아연 플레이크 볼트와 흑색 산화 피막 너트: 질문 하나가 아니라 셋입니다

첫 번째 질문: 서로 부식시킵니까?

대개 걱정하는 방식으로는 아닙니다. 그 이유는 외우기보다 이해할 가치가 있습니다.

흑색 산화 피막은 화성 피막입니다. 다른 금속을 위에 입힌 것이 아니라 강 자체에서 자라난 산화물이며 대부분 마그네타이트입니다. 얇고 대개 투과성이 있어 보통 오일이나 왁스를 바릅니다. 그렇다고 전기화학적으로 맨 강과 같아지는 것은 아닙니다. 피막은 여전히 임피던스를 높이고 아래 강이 녹는 속도를 제한하며, 후처리를 하면 보호가 더해집니다. 도금한 부품보다 훨씬 덜 보호되지만 아무것도 없는 것은 아닙니다.

그리고 아연은 강에 대해 양극입니다. 둘이 젖은 채 연결되어 있으면 아연이 먼저 희생하여 강을 지킵니다. 애초에 나사에 아연을 입힐 가치가 있는 것도 같은 원리입니다.

대부분의 설명은 여기서 멈추지만 이 글은 멈추면 안 됩니다. “아연이 강을 보호한다”는 것은 전지 쌍에 대한 진술이지 해당 체결부에 대한 진술이 아니기 때문입니다. 볼트의 아연이 너트의 특정 부위를 보호하려면 여러 조건이 동시에 성립해야 합니다. 둘이 전기적으로 연결되어 있어야 하고, 연속된 전해질이 둘을 이어야 하며, 피막에 내줄 수 있는 전도성 있고 아직 활성인 아연이 있어야 하고, 보호 전류가 거리, 면적비와 분극을 이기고 실제로 그 지점에 닿아야 합니다.

그러니 정직한 답은 흔히 듣는 답보다 좁습니다. 너트가 볼트를 갉아먹지는 않으며, 볼트의 아연 일부는 자신이 아니라 너트의 일부를 보호하는 데 쓰일 수 있습니다. 이득이 아니라 비용입니다. 얼마나 쓰이는지는 면적비에 달려 있으며, 이는 갈바닉 부식 글에서 다룹니다.

이미 해 본 계산에도 단서가 붙습니다. 도금 수명을 두께 나누기 부식 속도로 추정하는 방법은 피막이 자기 자신만 보호하면 된다고 가정합니다. 그보다 많은 것을 덮고 있다면 추정은 낙관적입니다. 얼마나 낙관적인지는 형상에 달려 있고, 누구도 대신 측정해 주지 않았습니다.

두 번째 질문: 어느 부품이 체결부 수명을 결정합니까?

사람들이 원래 묻고 싶었던 질문이며 답은 단순합니다. 조립체는 가장 덜 보호된 부품만큼만 보호됩니다. 둘의 평균이 아닙니다. 부식에는 평균이 없습니다. 녹은 보호가 먼저 바닥난 곳에서 시작되고, 붉게 물든 체결부는 어느 쪽이 먼저 시작했든 붉게 물든 체결부입니다.

그러니 진짜 질문은 흑색 산화 피막 너트가 실제로 무엇으로 보호되느냐입니다. 이를 알려면 그 피막을 정의한 규격을 읽어야 합니다. ISO 11408:1999는 흑색 산화 피막의 용도를 나열하며 시작합니다.

흑색 산화 피막은 미끄럼면이나 지지면 사이의 마찰을 줄이거나, 장식 목적으로, 또는 빛 반사를 줄이기 위해 사용할 수 있다.(번역)

방식은 이 목록에 없습니다. 실수로 빠진 것도 아닙니다. 적용 범위가 이어서 직접 이렇게 말하기 때문입니다.

방청 처리를 하더라도 약한 부식 조건에서 매우 제한적인 방식만 얻을 수 있다.(번역)

이 문장은 두 가지를 동시에 말하므로 주의 깊게 읽으십시오. 매우 제한적인 보호이고, 그것도 약한 부식 조건에서만이며, 오일이나 왁스를 이미 바른 상태에서 내린 평가입니다. 그래도 말하지 않는 것이 있습니다. 매우 제한적이라는 말은 전혀 없다는 뜻이 아니며 산화 피막은 어느 정도 저항을 제공합니다. 요점은 흑색 산화 피막 너트가 맨 강이라는 것이 아니라 볼트보다 훨씬 덜 보호되며, 오일이 그 격차를 메우지 못한다는 것입니다.

이것으로 결론이 납니다. 도금한 볼트에 흑색 산화 피막 너트를 끼우면 너트가 수명을 결정합니다. 볼트에 들인 비용은 이제 체결부에서 가장 싼 부품에 의해 한계가 정해집니다. 표면 처리를 형용사로 비교하는 것과 같은 형태의 오류입니다. 이름은 색을 알려 주었을 뿐 보호 수준을 알려 주지 않았습니다.

세 번째 질문: 체결 토크 값은 어떻게 되었습니까?

이것이 가장 먼저 잘못됩니다. 셋째 해가 아니라 조립하는 날 잘못되기 때문이며, 아무도 묻지 않는 질문이기도 합니다.

토크가 그대로 체결 축력이 되지는 않습니다. 대부분은 나사산과 머리 아래의 마찰에 쓰이고 나머지만 체결부를 당겨 붙입니다. 맞닿는 어느 한쪽 면의 도금을 바꾸면 그 배분이 바뀝니다. 짝을 맞춘 조합에서 올바른 초기 체결력을 내던 토크 값은 섞인 조합에서는 그렇지 않으며, 그 사이 체결부는 겉보기에 아무런 차이가 없습니다. 원리는 토크와 체결 축력 글에서 설명하며, 그 핵심이 여기에도 그대로 적용됩니다. 마찰계수는 나사의 특성이 아니라 조합의 특성입니다. 도금을 섞으면 조합이 바뀝니다.

여기에 특유의 함정이 하나 더 있습니다. ISO 11408은 마찰계수를 구매자가 요구해야 하는 항목으로 둡니다. 공급자에게 제공할 추가 정보를 다룬 항에서 내마모성, 옥살산 저항성과 함께 나열되며, 선택 사항입니다.

따라서 일반적인 흑색 산화 피막 주문에는 부품에 딸린 합의된 마찰 수치가 없습니다. 얻을 수 없다는 뜻은 아닙니다. 공급업체가 공정 또는 배치 데이터를 갖고 있거나 시험을 해 줄 수도 있습니다. 하지만 이것은 물건과 함께 따라오는 숫자가 아니라 먼저 제기해야 하는 질문이며, 부품을 만들기 전에 묻는 편이 만든 뒤보다 훨씬 쌉니다. 그렇게 하지 못했다면 실제 조합으로 시험해 정하십시오.

어떻게 해야 합니까

• 가능하면 도금을 맞추십시오. 가장 싼 해결책은 대개 상자에 들어온 대로 받아들이지 않고 너트를 지정하는 것입니다. 너트는 그것이 일으키는 문제보다 작은 비용 항목입니다.
• 맞출 수 없다면 어느 부품이 수명을 결정할지 정하고 문서로 남기십시오. 문서화하지 않은 혼합 체결부는 나중에 논쟁거리가 되고, 문서화한 혼합 체결부는 방어할 수 있는 결정이 됩니다.
• 실제 조합으로 토크 값을 다시 정하십시오. 다른 조합의 숫자를 가져오지 말고, 어떤 조합에서 측정했는지 밝히지 않은 카탈로그의 숫자도 받아들이지 마십시오.
• 도금 수명 추정은 모두 낙관적인 것으로 취급하십시오. 희생층이 얼마나 넓은 노출 면적을 덮어야 하는지 알기 전까지는 그렇습니다.
• 견적 요청에 체결부의 용도를 밝히십시오. 혼합 도금 문제의 대부분은 너트를 볼트와 따로, 볼트에 무슨 도금이 되어 있는지 듣지 못한 사람이 조달했기 때문에 생깁니다. 화학 문제이기 전에 사양 문제입니다.

그리고 이 시리즈 전체의 요점인 일반론입니다. 표면 처리는 순서 속의 한 결정이며(영어) 마지막에 채워 넣는 한 줄이 아닙니다. 무엇과 맞대어 체결될지 고려하지 않고 고른 도금은 절반만 고른 것입니다.

관련 글

• 나사를 지정하는 순서(영어): 표면 처리 결정이 놓이는 위치
• 갈바닉 부식: 아연이 얼마나 빨리 소모되는지 정하는 면적비
• 도금은 몇 년이나 갑니까: 이 글 때문에 낙관적이 되는 추정
• 토크와 체결 축력: 마찰이 조합에 속하는 이유
• “매우 양호”와 “양호”: 도금 이름이 곧 보호 수준이 아닌 이유
• 표면 처리 선택: 이 결정보다 앞선 결정
• 체결 부품 견적 요청에 넣을 내용: 불일치가 주로 시작되는 곳

이 글은 5단계: 표면 처리를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.

자주 묻는 질문

아연 도금 볼트에 흑색 산화 피막 너트를 써도 됩니까?

기계적으로는 됩니다. 서로를 망가뜨리지도 않습니다. 하지만 세 가지를 한꺼번에 바꾼 것입니다. 아연은 흑색 산화 피막 아래의 강에 대해 양극이므로 자신뿐 아니라 너트도 보호하며 더 빨리 소모됩니다. 너트가 가장 덜 보호된 부품이므로 체결부 수명을 결정합니다. 그리고 마찰이 바뀌었으므로 기존 토크 값으로는 예전의 초기 체결력이 나오지 않습니다.

흑색 산화 피막은 방식 피막입니까?

ISO 11408에 따르면 아닙니다. 이 규격은 용도로 마찰 감소, 장식, 빛 반사 감소를 들고, 방청 처리를 하더라도 약한 부식 조건에서 매우 제한적인 방식만 얻을 수 있다고 밝힙니다. 사용 수명을 따질 때는 흑색 산화 피막 부품을 맨 강에 가깝게 취급하십시오.

아연이 너트까지 보호한다면 좋은 것 아닙니까?

원리가 작동하는 것은 맞지만 여전히 비용입니다. 희생 방식은 곧 소모이기 때문입니다. 너트에 쓰인 아연은 볼트에 쓰이지 않으며, 얼마나 빨리 소모되는지는 면적비가 정합니다. 양극이 작고 음극이 크면 빠릅니다.

도금을 섞으면 토크 사양이 바뀝니까?

바뀝니다. 그리고 대개 가장 먼저 바뀝니다. 마찰은 나사가 아니라 조합에 속하므로 어느 한쪽을 바꾸면 토크 중 체결 축력이 되는 비율이 달라집니다. ISO 11408은 마찰계수를 구매자의 선택 요구 사항으로 두므로 일반 주문에는 그 숫자가 없습니다.

아연 플레이크 볼트에 황색 아연 도금 너트를 쓰는 것도 문제입니까?

다르고 훨씬 작은 문제입니다. 둘 다 진짜 방식 피막이므로 하나가 보호를 하느냐가 아니라 같은 수준으로 보호하느냐가 질문이 됩니다. 두께와 부동태 처리를 비교하십시오. 마찰 문제는 여전히 남습니다.