Allmän försiktighet: Inte all mässing är säker
Vanliga kommersiella mässingsbeslag är i allmänhet inte säkra för långvarig användning i marina eller saltvattenmiljöer. Den primära orsaken är en specifik typ av korrosion som kallas avzinkning, som accelereras aggressivt av klorider som finns i havsvatten.
Avzinkningsprocessen i saltvatten
Avzinkning är en kemisk reaktion där zinkkomponenten i legeringen läcker ut. I saltvatten, med sin höga kloridjonkoncentration, ökar zinkupplösningshastigheten, särskilt under varma förhållanden. Det som återstår är en svag, porös och svampig kopparstruktur.
Allvarligt fel i varmt saltvatten
Risken för fel blir kritisk i varmt havsvatten. Kemiska studier har dokumenterat att i en 16% natriumkloridlösning (NaCl) vid temperaturer på 60 grader till 80 grader, är avzinkning allvarlig. Kopparhalten i legeringsytan steg till 98%, vilket betyder att den strukturella zinken var borta, vilket gjorde att kopplingen blev extremt skör.
Den godkända lösningen: DZR-mässing
För säker marin användning måste du användaDZR mässing(Dezincification Resistant Brass), även känd som CR (Corrosion Resistant) mässing. Tillverkare tillverkar specifikt hudbeslag och andra komponenter av DZR-mässing, och anger uttryckligen att de är lämpliga för exponering för havsvatten. Denna legering innehåller tillsatser som tenn eller arsenik för att förhindra zinkläckage.
Brons vs. mässing i galvanisk korrosion
Säkerheten beror på att hela den "våta" enheten hålls konsekvent. En känd risk är galvanisk korrosion mellan mässing och bronslegeringar. Skillnaden i ädelhet mellan de två metallerna i en elektrolyt (saltvatten) skapar ett batteri, vilket orsakar ett accelererat fel på det mindre ädla materialet (mässing).
Professionella marina riktlinjer
Detta är inte en mindre teknisk detalj. Stora marina återförsäljare kommer inte att sälja standardbeslag i mässing för genomgående-skrovsapplikationer. De varnar uttryckligen för att på grund av risken för galvanisk korrosion "rekommenderar de att du inte använder dessa legeringar tillsammans i saltvattenmiljöer" och föreslår istället gjuten brons eller specialplaster som Marelon®.
Ovan-vatten vs. under-vattenanvändning
Platsen avgör hur allvarlig risken är. Mässingsbeslag är ibland acceptabla för användning över-vattenlinjen, till exempel på däcksräls eller ventilation, där de inte är kontinuerligt nedsänkta. Men för alla undervattens- eller genomgående-skrov är standardmässing osäker och kommer oundvikligen att misslyckas.
Forskning om atmosfärisk exponering
Även utanför vattnet är havsluften frätande. Forskning om kopparlegeringar exponerade för havsatmosfärer visar att korrosionshastigheten i havsluft (0,6 till 1,1 µm per år) var högre än i landsbygdsluft (0,2 till 0,6 µm per år). Under långa perioder var till och med "avzinkning av mässing av betydande grad" i marina atmosfärer.
Plätering och beläggningar är ingen lösning
Även om vissa mässingsbeslag avsedda för "utomhus" trädgård eller sötvatten har krom eller nickelplätering för att motstå smuts, är detta inte en lösning för nedsänkning i saltvatten. En beläggning är bara en tillfällig barriär; när den väl är repad kommer den underliggande mässingen att avzinka snabbt i en marin miljö.
Tennmässing och tennets specifika roll
Vissa mässingslegeringar innehåller tenn. Studier har undersökt Cu-30Zn-1Sn (tennmässing) för korrosionsbeständighet. Intressant nog attackerades inte den tennrika fasen i legeringens korngränser på grund av bildningen av tenndioxid (SnO₂). Emellertid upplevde basalfa()-fasmatrisen för beslaget fortfarande föredragen korrosion och återavsättning av koppar.
Mekanisk styrka och slitagefaktorer
Även om brons är betydligt hårdare och mer motståndskraftig mot slitage än mässing, är den primära risken i marina applikationer inte fysisk friktion utan elektrokemiska fel. Den högre hållfastheten hos brons gör den lämplig för hög-spänningsdelar som propellrar, men för statiska kopplingar är den kritiska faktorn korrosionsbeständighet.
ASTM-standarder och materialspecifikationer
För säkerheten förlitar sig tillverkare och ingenjörer på specifika legeringsstandarder. Marin-brons uppfyller vanligtvis kraven enligt ASTM B-61 eller B-62, speciellt avsedda för de höga kraven på havsvattenexponering. Om en mässingsbeslag saknar en specifik "marin"- eller "DZR"-klassificering måste den ersättas med en lämplig brons- eller godkänd kompositkomponent för användning i saltvatten.
Sammanfattning
Rördelar i mässingär i allmänhet osäkra för marina miljöer såvida de inte är specifikt märkta DZR (Dezincification Resistant). Standardmässingsbeslag kommer att drabbas av snabb avzinkning och galvanisk korrosion när de utsätts för saltvatten.
För alla applikationer under-vattenlinjen, eller där säkerheten är kritisk, använd gjutna bronsbeslag (som är historiskt bevisade för havsvatten) eller godkända icke-metalliska kompositer. Kontrollera alltid för DZR- eller CR-markeringar (Korrosionsbeständig) och blanda aldrig mässing och bronslegeringar i samma saltvattensystem.
