Lapuan hylsyjen jännityskorroosio

brohu · huhtikuu 26, 2012, 19:52

Törmäsin mielenkiintoiseen ilmiöön ampuessanai parikymmentä vuotta vanhoja Lapuan .308 tehdastekoisia tarkkuuspatruunoita. Lähtönopeudet ja tarkkuus oli uutta vastaavalla tasolla, mutta joihinkin hylsyihin syntyi kantaosan yläpuolelle 1-2mm pieniä pituussuuntaisia repeämiä ohipuhalluksineen. Nalleissa ei näkynyt mitään erikoista. Tarkastin kaikki ammutut hylsyt ja havaitsin joissakin ehjissä hyvin pieniä samallaisia repeämän alkuja.

Olin tehtaaseen yhteydessä ja sieltä kerrottiin kyseessä olevan jännityskorroosio eli ampumaton hylsykin haurastuu itsestään. Kirjallisuuden perusteella kyseessä on messingin varastorepeäminen eli metallin muokkauksen yhteydessä hylsyyn syntyy jännityksiä, jotka yhdessä metallissa olevien pienten epäpuhtauksien ja ympäristön vaikutuksesta haurastuttavat hiljalleen varastoituja tuotteita.

Ilmiö on minulle uusi. Olen ampunut paljon esim. 40 vuotta vanhoja sotapaukkuja, jotka ovat olleet ulkoisesti melko kaameassa kunnossa, mutta yhdenkään hylsyyn ei ole syntynyt minkäänlaisia muodonmuutoksia. Olen ollut aina siinä käsityksessä, että oikein säilytetyt patruunat säilyvät isältä pojalle. Hyvin vanhoissa saattaa paineet nousta, mutta muutoin ei pitäisi olla ongelmia.

Onko kukaan koskaan törmännyt vastaavaan? Ovatko Lapuan hylsyt huonolaatuista erää vai tyypillinen ongelma? En ole koskaan nähnyt yhdessäkään patruunarasiassa tai hylsyerässä parasta ennen päivämäärää. ; ))

Trg22, matka 150m ja kasat repivät samaa kahden euron reikää.

SO · huhtikuu 26, 2012, 22:07

Tämä on varsin tyypillinen ilmiö, joskaan ei säännöllinen, kun ammutaan yli 10v vanhaa "nykypaukkua". Sakolla oli 2005/2008 takaisinkutsu vuonna 90-92 ladatuista 308 patruunoista joissa hylsyt halkesivat kannasta pituussuuntaan. Nykyruuteja ei kannata verrata niihin hyviin sodanaikaisiin, ne oli tehty säilymään ja nykyiset on tehty ammuttavaksi. Järjenkäyttö ei ole kiellettyä vaikka patruunoissa harvoin lukee "parasta ennen". Jos ampuu tietoisesti paukkuja joissa on hapettumia ulkopuolella niin kannattaa pitää hyvät yhteydet yläkertaan. Hapettumat ulkopuolella kertoo että niitä on sisäpuolellakin. Patruunoiden säilyvyys on riippuvainen niiden säilytysolosuhteista, siviilipatruunat on harvoin hermeettisiä ja tämän vuoksi ruuti voi kerätä kosteutta kun olosuhteet ovat otolliset. Tämä voi taas vaikuttaa patruunan säilyvyyteen ja hapettumiseen.

brohu · huhtikuu 26, 2012, 22:53

Mikähän nykyisissä hylsyissä tekee niistä hauraapia kuin vanhempien vuosikertojen? Metalliseoksien luulisi olevan paremmin hallittuja. Onko antiikkihylsyjen seinämävahvuus suurempi vai onko kysessä puhdas valmistustekninen optimointi eli ei kannata tehdä liian hyvää.

SO · huhtikuu 27, 2012, 07:45

Väittäisin ettei syy löydy välttämättä hylsystä.

mysteryman · huhtikuu 27, 2012, 07:57

Jos syy on jännityskorroosio niin jäännösjännitysten vähentäminen pienentää ongelmaa. Eli mitä paremmin hylsyt on päästetty sitä vähemmän jännityskorroosiota. Tuntematta tarkemmin lapuan hylsyjen valmistustekniikkaa, tuntuisi loogiselta että koska lapualaiset ovat tyypillisesti kovia ja kestävät hyvin paineita, niissä on myös kohtuullisesti syvävedon aiheuttamia jäännösjännityksiä. Päättelyketjua ei kuitenkaan tässä yhteydessä voi pitää aukottomana

.

brohu · huhtikuu 27, 2012, 17:24

Hylsyjen murtumisen syy on todennäköisesti juuri jännityskorroosi. Minkäänlaisia painejälkiä ei näy muualla hylsyssä tai nallissa. Teoriassa rasiallisen patruunoita voisi purkaa ja ladata uudestaan, jolloin ainoaksi muuttujaksi jäisi hylsy.

Hyllyllä oleva hylsy haurastuu itsestää valmistusvaiheessa siihen jääneiden jännitysten,huoneen ilmankosteuden ja epäpuhtauksien vaikutuksesta.

*******************

Jännityskorroosio

Jännityskorroosiossa metalliin muodostuu murtumia korroosion ja pinnassa vaikuttavan vetojännityksen vaikutuksesta. Jännityskorroosiomurtumaan johtava korroosioympäristö on spesifinen kullakin materiaalilla. Vetojännitystila puolestaan voi olla seurausta ulkoisesta kuormituksesta ja/tai sisäisistä jännityksistä.

Ulkoinen kuormitus voi aiheutua:

staattisesta kuormasta

termisistä mittamuutoksista

ruuviliitoksen kiristysvoimasta

staattisesta paineesta

pyörimisliikkeen hitausvoimista värähtelyistä.

Sisäisiä jännityksiä aiheuttavat esimerkiksi

kylmämuokkaus

lastuaminen

leikkaus

lävistäminen

hitsaus.

Sisäiset jännitykset ovat erityisen vaarallisia, koska niiden kokoa on vaikea ennustaa ja ne usein ovat hyvin suuria, lähes metallin myötölujuuden suuruisia. Erittäin vaaralliseksi tilanne muodostuu, kun sekä ulkoiset että sisäiset jännitykset vaikuttavat samanaikaisesti.

Tyypillisiä esimerkkejä jännityskorroosiosta ovat messingin varastorepeäminen ja teräksen lipeähauraus. Messinkien varastorepeämistä tapahtuu valmistuksen (kylmämuokkaus, syväveto) aikana rakenteeseen syntyneiden sisäisten jännitysten, ammoniakin ja muiden typpeä sisältävien aineiden korroosion vaikutuksesta. Ilmiöön vaadittava ammoniakin määrä on äärimmäisen vähäinen ja se tiivistyy varastoinnin aikana ilman vesihöyryn mukana messingin pinnalle. Lipeähaurautta esiintyy kylmämuokatuissa (esim. niittaus, mankelointi) kattilateräksissä emäksisissä olosuhteissa.

Jännityskorroosion aiheuttama murtopinta muistuttaa hauraan murtuman murtopintaa, vaikkakin sen aiheuttaja itse asiassa on paikallinen korroosio. Kappaleen efektiivisen poikkipinnan pienentyessä kuormitus lisääntyy, jolloin murtuminen saa mekaanisen luonteen. Murtuminen voi edetä joko raerajoja pitkin tai rakeiden lävitse.

Jännityksen lisääntyminen vähentää murtumiseen johtavaa aikaa. Jännityksen on ylitettävä tietty rajajännitys, ennen kuin jännityskorroosiota esiintyy. Joissakin tapauksissa jännityskorroosiota saattaa aiheuttaa jopa vain 10 % materiaalin myötörajasta oleva jännitys. Rajajännitys, jonka yläpuolella jännityskorroosiota esiintyy, riippuu kuitenkin hyvin oleellisesti materiaalin ja ympäristön yhdistelmästä.

Happi ja muut voimakkaat hapettajat lisäävät jännityskorroosioherkkyyttä. Esimerkiksi tavallisella austeniittisella ruostumattomalla teräksellä esiintyy jännityskorroosiota vain hapettavissa kloridiliuoksissa. Jännityskorroosiota voidaan estää poistamalla happi liuoksesta. Jännityskorroosiota tapahtuu yleensä vain tietyllä metallin ja liuoksen välisellä potentiaalialueella. Muuttamalla potentiaalia joko anodiseen tai katodiseen suuntaan jännityskorroosio voidaan välttää. Lämpötilan nousu kiihdyttää jännityskorroosiota. Tietyillä seoksilla, kuten magnesiumseoksilla, jännityskorroosiota tapahtuu jo huoneen lämpötilassa; useimmiten jännityskorroosio kuitenkin vaatii korotettua lämpötilaa.

Metallin koostumuksen lisäksi sen mikrorakenne (raekoko, orientaatio, erkaumat, sulkeumat), dislokaatiorakenne ja faasien termodynaaminen stabiilisuus (metastabiilit faasit) vaikuttavat jännityskorroosiotaipumukseen. Täten lämpökäsittelytila, muokkausaste ja niiden säätelemät ominaisuudet, kuten lujuus ja kovuus, määräävät tietyillä seoksilla sen, ovatko ne taipuvaisia jännityskorroosioon.

Huolimatta siitä, että jännityskorroosio on käytännössä hyvinkin yleinen ja haitallinen vaurioita aiheuttava korroosiomuoto, sen mekanismia ei vieläkään ole täysin selvitetty.

Osittain tämä johtuu siitä, että mekanismi on eri materiaalien ja ympäristön yhdistelmillä erilainen.

Seostetuilla teräksillä yleinen jännityskorroosion muoto on niin sanottu vetyhauraus, jossa rakenteen haurastuminen on seurausta teräkseen diffuntoituneesta atomaarisesta vedystä. Vety voi olla peräisin ympäristöstä, pinnalla tapahtuvista korroosioreaktioista, peittauksesta, hitsauksesta jne. Katodisessa reaktiossa syntyvä metalliin diffuntoituva vety voi aiheuttaa myös ns. vetyhalkeilua. Diffuntoitunut vety kerääntyy vetymolekyyleinä huokoseen, jolloin paine huokosessa nousee ja aiheuttaa rakenteen murtumisen.

****************

Jännityskorroosion ilmenemiseen vaadittavat olosuhteet ovat hyvin materiaalikohtaisia. Yleisesti jännityskorroosion aiheutumiseen tarvitaan materiaalille spesifit olosuhteet ja materiaalin pintaan vaikuttava vetojännitys. Vetojännitys voi aiheutua materiaalin pintaan ulkoisesta voimasta tai sisäisistä jännityksistä. Vaadittavan vetojännityksen suuruus voi olla merkittävästi materiaalin myötölujuutta alhaisempi. Sisäisiä jännityksiä materiaaliin saattavat aiheuttaa materiaalin työstäminen tai sen lämpökäsittely. Puhtaat metallit ovat yleensä vähemmän alttiita jännityskorroosiolle kuin seostetut metallit. Ilmiöön tarvittavat ainepitoisuudet ovat hyvin pieniä, joten ne voivat konsentroitua materiaalin pinnalle normaalin ilmakehän olosuhteissa. Materiaalin pinnalla oleviin halkeamiin saattaa kehittyä muuta ympäristöä voimakkaammat olosuhteet. Jännityskorroosiota voi tapahtua huoneenlämpötilassa tietyillä materiaaleilla, mutta yleensä tarvittava lämpötila on tätä korkeampi.

Materiaalin alttius jännityskorroosiolle on riippuvainen mikrorakenteesta, dislokaatiorakenteesta ja faasien termodynaamisesta stabiilisuudesta. Murtumien ilmenemiseen kuluva aika vaihtelee voimakkaasti materiaalista ja olosuhteista riippuen. Lämpötilan nousu ja aine konsentraatioiden väkevöityminen nopeuttavat yleensä jännityskorroosio murtumien syntymistä ja etenemistä materiaalissa. Jännityskorroosio voi edetä materiaalissa pääsääntöisesti kolmella eri mekanismilla. Raerajoilla etenevässä galvaanisessa jännityskorroosiossa korroosiolla on jännitystä suurempi vaikutus. Jännityskorroosio voi edetä myös aktiivisen liukutason läheisyydessä, jolloin jännityskorroosio heikentää kohtaa kunnes siinä tapahtuu muodonmuutos. Muodonmuutoksen jälkeen syvemmällä oleva materiaali altistuu jännityskorroosiolle, ja sama mekanismi toistuu. Suojaavan oksidikalvon omaavissa materiaaleissa jännityskorroosion eteneminen voi aiheutua siitä että jännitys rikkoo suojakalvon ja sitten alla oleva materiaali altistuu korroosiolle.

Osa niukkahiilisistä teräksistä on altis jännityskorroosiolle kun se altistetaan ympäristölle jossa on nitraatteja, amiineja, vedetöntä ammoniakkia tai vesiliuoksille joissa on natriumhydroksidia tai kaliumhydroksidia. Puhekielessä saatetaan puhua teräksen "lipeähauraudesta". Hiiliteräkset voivat olla alttiita ilmiölle vähähappisissa ympäristöissä joissa on rikkivetyä. Osa ruostumattomista teräksistä ovat alttiita jännityskorroosiolle happamissa kloridiliuoksissa, esimerkiksi AISI 304, 304-L, 305, 309, 316, 347, 347-L, 310 ja 314. Jotkut alumiiniseokset ovat alttiita jännityskorroosiolle NaCl-lioksissa, esimerkiksi 7049, 7050, 7500. Messingeillä esiintyy niin kutsuttua "varastorepeämää", kun ne altistuvat ammoniakille tai muille typpiyhdisteille. Osa titaanimetalleista ovat alttiita CH4HCL seoksessa ja Fluori-ioneita sisältävissä liuoksissa. Osa Magnesiumseoksista ovat alttiita NaCl-K2CrO4- liuoksissa.

***********

Kuparimetalleilla yleisin jännityskorroosiomuoto on messinkien ns. varastorepeäminen. Jännityskorroosion syy on tällöin usein muokkauksen aikana syntyneet sisäiset jännitykset. Varastorepeämistä tapahtuu jos ympäristössä on pieniäkin määriä ammoniakkia, amiineja tai nitriittejä.

brohu · huhtikuu 27, 2012, 19:03

Rasioissa patruunat on pakattu styroksiseen alustaan, jossa ne pysyvät järjästyksessä. Polystyreeni on polymeeri, jota valmistetaan styreenistä. Styreeni syövyttää kuparia ja kuparilejeerenkejä. Messinki on kuparin lejeerinki. Hylsy valmistetaan messinkiseoksesta vetämällä, jolloin kappaleeseen jää jännityksiä. Styreenijäämät yhdessä jännitysten kanssa aiheuttavat jännityskorroosiota. Kaiken lisäksi messinkinen hylsy täytetään ruudilla ja perään painetaan nalli, jotka kummatkin sisältävät messinkiä haurastuttavia yhdisteitä. Hylsyjä ei saisi myöskään käsitellä paljain käsin, sillä käsistä siirtyy hylsyn pintaan epäpuhtauksia, jotka kiihdyttävät varastorepeämistä.

Täytyy ihmetellä, että tässä on pysynyt näinkin kauan hengissä piipunsuun vastakkaisella puolella. ; ))

POM · toukokuu 08, 2012, 21:43

Ostin hiljattain kätetyn drillingin ja sen mukana tuli melkoinen lasti luotipiipun patruunoita, kaliberi 8 x 57 JRS. Patruunoita oli kolmea kategoriaa:

RWS:n lataamaa 12,8 gramman Brenneken luodilla (TIG vai oliko TUG, en muista kumpia, kun patruunat ei ole tässä käsillä)

Muovipussillinen itseladattuja ruudilla Vihtavuori N135 ja päässä Sakon 8,2 gramman kokovaippa

Kolme laatikollista RWS:n alkuperäisiin hylsylaatikoihin pakattuja samoin itseladattuja kuin edelliset

Jälkimmäiset kaksi kategoriaa olivat siis identtiset, ainoa ero niiden välillä oli se, että oletettavasti tuo muovipussillinen oli kulkenut metsällä mukana rautaisannoksena. Molemmat erät oli ladattu RWS:n hylsyihin ja hylsyt ostettu lataamattomina, nallittomina ja noita rautaisannoksen patruunoitakaan ei näyttäisi ladatun toiseen kertaan.

Kun aseen historian perusteella tiesin patruunat vanhoiksi eli peräisin vuosilta 1983 tai 1984, tarkistin ne kaikki yksitellen päällisin puolin etsien merkkejä kuparihomeesta ym päällepäin näkyvistä mahdollisista ongelmista ja tulos oli seuraava: RWS:n lataamat sekä RWS:n alkuperäisiin hylsylaatikoihin pakatut itseladatut olivat aivan kuin suoraan tehtaalta tulleet. Muovipussista sen sijaan löytyi yksi patruuna, jossa oli hylsyn kaulassa pienen pieni halkeaman alku, josta näkyi hiukan kuparihometta. Kun olin juuri lukenut tämän threadin muutama päivä aikaisemmin päätin tarkistaa muutaman patruunan kustakin osiosta purkamalla ne RCBS:n purkuvasaralla. Aloitin muovipussillisesta ja korostan, ettei tuon edellä mainitun yhden patruunan lisäksi siinäkään erässä yhdessäkään ollut päällepäin nähtävissä mitään, mikä olisi viitannut siihen, että patruunoissa olisi mitään ongelmaa. Ensimmäinen patruuna vasaraan ja naputtelun jälkeen lopulta luoti irtosi, mutta kera hylsyn kaulan! Hylsy siis katkesi ja hylsyn sisäpuoli aivan kuparihomeen peitossa. Ruuti sen sijaan näytti olevan aivan kunnossa. Seuraava patruuna vasaraan ja aivan sama tulos, sitä seuraava sentään purkautui normaalisti eli hylsy ei katkennut, mutta sisältä hylsy kauttaaltaan kuparihomeessa. Eli ainakin nämä muovipussipatruunat käyttökelvottomia.

Seuraavaksi purin muutaman itseladatun alimmasta kategoriasta ja hylsyt kauttaaltaan sisältä kuparihomeessa vaikka päältäpäin ne näyttävät aivan kuin juuri tehtaalta lähteneet. Siis nämäkin hylkyyn. Jäljellä oli enää RWS:n lataamat ja yllätys, yllätys: ei merkkiäkään kuparihomeesta, hylsyjen sisäpinnastakin näkisi kuvansa, jos vain sisälle mahtuisi.

Muovipussipatruunoita lukuun ottamatta muut patruunat on melko varmasti säilytetty tasan samoissa olosuhteissa, mutta tehdasladatuissa ei ole siis mitään merkkejä korruptoitumisesta. Puretuista patruunoista kertyneen ruudin hävitin polttamalla ja ihan näytti palavan kuin olisi juuri tehtaalta tullut. Kysymys kuuluu, mistä noin huomattava ero hylsyjen sisäpintojen korruptoitumisessa voi johtua? Vaihtoehdoiksi jäänee ero Vihtavuoren ja RWS:n käyttämän ruudin ominaisuuksissa tai sitten tehdasladatut ovat 'tiiviimpiä' kuin itseladatut. Kuparihome tarvinnee kosteutta?

Summa summarum: varovainen olen pykinyt olemaan vanhempien ampumatarvikkeiden suhteen aiemminkin, mutta kriittisyyden tasoa on näköjään tarve nostaa. Suosittelen muillekin.

kraft · maaliskuu 17, 2018, 18:04

Hankin tässä taannoin eräästä poistomyynnistä usemman lootan Lapuan Scenaria jotka saapuivat vanhahkon näköisissä pahvilootissa.

Parin ensimmäisen laukauksen jälkeen lukko jumitti (Jalosen aktio) mutta en miettinyt asiaa sen kummemmin kun kyseessä oli minulle uusi ase.

Sitten kolmas tai neljäs puhalsi rojut lukon perästä kasvoille jostain reiästä ja tajusin katsoa hylsyjä hieman tarkemmin.

Tosiaan, hylsyn kannan tuntumassa, pituussuunnassa 1-2 repeämän alkua ja yhdessä täysi repeämä.

Paukut takaisin myyjälle ja siitä eespäin valmistajalle.

Onneksi en ampunut millään lelupyssyllä. Pamaus oli melko massiivinen...