Бүгінгі таңда болаттан жасалған ғимараттар құрылыс нормалары мен ASTM A572 болат сияқты материалдарға және қазіргі заманғы шіруден сақтану әдістеріне байланысты 50-ден 100 жылдан астам уақытқа салынады. Көптеген инженерлер заңмен белгіленген талаптардан хабардар болып, негізгі жүктеме талаптарын екі есе арттыратын қосымша қауіпсіздік шектерін қосады. Шынайы әлемде жүргізілген кейбір сынақтар да өте жақсы нәтижелер көрсетті. 2023 жылғы Болаттан Жиналған Құрылымдар Индустрия Ассоциациясының есебі бойынша, цинкпен капталған болат 75 жыл бойы қатаң жағдайларда тұрғаннан кейін де өзінің беріктігінің шамамен 98% сақтайды. Мұндай төзімділік коммерциялық жобалар үшін онша қаржы салмай, ондаған жылдар бойы төмен қызмет көрсету құнын сақтауға мүмкіндік беретін өте сенімді құрылымдардың таңдауына алып келеді.
1931 жылы 60 000 тонна болатпен салынған Империя ғимараты тұрақты техникалық қызмет көрсету арқылы ұзақ мерзімді жұмыс істеудің мысалы болып табылады:
Осылайша, ылғалды емес климаты бар елдердегі соғысқа дейінгі болат көпірлері (NACE International, 2021) тұрақты техникалық қызмет көрсету кезінде жыл сайын 0,05 мм-ден аспайтын коррозия деңгейін көрсетеді, бұл ұзақ қызмет ету мерзімі белсенді күтіммен қол жеткізілетінін көрсетеді.
Қазіргі заманның жобалары барлық негізгі инновациялар арқасында 75–125 жылдық пайдалану қарқынын мақсат етеді:
| Инновация | Қызмет ету ұзақтығына әсері |
|---|---|
| Ауа-райына төзімді болат (ASTM A588) | +20–35 жыл |
| Роботтардың жабынды қолдануы | +15 жыл |
| Құрамында коррозия сенсорлары | +10–18 жыл |
Бұл технологиялар толық қайта құруды қажет етпей, өмірлік циклды құны тиімді түрде ұзартуға мүмкіндік береді және салымның тұрақтылығы мен құндылығын арттырады.
Нақты орындалу үш негізгі айнымалыға байланысты:
Жақсы қадағаланатын қалалық коммерциялық болат ғимараттары әдетте 68 жылдық ауыстыру цикліне жетеді – бұл бетон аналогтарынан әлдеқайда ұзақ, олардың орташа қызмет ету мерзімі 42 жылды құрайды (Global Construction Council 2023).
Судың жағалау бойларындағы тұзды ауасы коррозияның дамуын шынымен де тездетеді, материалдардың ішкі аймақтарда байқалатыннан 3-5 есе тезірек бұзылуына әкеледі. Мысалы, көміртегі болаты теңіз ортасында жылына шамамен 4,8 мил дейін тот басады, ал құрғақ ішкі аймақтарда сол өз металл жылына шамамен 1,2 милдан жоғалтады, бұл NACE-дің өткен жылғы есебінде көрсетілген. Мұнда теңіз бүркіндісінің хлорид иондары қорғауыш қаптамалар арқылы өтіп, тот түзілуіне әкелетін электрхимиялық реакцияларды бастайды. Ішкі аймақтарға қарай өткенде, өнеркәсіптік аймақтар өзгеше қиыншылықтармен кездеседі. Ондағы қышқылды ластанулар жылына шамамен 2,1 милдай зақым келтіреді. Бірақ қызықтысы, ылғалдылық тұрақты болып тұратын ауылдық аймақтарда бүкіл әлем бойынша ең баяу бұзылу деңгейлері байқалады.
ASTM A588 және ASTM A242 сияқты кейбір жоғары өнімділіктегі қорытпаларда мыс, хром және никель бар, бұл олардың бетінде тұрақты оксид қабаттарын жасайды. Бұл нені білдіреді? Бұл материалдарды пайдалану кезінде техникалық қызмет көрсету талаптары кәдімгі көміртекті болатқа қарағанда едәуір төмендейді. Кейбір бағалаулар бойынша уақыт өте келе күтім қажет болғаны 60%-ға азаяды. Сондықтан біз Кортенді темірді жағалаудағы көпірлердің құрылысында жиі қолданамыз. Сол жерде тұзды ауа проблема туғызады. Алайда, өте қиын жағдайда инженерлер 316 дәрежелі тот баспайтын болатқа немесе түрлі түрдегі дуплекс қорытпаларға жүгінеді. Бұл материалдар 70 жылдан астам уақытқа созылады, өйткені олардың өзегі коррозияға қарсы тұрады. Оларды тот баспау үшін қорғауға арналған құрылғылар күн сайын қоршаған ортаның қауіпті факторларына ұшырайтын құрылыстар үшін өте қолайлы.
Жақсы дизайн су бөгелуін болдырмау үшін кем дегенде 2 градус бұрышты, коррозиядан сақтандыру мақсатында 1,5-3 миллиметр аралығындағы шекті мөлшерді қамтиды және конструкцияда ылғал жиналуы мен қосылу нүктелеріндегі кернеуді төмендетуге көмектесетін модульді қосылыстарды қарастырады. Американдық болат құрылыс институтының стандарттарына сәйкес, маңызды қосылу нүктелері жүйенің басқа бөліктеріне таралмайтындай етіп, қалыпты жүктеме сыйымдылығынан 1,67 есе жоғары қауіпсіздік коэффициентіне ие болуы тиіс. Құрылысшылар цинкпен капталған бұрандалар мен резеңке сақиналар орнатқан кезде, бұл қосылыстар ылғалдылығы жоғары аймақтарда әлдеқайда ұзақ қызмет етеді, алдыңғы қызмет көрсету немесе толық жөндеу жұмыстарын орындауға дейін кейде 40 жылға дейінгі қызмет ету мерзіміне жетеді.
Болат динамикалық кернеу циклінің әрбір 10,000 ретінде шамамен 0,8% усталым беріктігін жоғалтады. Үздіксіз тербеліс бар өнеркәсіптік орталарда, қатаңдатылған арқалық қабырғалары мен дөңгелектелген ендіру бұрыштары жүктемені тегіс таратуға көмектеседі. Шекті элементтерді талдау (FEA) қазір 92% дәлдікпен кернеу концентрацияларын болжай алады, бұл бұзылулар болмас бұрын мақсатты күшейтуге мүмкіндік береді.
Понмонның 2023 жылғы зерттеуіне сәйкес, егер рұстан тазартпау орын алса, құрылымдардың шамамен 30% аз ғана салмақ көтеруі мүмкін. Металл тот басқан кезде, материалдардың тез ыдырауына ықпал ететін, бұзылғыш темір тотығының қабаттары пайда болады. Бұл әсер теңіз жағалауында ерекше күшті болады, себебі тұзды су заттардың коррозияға ұшырауын әдеттегіден алты есе тездетеді. Егер біз бұндай зақымдануды тоқтата алмасақ, пайдалану кезінде ауыр жүктемелерді ұзақ уақыт көтеруге қажет болатын маңызды бөлшектер, мысалы дәнекерлеу немесе болттар істен шығуы мүмкін.
Тот басу - ылғал мен оттегі әсерінен анодтық аймақтарда тотығу және катодта тотықсыздану процестері арқылы жүретін электрхимиялық реакция. Бұл әртүрлі өткізгіштіктегі нақты тот қабаттарының пайда болуына әкеледі:
| Қабат түрі | ПРОВОДИМОСТЬ | Тот басу жылдамдығына әсері |
|---|---|---|
| Магнетит (Fe₃O₄) | Жогары | Тездетеді |
| Гематит (Fe₂O₃) | Төмен | Баяулатады |
Теңіз ортасы электролитке бай жағдайды сақтайды, анодтық және катодтық аймақтар арасындағы электрондардың үздіксіз ағынын тудырады және бұзылу процесін жылдамдатады.
Үш негізгі коррозияға қарсы стратегия құны мен өнімділік бойынша әртүрлі компромистер ұсынады:
Жергілікті деректер көрсеткендей, гальванизацияланған болат конструкциялар өнеркәсіптік аймақтарда эпоксидпен жабылған конструкцияларға қарағанда 73% аз жөндеуді қажет етеді (2024 Corrosion Journal).
Жабындың сәтті болуы үшін бетін дайындау қолдану әдісінен гөрі маңыздырақ:
Қирауға қарсы шектеулердің дұрыс өңделуі мен дәнекер тігістердің боялуы ASTM B117 тұзды бұлттық сынақтарға сәйкес ерте бұзылулардың 89%-ын болдырмауға мүмкіндік береді.
Суық және ылғал аймақтарда орналасқан болат конструкцияларды алты ай сайын тексеріп отыру, кейінірек үлкен мәселелерге айналмас бұрын бұзылу белгілерін уақытылы анықтау үшін шынымен пайдалы. 2023 жылғы коррозия бойынша жүргізілген соңғы зерттеулерде тағы бір маңызды нәтиже алынды – тексерілмейтін конструкциялармен салыстырғанда, ретті техникалық қызмет көрсету материалдардың жоғалуын шамамен 60% дейін азайтады. Бұндай тексерістерді жүргізген кезде, әдетте бірінші болып бұзылатын орындарға ерекше назар аударыңыз. Пайдаланылатын пайдаланылатын орындарды, болттар мен винттердің қалай ұсталып тұрғанын жақсылап тексеріңіз және қорғауыш қабаттарының әлі де сақталған-жоқтығын тексеріңіз. Шатыр шеттерінің астында немесе су жиналатын төменгі пластиналардың маңында сияқты жиі суға тыйылатын орындарға ерекше назар аударыңыз.
Жұмсақ климаты бар аймақтарда цинкпен капталған болаттың 50-75 жылдай төзімді болуы тән, содан кейін қайта өңдеу қажет болады. Бірақ қатаң жағдайларға ұшырағанда осы қайта каптау аралықтары нақты қысқарады. Тұзды ауа ортасында ескі мектептің цинкпен бай грунттарымен салыстырғанда жаңа эпоксидті-полиуретанды қоспалар шынымен де 25 пайызға ұзақ қолданылады. Жер сілкінісі болатын аймақтардағы құрылыстар үшін ультрадыбысты бақылау бекіту бұрандаларын діріл кезінде де барлық нәрсенің берік болуы үшін дұрыс кернеуде ұстайды. Сонымен қатар, коррозия тұрақты күреске айналып отыратын жағалау аймақтарында, қалыпты көміртегілі болат бекіту бұйымдарына қарағанда, хромды болат бекіту бұйымдары нақты жеңіп шығады және олардың өнімділігі хромды болат үшін бірге үш қатынасында болады.
Көлбеу беттерді, капиллярлық саңылаулар мен су бөлу тесіктерін қолдану қосылыстардағы ылғалдың жиналуын азайтады. Дұрыс дренаждық жүйе бетіндегі ылғалдылықты 40% -ға дейін төмендетіп, тоттанудың баяулауына ықпал етеді. Оқшаулау жүйелеріндегі жылулық саңылаулар сонымен қатар орташа ендік аймақтардағы құрылымдық беріктік мәселелерінің 78% -ына әкелетін конденсацияны шектейді (2024 жылғы беріктік бойынша есеп).
Интернет заттарына негізделген тоттану датчиктері ±0,1 мм дәлдікпен нақты уақыт режимінде қалыңдық өлшеулерін жүргізіп, дәлме-дәл араласу жоспарын қамтамасыз етеді. 50 000 құрылымдық сканерлеу деректері негізінде үйренген машиналық үйрену модельдері бояу қабатының 18 ай бұрын бұзылуын 92% дәлдікпен болжай алады. Бұл алдын ала болжау жүйелері тіршілік бойынша техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды 35% -ға қысқартады және белгілі уақыт бойынша емес, жағдайға байланысты жоспарлауға мүмкіндік береді.
Қосарланған жүк жолдары бір элементтің әлсіреуі кезінде көршілес элементтердің күштерді қайта таратуына мүмкіндік береді, сондықтан прогрессивті құлауды болдырмауға кедергі жасайды. Бұл принцип ASTM A992 болатының дәлелденген беріктігін пайдаланады (50–65 ksi ағу беріктігі) және қайта қалпына келетін рамалар үшін AISC нұсқаулықтарына сәйкес келеді.
| Дизайн стратегиясы | Пайда | Енгізу мысалы |
|---|---|---|
| Көп жолды жүкті бөлісу | Прогрессивті құлауды болдырмау | Қосалқы балкалары бар арматуралық рамалар |
| Бір-біріне үстіне шығатын қосылыстар | Кернеу концентрациясын азайтады | Түйіндердегі моментке қарсы бекітілген қосылыстар |
Болаттың икемді табиғаты жер сілкіністеріне бейім аймақтарда шынымен де ерекше көрінеді. ASCE 7-22 басшылығына сәйкес шамамен 0,4g-ға дейінгі жер қозғалыстарын шектеуге мүмкіндік беретін негізгі изоляторлар мен энергияны шашырататын демпферлер сияқты заманауи құрылыс әдістері болат құрылыстардың көпшілігінде қолданылады. Желге төзімділік жағынан қатты рамалық жүйелер 150 миль/сағ астам желдің соққысын оңай шыдайды, сондықтан көптеген небоскрёбтер болаттан жасалады. Қазір инженерлер әрбір құрылымдық компоненттің қаншалықты үлкен болуы керектігін анықтау үшін күрделі компьютерлік модельдерді пайдаланады. Бұл бүйірлік күштерге жеткілікті қатаңдық сақтай отырып, қосымша салмақ қоспай, дұрыс тепе-теңдік орнатуға көмектеседі, бұл 40 қабаттан асатын ғимараттарды жобалау кезінде өте маңызды болып табылады.
Империя мемлекеттік ғимараты 1931 жылдан бері қалай тұрақты тұр? Оның болат каркасының қаптамасын рет-ретімен жөндеу және тұрақты құрылымдық тексерулер зор рөл атқарады. Жаңа ғимараттарды қарастырсақ, осыған ұқсас тәсілдерді көруге болады. Шанхай башнясы қосымша қорғаныс қабаттарын қажет етпейтін S355J2W+Z деп аталатын арнайы атмосфералық болатты пайдаланады. Ал автомобиль зауыттары өндірістік қажеттіліктер уақыт өте келе өзгеруі мүмкіндігіне байланысты модульді болат каркаспен салуға кірісті. Бұл әртүрлі қолданыстар бір нәрсені айқын көрсетеді: алдын ала дұрыс күтім мен ақылды дизайн шешімдерін қабылдаса, болат құрылымдар шынымен де бір ғасырдан астам уақыт бойы тұрақты қызмет ете алады және ірі ауыстыру жұмыстарына қажеттілік туындамайды.
Болат ғимараттардың қызмет ету мерзімі материалдың сапасы мен күтім тәжірибелеріне байланысты 50 жылдан 100 жылдан астамға дейін болуы мүмкін.
Ылғалдылық пен тұздылық сияқты экологиялық факторлар болат конструкциялардың коррозиясын жеделдетуі мүмкін, әсіресе теңіз жағалауына жақын орналасқан ғимараттардың қызмет ету мерзімі қысқарады.
Болат конструкциялардың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін кезеңді тексеру, қайтадан сырлау және алдын алу шаралары маңызды рөл атқарады.
Агрессивті коррозиялық жағдайлары бар орындар үшін ASTM A588 тұрақты және «гильза» болаттары сияқты атмосфералық төзімді құймалар идеалды нұсқа болып табылады.
Бағдарлама © 2025 Bao-Wu(Tianjin) Import & Export Co.,Ltd. барлығында. - Жекелік саясат
EN
