stesso non può essere isolato tramite rondella.

Per l'innesto filettato nell'alluminio, la rondella deve essere abbinata a una strategia separata: anodizzazione dura del foro di alluminio, applicazione di un composto antigrippaggio non conduttivo alle filettature o, in applicazioni più impegnative, un isolante barre filettate in acciaio inossidabile per assemblaggi di flange isolate disposizione in cui la filettatura portante non entra mai in contatto diretto con l'alluminio.

La resistenza meccanica è l’altro limite su cui vale la pena pianificare. Le rondelle polimeriche generalmente non sono in grado di sopportare il precarico di un giunto a coppia elevata o critico per lo scivolamento senza eventualmente deformarsi, quindi le connessioni strutturali critiche spesso richiedono un inserto metallico o una rondella laminata anziché il semplice nylon. Ottenere questa distinzione in anticipo evita un retrofitting lungo la linea, quando un giunto che sembrava sicuro al momento dell'installazione inizia ad allentarsi dopo una stagione di cicli termici.

Scelta della giusta pila di elementi di fissaggio in acciaio inossidabile per giunti isolati

La rondella è solo un pezzo dell'assieme. La qualità degli elementi di fissaggio è altrettanto importante, soprattutto in ambienti costieri o marini dove l'esposizione al cloruro accelera la corrosione che riesce a penetrare. Per indicazioni su scegliendo tra i gradi di bullone in acciaio inossidabile 304 e 316 , il contenuto di molibdeno del 316 lo rende la scelta più affidabile ovunque nell'ambiente siano presenti nebbia salina o sostanze chimiche di lavaggio.

Un giunto isolato completo tipicamente si combina bulloni a testa esagonale in acciaio inox nella qualità appropriata, una rondella metallica rigida contro la testa del bullone, la rondella isolante stessa e, laddove la vibrazione sia un fattore, una rondella elastica in acciaio inossidabile per mantenere la tensione di serraggio sotto il dado. Tralasciare uno qualsiasi di questi elementi tende a manifestarsi come un problema di manutenzione entro un anno o due, solitamente come una giuntura allentata o un anello di prodotto bianco di corrosione attorno all'elemento di fissaggio.

Nessuno di questi componenti è esotico o costoso di per sé. Il costo per sistemare la pila correttamente la prima volta è una frazione di quello necessario per estrarre un elemento di fissaggio grippato e corroso e riparare l'alluminio attorno ad esso in seguito.