Γενική Προσοχή: Δεν είναι ασφαλές όλος ο ορείχαλκος
Τα τυπικά εμπορικά ορειχάλκινα εξαρτήματα γενικά δεν είναι ασφαλή για παρατεταμένη χρήση σε θαλάσσια ή αλμυρά περιβάλλοντα. Ο κύριος λόγος είναι ένας συγκεκριμένος τύπος διάβρωσης που ονομάζεται αποψευδάργυρος, ο οποίος επιταχύνεται επιθετικά από τα χλωρίδια που βρίσκονται στο θαλασσινό νερό.
Η Διαδικασία Απελευθέρωσης στο Θαλασσινό Νερό
Η απελευθέρωση είναι μια χημική αντίδραση όπου το συστατικό ψευδάργυρου του κράματος ξεπλένεται. Στο αλμυρό νερό, με την υψηλή συγκέντρωση ιόντων χλωρίου, ο ρυθμός διάλυσης του ψευδαργύρου αυξάνεται, ειδικά σε θερμές συνθήκες. Αυτό που μένει είναι μια αδύναμη, πορώδης και σπογγώδης χάλκινη δομή.
Σοβαρή αποτυχία σε ζεστό αλμυρό νερό
Ο κίνδυνος αστοχίας γίνεται κρίσιμος στο ζεστό θαλασσινό νερό. Χημικές μελέτες έχουν τεκμηριώσει ότι σε ένα διάλυμα 16% χλωριούχου νατρίου (NaCl) σε θερμοκρασίες 60 βαθμών έως 80 βαθμών, η αποψευγαρίωση είναι σοβαρή. Η περιεκτικότητα σε χαλκό της επιφάνειας του κράματος αυξήθηκε στο 98%, που σημαίνει ότι ο δομικός ψευδάργυρος είχε εξαφανιστεί, αφήνοντας το εξάρτημα εξαιρετικά εύθραυστο.
Η εγκεκριμένη λύση: DZR Brass
Για ασφαλή θαλάσσια χρήση, πρέπει να χρησιμοποιήσετεDZR Brass(Dezincification Resistant Brass), γνωστός και ως ορείχαλκος CR (Corosion Resistant). Οι κατασκευαστές παράγουν ειδικά εξαρτήματα δέρματος και άλλα εξαρτήματα από ορείχαλκο DZR, δηλώνοντας ρητά ότι είναι κατάλληλα για έκθεση σε θαλασσινό νερό. Αυτό το κράμα περιέχει πρόσθετα όπως κασσίτερο ή αρσενικό για την πρόληψη της έκπλυσης ψευδαργύρου.
Χάλκινος εναντίον ορείχαλκου σε γαλβανική διάβρωση
Η ασφάλεια εξαρτάται από τη διατήρηση της συνοχής ολόκληρου του "βρεγμένου" συγκροτήματος. Ένας γνωστός κίνδυνος είναι η γαλβανική διάβρωση μεταξύ ορείχαλκου και κραμάτων μπρούντζου. Η διαφορά στην ευγένεια μεταξύ των δύο μετάλλων σε έναν ηλεκτρολύτη (αλμυρό νερό) δημιουργεί μια μπαταρία, προκαλώντας επιταχυνόμενη αστοχία του λιγότερο ευγενούς υλικού (ορείχαλκος).
Επαγγελματικές θαλάσσιες κατευθυντήριες γραμμές
Αυτό δεν είναι μια μικρή τεχνική. Οι μεγάλοι λιανοπωλητές ναυτιλίας δεν θα πωλούν τυπικά ορειχάλκινα εξαρτήματα για εφαρμογές γάστρας-. Προειδοποιούν ρητά ότι λόγω του κινδύνου γαλβανικής διάβρωσης, "συνιστούν να μην χρησιμοποιείτε αυτά τα κράματα μαζί σε περιβάλλοντα με θαλασσινό νερό" και αντ' αυτού προτείνουν χυτό μπρούτζο ή εξειδικευμένα πλαστικά όπως το Marelon®.
Πάνω από-Νερό έναντι Κάτω-Χρήση νερού
Η τοποθεσία καθορίζει τη σοβαρότητα του κινδύνου. Ορισμένες φορές, τα ορειχάλκινα εξαρτήματα είναι αποδεκτά για χρήση πάνω από-γραμμή νερού, όπως σε ράγες καταστρώματος ή αερισμό, όπου δεν βυθίζονται συνεχώς . Ωστόσο, για οποιαδήποτε υποβρύχια ή μέσω{3}}τοποθέτησης γάστρας, ο τυπικός ορείχαλκος δεν είναι ασφαλής και αναπόφευκτα θα αποτύχει.
Έρευνα για την ατμοσφαιρική έκθεση
Ακόμη και έξω από το νερό, ο θαλάσσιος αέρας είναι διαβρωτικός. Έρευνα για κράματα χαλκού που εκτίθενται σε θαλάσσιες ατμόσφαιρες δείχνει ότι τα ποσοστά διάβρωσης στον θαλάσσιο αέρα (0,6 έως 1,1 μm ανά έτος) ήταν υψηλότερα από ό,τι στον αέρα της υπαίθρου (0,2 έως 0,6 μm ετησίως). Για μεγάλα χρονικά διαστήματα, ακόμη και η «αποζευγοποίηση του ορείχαλκου ήταν σε σημαντικό βαθμό» στις θαλάσσιες ατμόσφαιρες.
Η επιμετάλλωση και οι επικαλύψεις δεν είναι λύση
Ενώ ορισμένα ορειχάλκινα εξαρτήματα που προορίζονται για χρήση "εξωτερικού" κήπου ή γλυκού νερού διαθέτουν επένδυση χρωμίου ή νικελίου για να αντέχουν στην αμαύρωση, αυτή δεν είναι μια λύση για εμβάπτιση σε αλμυρό νερό. Μια επίστρωση είναι μόνο ένα προσωρινό εμπόδιο. Μόλις γρατσουνιστεί, ο υποκείμενος ορείχαλκος θα απολυμαίνεται γρήγορα σε θαλάσσιο περιβάλλον.
Ο κασσίτερος ορείχαλκος και ο συγκεκριμένος ρόλος του κασσίτερου
Ορισμένα κράματα ορείχαλκου περιέχουν κασσίτερο. Μελέτες έχουν εξετάσει το Cu-30Zn-1Sn (ορείχαλκος κασσίτερος) για αντοχή στη διάβρωση. Είναι ενδιαφέρον ότι η πλούσια σε κασσίτερο φάση στα όρια των κόκκων του κράματος δεν προσβλήθηκε λόγω του σχηματισμού διοξειδίου του κασσιτέρου (SnO2). Ωστόσο, η βασική μήτρα φάσης άλφα ( ) του εξαρτήματος εξακολουθούσε να παρουσιάζει προτιμησιακή διάβρωση και επανααπόθεση χαλκού.
Παράγοντες μηχανικής αντοχής και φθοράς
Ενώ ο μπρούτζος είναι σημαντικά πιο σκληρός και πιο ανθεκτικός στη φθορά από τον ορείχαλκο, ο πρωταρχικός κίνδυνος στις θαλάσσιες εφαρμογές δεν είναι η φυσική τριβή αλλά η ηλεκτροχημική αστοχία. Η υψηλότερη αντοχή του μπρούτζου τον καθιστά κατάλληλο για εξαρτήματα υψηλής-καταπόνησης όπως οι έλικες, αλλά για στατικά εξαρτήματα, ο κρίσιμος παράγοντας παραμένει η αντοχή στη διάβρωση.
Πρότυπα ASTM και προδιαγραφές υλικού
Για την ασφάλεια, οι κατασκευαστές και οι μηχανικοί βασίζονται σε συγκεκριμένα πρότυπα κράματος. Ο χαλκός ποιότητας θαλάσσιου- συνήθως πληροί τις απαιτήσεις ASTM B-61 ή B-62 που προορίζονται ειδικά για τις υψηλές απαιτήσεις έκθεσης στο θαλασσινό νερό . Εάν ένα ορειχάλκινο εξάρτημα στερείται ειδικής βαθμολογίας "Marine" ή "DZR", πρέπει να αντικατασταθεί με ένα κατάλληλο μπρούτζινο ή εγκεκριμένο σύνθετο εξάρτημα για χρήση σε αλμυρό νερό.
Περίληψη
Εξαρτήματα ορειχάλκινων σωλήνωνείναι γενικά επικίνδυνα για θαλάσσια περιβάλλοντα εκτός εάν φέρουν ειδική σήμανση DZR (Dezincification Resistant). Τα τυπικά ορειχάλκινα εξαρτήματα θα υποστούν ταχεία αποζευγοποίηση και γαλβανική διάβρωση όταν εκτεθούν σε αλμυρό νερό.
Για οποιαδήποτε εφαρμογή κάτω από-υδάτινη γραμμή ή όπου η ασφάλεια είναι κρίσιμη, χρησιμοποιήστε εξαρτήματα από χυτό μπρούτζο (τα οποία είναι ιστορικά αποδεδειγμένα για το θαλασσινό νερό) ή εγκεκριμένα μη-μεταλλικά σύνθετα υλικά . Ελέγχετε πάντα για ενδείξεις DZR ή CR (Ανθεκτικό στη Διάβρωση) και μην αναμιγνύετε ποτέ ορείχαλκο και κράματα μπρούντζου στο ίδιο σύστημα αλμυρού νερού.
