ข้อควรระวังทั่วไป: ไม่ใช่ทองเหลืองทั้งหมดจะปลอดภัย
ข้อต่อทองเหลืองมาตรฐานเชิงพาณิชย์โดยทั่วไปไม่ปลอดภัยสำหรับการใช้งานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือน้ำเค็ม สาเหตุหลักคือการกัดกร่อนประเภทหนึ่งที่เรียกว่าดีซิงค์ซิฟิเคชัน ซึ่งถูกเร่งอย่างรวดเร็วโดยคลอไรด์ที่พบในน้ำทะเล
กระบวนการกำจัดซิงค์ในน้ำเค็ม
การดีซิงค์ซิฟิเคชั่นเป็นปฏิกิริยาเคมีที่ส่วนประกอบสังกะสีของโลหะผสมถูกชะออกมา ในน้ำเค็มที่มีความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนสูง อัตราการละลายของสังกะสีจะเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่อบอุ่น สิ่งที่เหลืออยู่คือโครงสร้างทองแดงที่อ่อนแอ มีรูพรุน และเป็นรูพรุน
ความล้มเหลวอย่างรุนแรงในน้ำเค็มร้อน
ความเสี่ยงต่อความล้มเหลวมีความสำคัญอย่างยิ่งในน้ำทะเลอุ่น การศึกษาทางเคมีบันทึกไว้ว่าในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 16% ที่อุณหภูมิ 60 องศาถึง 80 องศา การสลายสังกะสีมีความรุนแรง ปริมาณทองแดงของพื้นผิวโลหะผสมเพิ่มขึ้นเป็น 98% ซึ่งหมายความว่าสังกะสีที่มีโครงสร้างหายไป ส่งผลให้ข้อต่อเปราะบางมาก
แนวทางแก้ไขที่ได้รับอนุมัติ: DZR Brass
สำหรับการใช้งานทางทะเลอย่างปลอดภัย คุณต้องใช้DZR ทองเหลือง(Dezincification Resistance Brass) หรือที่เรียกกันว่าทองเหลือง CR (Corrosion Resistance) ผู้ผลิตผลิตอุปกรณ์ปรับผิวและส่วนประกอบอื่นๆ จากทองเหลือง DZR โดยเฉพาะ โดยระบุอย่างชัดเจนว่าเหมาะสำหรับการสัมผัสกับน้ำทะเล โลหะผสมนี้มีสารเติมแต่ง เช่น ดีบุกหรือสารหนู เพื่อป้องกันการชะละลายของสังกะสี
บรอนซ์กับทองเหลืองในการกัดกร่อนแบบกัลวานิก
ความปลอดภัยขึ้นอยู่กับการรักษาชุดประกอบที่ "เปียก" ทั้งหมดให้สอดคล้องกัน ความเสี่ยงที่ทราบคือการกัดกร่อนของกัลวานิกระหว่างทองเหลืองและโลหะผสมทองแดง ความแตกต่างในความสูงส่งระหว่างโลหะทั้งสองในอิเล็กโทรไลต์ (น้ำเค็ม) ทำให้เกิดแบตเตอรี่ ทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างรวดเร็วของวัสดุที่มีตระกูลน้อยกว่า (ทองเหลือง)
แนวทางวิชาชีพทางทะเล
นี่ไม่ใช่เทคนิคเล็กน้อย ผู้ค้าปลีกทางทะเลรายใหญ่จะไม่ขายอุปกรณ์ทองเหลืองมาตรฐานสำหรับการใช้งานผ่าน-ตัวเรือ พวกเขาเตือนอย่างชัดเจนว่าเนื่องจากความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิก พวกเขา "ขอแนะนำให้คุณไม่ใช้โลหะผสมเหล่านี้ร่วมกันในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำเค็ม" และแนะนำให้ใช้บรอนซ์หล่อหรือพลาสติกเฉพาะทาง เช่น Marelon® แทน
ด้านบน-น้ำเทียบกับด้านล่าง-การใช้น้ำ
สถานที่จะเป็นตัวกำหนดความรุนแรงของความเสี่ยง บางครั้งข้อต่อทองเหลืองอาจยอมรับได้สำหรับการใช้งานเหนือระดับน้ำ- เช่น บนราวดาดฟ้าหรือการระบายอากาศ โดยที่อุปกรณ์เหล่านั้นไม่ได้จมอยู่ใต้น้ำอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม สำหรับการติดตั้งใต้น้ำหรือทะลุ-ตัวเรือ ทองเหลืองมาตรฐานจะไม่ปลอดภัยและจะเสียหายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
งานวิจัยเกี่ยวกับการสัมผัสบรรยากาศ
แม้จะอยู่นอกน้ำ อากาศในทะเลก็มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ การวิจัยเกี่ยวกับโลหะผสมทองแดงที่สัมผัสกับบรรยากาศทางทะเลแสดงให้เห็นว่าอัตราการกัดกร่อนในอากาศทางทะเล (0.6 ถึง 1.1 µm ต่อปี) สูงกว่าในอากาศในชนบท (0.2 ถึง 0.6 µm ต่อปี) ในช่วงเวลาที่ยาวนาน แม้แต่ "การลดความเสื่อมของทองเหลืองก็มีนัยสำคัญ" ในชั้นบรรยากาศทางทะเล
การชุบและการเคลือบไม่ใช่วิธีแก้ปัญหา
แม้ว่าข้อต่อทองเหลืองบางตัวที่มีไว้สำหรับสวน "กลางแจ้ง" หรือการใช้น้ำจืดจะมีการชุบโครเมียมหรือนิกเกิลเพื่อต้านทานการหมอง แต่นี่ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาสำหรับการแช่น้ำเค็ม การเคลือบเป็นเพียงสิ่งกีดขวางชั่วคราวเท่านั้น เมื่อเกิดรอยขีดข่วน ทองเหลืองที่อยู่ด้านล่างจะสลายตัวอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมทางทะเล
ดีบุกทองเหลืองและบทบาทเฉพาะของดีบุก
โลหะผสมทองเหลืองบางชนิดมีดีบุก การศึกษาได้ตรวจสอบ Cu-30Zn-1Sn (ทองเหลืองดีบุก) เพื่อดูความต้านทานการกัดกร่อน สิ่งที่น่าสนใจคือ ระยะที่อุดมด้วยดีบุกในขอบเขตเกรนของโลหะผสมไม่ได้ถูกโจมตีเนื่องจากการก่อตัวของดีบุกไดออกไซด์ (SnO₂) อย่างไรก็ตาม เมทริกซ์เฟสอัลฟา ( ) ฐานของข้อต่อยังคงมีการกัดกร่อนเป็นพิเศษและการตกตะกอนของทองแดง
ความแข็งแรงทางกลและปัจจัยการสึกหรอ
แม้ว่าบรอนซ์จะมีความแข็งกว่ามากและทนทานต่อการสึกหรอมากกว่าทองเหลือง ความเสี่ยงหลักในการใช้งานทางทะเลไม่ใช่แรงเสียดทานทางกายภาพ แต่เป็นความล้มเหลวทางเคมีไฟฟ้า ความแข็งแกร่งที่สูงกว่าของทองแดงทำให้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีแรงเค้นสูง- เช่น ใบพัด แต่สำหรับข้อต่อแบบคงที่ ปัจจัยที่สำคัญยังคงเป็นความต้านทานต่อการกัดกร่อน
มาตรฐาน ASTM และข้อมูลจำเพาะของวัสดุ
เพื่อความปลอดภัย ผู้ผลิตและวิศวกรต้องอาศัยมาตรฐานโลหะผสมเฉพาะ โดยทั่วไปแล้ว-เกรดบรอนซ์สำหรับมารีนจะเป็นไปตามข้อกำหนด ASTM B-61 หรือ B-62 ซึ่งมีไว้สำหรับความต้องการการสัมผัสน้ำทะเลในระดับสูงโดยเฉพาะ หากข้อต่อทองเหลืองขาดระดับ "มารีน" หรือ "DZR" เฉพาะ จะต้องเปลี่ยนด้วยทองแดงที่เหมาะสมหรือส่วนประกอบคอมโพสิตที่ได้รับการรับรองเพื่อใช้ในน้ำเค็ม
สรุป
ข้อต่อท่อทองเหลืองโดยทั่วไปจะไม่ปลอดภัยสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล เว้นแต่จะมีป้ายกำกับเฉพาะว่า DZR (Dezincification Resistance) อุปกรณ์ทองเหลืองมาตรฐานจะเกิดการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วและการกัดกร่อนของกัลวานิกเมื่อสัมผัสกับน้ำเค็ม
สำหรับการใช้งานด้านล่าง-บริเวณแนวน้ำ หรือในกรณีที่ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญ ให้ใช้ข้อต่อทองเหลืองหล่อ (ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในอดีตสำหรับน้ำทะเล) หรือวัสดุผสมที่ไม่ใช่โลหะ-ที่ได้รับอนุมัติ ตรวจสอบเครื่องหมาย DZR หรือ CR (ทนต่อการกัดกร่อน) เสมอ และอย่าผสมทองเหลืองและโลหะผสมทองแดงในระบบน้ำเค็มเดียวกัน
