EN
Темірдің ауа-райына төзімділігі қалай жұмыс істейді: Коррозияға төзімділік механизмі мен шынайы әлемдегі өнімділік
Қорытпалардың химиясы және патина түзілуі: Өзін-өзі қорғайтын оксидті қабаттың дамуында Cu, Cr, Ni және P элементтерінің рөлі
Атмосфероөткізгіш болаттағы коррозияға төзімділік негізінен мыс (Cu), хром (Cr), никель (Ni) және фосфор (P) элементтерінің белгілі бір қоспаларынан туындайды. Бұл металдар ашық аспанда, ылғалдану мен кебу циклдарының қайталануы арқылы тығыз, жабысқақ патина қабатын түзуге ықпал етеді. Нәтижесінде пайда болған тот басу қабаты көптеген жағдайларда қалыпты көміртекті болатқа қарағанда кемінде 50 есе коррозияға төзімдірек болады. Мыс қорғаныштық рустың түзілу процесін бастауға көмектеседі. Хром оттегінің өтуін тоқтататын берік оксидтерді түзеді. Никель қорғаныш қабатының бір-біріне жақсы жабысуын қамтамасыз етеді, бұл әсіресе ластанған аймақтар мен жоғары ылғалдылық деңгейі бар жерлерде маңызды. Фосфор беттің қышқылдығын арттырып, патинаның тұрақтануын жылдамдатады, бірақ оның артық мөлшері металлды уақыт өте келе сусыз етіп жіберуі мүмкін. Бұл барлығының ерекше қызығушылық тудыратын жағы — химиялық реакция өзін-өзі тоқтатылады. Патина дұрыс түзілген кезде ол көптеген жыл бойы шамамен ешқандай қолданысқа қажет болмайтын, тұрақты коррозияға қарсы қорғаныш қабығына айналады.
Ұзақ мерзімді тұрақтылыққа дәлел: Жаңа Ривер Гордж көпірі (АҚШ) жағдайы — 50 жылдан астам уақыт бойы боялмаған
Жаңа Ривер Гордж көпірі — Батыс Виргиния штатында 1977 жылы салынған, ауа-райына төзімді болат құрылымдардың қолданылуына нақты дәлел болып табылады. Бұл көпір Кор-Тен болатынан жасалған және Аппалачи аймағына тән қатал ауа-райы жағдайларына қарамастан, бояу немесе қорғаныс қабаттарын қайта жағу қажеттілігінсіз шамамен елу жыл бойы пайдаланылуда. Осы аймақтағы температура қыста минус 20 градус Цельсийден жаздағы 40 градусқа дейін қатты тербеледі, ал жылдық жауын-шашын мөлшері регулярлық түрде 1100 миллиметрден асады. Кезекті тексерістер көрсеткендей, қорғаныс қабаты ретіндегі тот бірқалыпты тұрақты күйде сақталады және коррозия жылдық 0,025 мм-ден төмен деңгейде ұстап тұрылады. Понемон институтының соңғы зерттеуі бойынша, көпірдің салынуынан бері регулярлық қайта бояудан айналысу арқылы жеті жүз қырық мыңнан астам доллар үнемделген. Бұл көрсеткіштер ауа-райына төзімді болаттың үнемділігін көрсетеді, өйткені дәстүрлі болат құрылымдар тұрақты қолданысқа, қайта өңдеуге және түзетуге қажеттілік туғызады.
Ашық алаңдағы болат құрылымдық жобалар үшін функционалдық артықшылықтар
Өмірлік цикл бойынша төмендетілген шығындар: Қорғаныс қабаттары мен оларға байланысты ұстау жұмыстарының жоғалуы
Атмосфералық әсерге төзімді болат ақшаны үнемдейді, себебі оған қалыпты көміртекті болатқа қажет болатын дайындық жұмыстары, бояу және тұрақты түзетулер қажет емес. Зерттеулер көрсеткендей, ол үш онжылдық ішінде өмірлік цикл бойынша шығындарды 40-60 пайызға дейін төмендетуге қабілетті. Ұтымдылық әсіресе көпірлер немесе жоғары электр беру тораптары сияқты ірі инфрақұрылымдық жобаларда айтарлықтай болады, себебі осындай объектілерде ұстау жұмыстарын жүргізу қауіпті де қымбат. Қорғаныс қабаттарының тозуына қарап отырмаса, құрылыс бригадалары тексеру кезінде күтпеген кешігулерге ұшырамайды, жалпы алғанда, тексеру жиілігі азаяды, ал қызмет көрсетушілер үшін (олардың қолында басқа да міндеттер бар) бұл активтерді басқару ұзақ мерзімді тұрғыдан әлдеқайда ыңғайлы болады.
Құрылымдық тиімділік: Жоғары беріктік-салмақ қатынасы (¥345 МПа ағу шегі), ол жеңіл негіздерді және тез құрылысты қамтамасыз етеді
Ауа-райына төзімді болаттың ең төменгі аққыштық шегі шамамен 345 МПа құрайды, бұл инженерлерге жоғары жүктемелерді көтеруге жеткілікті болатын, бірақ қалыңдығы аз құрылымдарды жобалауға мүмкіндік береді. Оның салмағына қатысты мықтылығы өте жақсы болғандықтан, негіздерді 20–30 пайызға жеңілдетуге болады. Бұл қол жетпейтін аймақтарда немесе жер бетінің жағдайы қиын болатын орындарда жұмыс істеу кезінде нақты айтарлықтай артықшылық құрайды. Жұмысшылар құрылыс процесінің тезірек жүруі туралы хабарлайды, себебі материалдарды өңдеу оңайырақ. Кран операторлары компоненттерді көтеруге аз уақыт жұмсайды, жұмысшылар ауыр бөлшектермен көп күреспейді, ал жобалар әдеттен гөрі тез аяқталады. Ал мұны көптеген адамдар ұмытып кетеді: бұл құнын төмендету шараларына қарамастан, ауа-райына төзімді болат зілзала кезінде де өте жақсы көрсеткіш көрсетеді және элементтерге әсер ететін сыртқы ортаға ұшырайтын құрылымдар үшін қажетті барлық ғимараттық нормаларға сай келеді.
Негізгі жобалау шектеулері мен экологиялық шектеулер
Су айдыны жағалаулары мен жоғары хлоридті орталар: Тездетілген коррозия қаупі және патина тұрақсыздығы
Ауа-райына төзімді болат теңіз жағалауларының жанында немесе тұзбен өңделген жолдар, тұзды ауа бар зауыттар сияқты хлоридтер көп болатын жерлерде жақсы жұмыс істемейді. Хлоридтер болат бетіндегі қорғаныш қабатының түзілуіне кедергі келтіреді, ол нәтижесінде коррозия ішкі аймақтардағыдан әлдеқайда жылдам жүреді. Зерттеулер көрсеткендей, егер су ағынында хлоридтердің мөлшері 0,5 пайыздан аса болса, құрылыстар уақыт өте келе ауыр проблемаларға ұшырай бастайды. Теңіз жағалауынан шамамен бес миль ішінде немесе тұрақты тұз шашылысы әсер ететін жерлерде құрылыс жоспарлаушылар ауа-райына төзімді болаттың орнына басқа материалдарды қолдануға немесе қосымша қорғаныш қабаттарын қосуға тырысуы керек. Көптеген инженерлер ауа-райына төзімді болатты осы күрделі орталарда қолданар алдында ISO 9223 сияқты стандарттарға сәйкес жергілікті коррозия деңгейлерін тексеру қажеттілігін түсінеді.
Детальдарды орындау бойынша ең жақсы тәжірибелер: су қалдықтарын болдырмау, дренажды қамтамасыз ету және су ағынының бояуын бақылау
Темірбетонды болаттың толық пайдалану мерзімі мен эстетикалық потенциалын іске асыру үшін сапалы детальдау өте маңызды. Жобалаушылар ылғалдың жиналуын алдын алу үшін белсенді шаралар қолдануы керек:
- Горизонталь беттерде тез су ағып кетуі үшін ең аз 1:4 көлбеулік
- Үзіліссіз су ағызу жолдары — соңғы жабық басқыштар мен ойыс қалташалардан аулақ болу
- Темірбетонды болат пен бетон немесе құрылыс кірпіші сияқты поралы негіздер арасында кемінде 50 мм аралық
Су ағысынан түсетін ластану әлі де ғимараттардың сыртқы көрінісі үшін үлкен мәселеге айналып отыр, әсіресе суда темір болған кезде оның жанындағы беттерге қатты ұнамсыз іздер қалдыратыны белгілі. Бұл ластанудың алдын алу үшін құрылысшылар жиі төменгі шеттерді (drip edges), су ағысын алдымен қабылдайтын кішкентай гравийлі жастықтар мен логикалық орындарға орнатылатын су шашыратқыштарды (splash guards) орнатады. Облицовка артында ауа болуы қабырғалардың ішінде ылғал жиналуын болдырмауға көмектеседі. Сонымен қатар, жіктерді су тесіктер арқылы сыртқа сізіп кетпеуі үшін, сонымен қатар температура өзгерген кезде кеңеюге төзімді болуы үшін әрі қарай жобалануы тиіс. Бұл кішкентай ерекшеліктер ғимараттардың уақыт өте келе әдемі көрінуін және тұрақты жөндеулерсіз ұзақ мерзімге сақталуын қамтамасыз ету үшін нағыз маңызға ие.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Әзірлеу шығысы қандай?
Атмосфералық әсерге төзімді болат — бұл ауа-райы әсерінен қорғанышты темір тотығының қабатын түзуге мүмкіндік беретін арнайы легирлеуші элементтері бар болаттың бір түрі, бұл коррозияның жылдамдығын қатты төмендетеді.
Атмосфералық әсерге төзімді болат қай жерде қолданылмауы керек?
Ауа-райына төзімді болатты теңіз жағалауларында немесе хлоридтер көп ортада қолданбау керек, себебі хлоридтер оның қорғаныш патинасын тұрақсыздандырып, коррозияның жеделдеуіне әкеледі.
Ауа-райына төзімді болатты қолданудың қандай құндық артықшылықтары бар?
Ауа-райына төзімді болаттың негізгі қаржылық артықшылығы — өмірлік цикл бойынша шығындардың азаюы, себебі оған бояу немесе қорғаныш қабаттары сияқты ретті түрде қызмет көрсету қажет емес; бұл 30 жыл ішінде 40–60% арасындағы үнемге әкеледі.
Ауа-райына төзімді болат әртүрлі ауа-райы жағдайларында қалай көрсеткіш береді?
Ауа-райына төзімді болат қорғаныштық темір тотығының тұрақты қабатын түзіп, әртүрлі ауа-райы жағдайларында өте жақсы көрсеткіш береді. Алайда ол теңіз жағалаулары сияқты тұздылығы немесе ылғалдылығы жоғары орталарда аз тиімді.