Den særlige korrosionsform af titaniumskruer!

Titaniumlegeringsskruer (såsom TC4) er kendt for deres fremragende korrosionsbestandighed, men det betyder ikke, at de "aldrig korroderer" under nogen forhold. I visse specifikke og barske miljøer kan titaniumskruer opleve særlige former for korrosion.
Forståelse af disse særlige former for korrosion er afgørende for korrekt valg og montering af titaniumskruer.

Kerneprincip: "Passiveringsfilm" af titanium

Titaniums korrosionsbestandighed kommer fra en ekstremt tynd (ca. 3-5 nanometer), men unormalt tæt og stabil oxidfilm (primært TiO₂) på overfladen. Denne "passiveringsfilm" kan selvreparere i de fleste miljøer og beskytte metallet indeni. Under følgende særlige forhold vil denne film dog blive beskadiget, hvilket fører til korrosion.

Adskillige specielle korrosionsformer af titaniumskruer

1. Spaltekorrosion

Dette er den mest almindelige og alarmerende form for lokaliseret korrosion af titanlegeringer i klorholdige miljøer.

Forekomstbetingelser:

• Der er smalle mellemrum (normalt mellem 0,025 mm og 0,1 mm i bredden).
• Der er stillestående ætsende medier i mellemrummene (især vandige opløsninger indeholdende kloridioner, såsom havvand, saltvand og fugtig salttågeluft)

Hvorfor skete det:

1. Det er meget vanskeligt for ilt at diffundere ind i det indre gennem sprækker og kan ikke opretholde den nødvendige iltkoncentration til passiveringsfilmen.
2. Koncentrationen af ​​kloridioner i mellemrummet stiger, og pH-værdien falder (surhedsgraden bliver stærkere)
3. Når den omgivende pH-værdi er under en bestemt kritisk værdi (ca. 1-2 for titanlegeringer), vil passiveringsfilmen blive beskadiget og undergå aktiv opløsning.

Specifikke risici forbundet med skruer:

• Mellem skruelåget og komponentens kontaktflade.
• Ved mellemrummet mellem gevindindgrebet.
• Skivens kontaktflade under skruehovedet.
• Enhver blind vinkel, hvor elektrolytter er tilbøjelige til at ophobe sig.

2. Galvanisk korrosion

Også kendt som "kontaktkorrosion" eller "heterogen metalkorrosion". Dette er det nemmeste sted at lave fejl, når man monterer titaniumskruer.

Forekomstbetingelser:

Titanskruer kommer i direkte kontakt med et metal med et mere negativt (aktivt) potentiale, såsom aluminium eller kulstofstål, i elektrolytten.

Hvem vil blive skadet:

Nøglen er, at titanium i sig selv vil være beskyttet, mens de reaktive metaller, der er i kontakt med det (såsom aluminiumsrammer og magnesiumdele), vil accelerere korrosion!

Hvorfor skete det:

Titanium har et positivt potentiale (mere "inert") blandt almindelige metaller, svarende til en "katode". Aluminium, stål og andre materialer er "anoder". Når de danner et kredsløb gennem elektrolytten, vil anoden accelerere opløsningen for at beskytte katoden.

Specifikke risici forbundet med skruer:

• Direkte skruning af titaniumskruer i gevindhullerne i aluminiumsrammer kan forårsage hurtig korrosion og nedbrydning af aluminiumsgevindhullerne i fugtige miljøer, hvilket i sidste ende fører til gevindbrud og løsning af skruer.
• Kontakt mellem titaniumskruer og skiver eller dele af kulstofstål

3. Brintforsprødning

Dette er en alvorlig form for svigt, der kan føre til pludseligt sprødbrud.

Forekomstbetingelser:

• Titanatomer absorberer let hydrogenatomer.
• Når titanium er i følgende miljø, vil brint infiltrere:
• Overdreven katodisk beskyttelse: For eksempel vil titan som katode undergå en hydrogenudviklingsreaktion ved galvanisk korrosion.
• I reducerende syrer såsom saltsyre og svovlsyre.
• Høj temperatur og højt tryk i brintmiljøet.
• Upassende belægning eller overfladebehandling (såsom syrevask med hydrogenholdig syre).

4. Spændingskorrosionsrevner

Sprødbrud opstår under den kombinerede virkning af et specifikt korrosivt miljø og trækspænding.

Forekomstbetingelser:

Specifikke korrosive medier: For titanlegeringer er de vigtigste rygende salpetersyre, methanol, halogenelementer, faste klorider osv. TC4 titanlegering har fremragende spændingskorrosionsbestandighed i almindelig atmosfære eller havvand.
Kontinuerlig trækspænding: Det kan være en ekstern belastning eller en intern restspænding, der genereres under skruetilspænding.

Risiko for skruer:

Det kan forekomme i ekstremt specielle miljøer (såsom kemisk udstyr), men til daglige anvendelser såsom mountainbikes er risikoen ekstremt lav.