گالینگ پیچی؛ چرا روغن کاری اتصالات استیل اهمیت دارد؟

در دنیای مهندسی، جایی که کوچک ترین جزئیات می توانند تفاوت میان عملکرد بی نقص و خرابی فاجعه بار را رقم بزنند، پدیده ای به نام گالینگ (Galling) اهمیت ویژه ای دارد. گالینگ نوعی آسیب سطحی است که بیشتر در اتصالات استیل مشاهده می شود و معمولاً نتیجه تماس و سایش شدید بین سطوح فلزی هم جنس است.
استیل، اگرچه به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی یکی از پرکاربردترین آلیاژها در صنایع مختلف است، اما به علت خاصیت چسبندگی سطحی و تمایل بالا به جوش سرد، بیش از دیگر فلزات در معرض گالینگ قرار دارد. این مشکل در پیچ و مهره های استیل به ویژه هنگام مونتاژ یا باز کردن اتصالات با گشتاور بالا، به شکل قفل شدگی یا بریدگی رزوه ها خود را نشان می دهد.

در هنگام انتخاب پیچ و مهره‌ های مقاوم در برابر گالینگ، توجه به قیمت فولاد آلیاژی و نوع آلیاژ به‌ کاررفته اهمیت دارد، زیرا ترکیب شیمیایی مستقیماً بر دوام و اصطکاک سطحی تأثیر می‌ گذارد.

گالینگ چیست؟

گالینگ نوعی جوش سرد ناخواسته میان سطوح فلزی است که تحت فشار و اصطکاک زیاد شکل می گیرد. در این فرآیند، برجستگی های میکروسکوپی سطح فلز (آسپریتی ها) در تماس نزدیک با هم ذوب موضعی پیدا کرده و هنگام حرکت نسبی، ذراتی از یک سطح جدا شده و به سطح مقابل می چسبند. نتیجه این چرخه، ایجاد خراش های عمیق، تغییر شکل رزوه ها و در نهایت قفل شدن کامل اتصال است.

عوامل اصلی بروز گالینگ در پیچ و مهره های استیل

در اتصالات استیل، نبود روان کننده مناسب، فشار بیش از حد، جنس یکسان پیچ و مهره، سرعت زیاد در بستن و وجود آلودگی سطحی از عوامل کلیدی بروز گالینگ هستند. حتی کیفیت پایین پرداخت سطح رزوه نیز می تواند احتمال بروز آن را چند برابر کند.

تفاوت گالینگ با سایر آسیب های سطحی فلزات

برخلاف سایش یا خوردگی که تدریجی و قابل پیش بینی اند، گالینگ پدیده ای ناگهانی است. این نوع آسیب نه از محیط خورنده ناشی می شود و نه از ضربه؛ بلکه نتیجه تماس مستقیم و اصطکاکی بین دو فلز مشابه است.

نقش اصطکاک در ایجاد گالینگ

تماس سطحی و جوش سرد (Cold Welding)

در مقیاس میکروسکوپی، هیچ سطحی کاملاً صاف نیست. وقتی دو سطح فلزی مانند استیل در تماس نزدیک قرار می گیرند، نقاط ریز تماس در اثر فشار زیاد دچار جوش سرد می شوند. همین اتصال میکروسکوپی، آغازگر گالینگ است. هر حرکت چرخشی در ادامه باعث پارگی این جوش ها و انتقال ماده بین سطوح می شود.

تأثیر فشار و سرعت بستن پیچ بر بروز گالینگ

افزایش سرعت بستن پیچ موجب بالا رفتن حرارت موضعی و کاهش کارایی روان کننده ها می شود. از طرف دیگر، فشار بیش از حد (Overtightening) سطح تماس رزوه ها را افزایش داده و احتمال چسبندگی فلزی را بیشتر می کند. در نتیجه، رعایت گشتاور بستن مناسب و استفاده از روان کننده مؤثر از الزامات حیاتی است.

اهمیت روغن کاری در پیشگیری از گالینگ

عملکرد روان کننده ها در کاهش اصطکاک

روغن کاری، سد محافظی بین دو سطح فلزی ایجاد می کند و با کاهش تماس مستقیم آن ها، اصطکاک و گرما را به حداقل می رساند. روان کننده ها همچنین از جوش سرد جلوگیری کرده و اجازه می دهند پیچ و مهره با گشتاور ثابت و دقیق بسته شوند.

انواع روان کننده های مناسب برای اتصالات استیل

گریس های پایه گرافیت و مولیبدن

این گریس ها به دلیل داشتن ذرات جامد لغزنده، حتی در شرایط فشار بالا نیز کارایی خود را حفظ می کنند. ترکیبات گرافیت و دی سولفید مولیبدن (MoS₂) از رایج ترین گزینه ها در صنایع سنگین هستند.

روان کننده های خشک در شرایط دمای بالا

در کاربردهایی مانند پتروشیمی یا نیروگاه، که دما به سرعت افزایش می یابد، استفاده از روان کننده های خشک بر پایه تفلون یا سرامیک ضروری است. این مواد در برابر تبخیر یا اکسید شدن مقاوم اند.

روغن های مخصوص صنایع غذایی یا بهداشتی

در محیط هایی که تماس غیرمستقیم با مواد خوراکی وجود دارد، تنها باید از روغن های Food Grade استفاده کرد. این روان کننده ها فاقد ترکیبات سمی هستند و در عین حال از گالینگ جلوگیری می کنند.

افزایش یا کاهش قیمت استیل در بازار می‌ تواند بر تصمیم صنایع برای استفاده از گریدهای مختلف استیل ضدزنگ در اتصالات تأثیر بگذارد و در نتیجه نقش غیرمستقیمی در مدیریت هزینه‌ های نگهداری داشته باشد.

نکات اجرایی در روغن کاری اتصالات استیل

مقدار و روش صحیح استفاده از روان کننده

استفاده بیش از حد روان کننده می تواند باعث لغزش رزوه و کاهش گشتاور واقعی اتصال شود. مقدار ایده آل، لایه ای نازک و یکنواخت روی رزوه هاست.

زمان مناسب برای روغن کاری پیش از مونتاژ

بهتر است روان کننده بلافاصله قبل از مونتاژ و پس از تمیزکاری سطوح اعمال شود تا گردوغبار و آلودگی روی آن ننشیند.

خطاهای رایج در انتخاب یا استفاده از روان کننده

انتخاب روان کننده نامناسب (مثلاً گریس پایه کلسیم در دمای بالا) یا ترکیب چند نوع متفاوت می تواند اثر معکوس داشته باشد. همچنین نباید از روان کننده های قدیمی و اکسیدشده استفاده کرد.

مزایای روغن کاری منظم اتصالات استیل

افزایش عمر مفید پیچ و مهره ها

با کاهش اصطکاک، سایش رزوه ها کمتر می شود و طول عمر مکانیکی اتصالات به طور چشمگیری افزایش می یابد.

کاهش هزینه های نگهداری و تعمیرات

پیشگیری از گالینگ به معنی کاهش دفعات تعویض قطعات و توقف خطوط تولید است. این امر در صنایع بزرگ معادل صرفه جویی قابل توجه مالی است.

بهبود گشتاور بستن (Torque) و دقت در اتصال

روغن کاری باعث می شود نیروی گشتاور به جای غلبه بر اصطکاک، صرف کشش یکنواخت پیچ شود. نتیجه آن اتصال دقیق تر و پایدارتر است.

سایر روش های مکمل جلوگیری از گالینگ

انتخاب صحیح آلیاژ و گرید استیل

استفاده از ترکیب پیچ و مهره با گریدهای متفاوت استیل (مثلاً ۳۰۴ با ۳۱۶) خطر گالینگ را کاهش می دهد، زیرا احتمال جوش سرد بین فلزات هم جنس کمتر است.

پوشش دهی سطحی (Coating)

پوشش هایی مانند نیکل، روی یا کروم با ایجاد لایه ای محافظ مانع تماس مستقیم فلزات می شوند. در کاربردهای خاص، پوشش خشک مولیبدن نیز گزینه ای ایده آل است.

استفاده از پیچ و مهره های با روکش ضدگالینگ

تولیدکنندگان صنعتی امروزه پیچ هایی با روکش ضدگالینگ عرضه می کنند که دارای سطحی لغزنده و مقاوم به جوش سرد هستند.

جمع بندی

پدیده گالینگ، دشمن خاموش اتصالات استیل است که می تواند با بی توجهی به اصول ساده ای چون روغن کاری، خسارت های سنگینی ایجاد کند. انتخاب روان کننده مناسب، مقدار صحیح مصرف و نگهداری منظم از اتصالات، سه رکن اساسی در جلوگیری از این آسیب اند. برای هر کاربرد صنعتی باید روان کننده ای انتخاب شود که با دما، فشار و نوع محیط سازگار باشد.

سؤالات متداول