Dobór stali nierdzewnych do zewnętrznych zastosowań architektonicznych
Dobór stali nierdzewnych do zewnętrznych zastosowań architektonicznych
Stale nierdzewne do zastosowań architektonicznych są dobierane przede wszystkim pod względem ich odporności korozyjnej. Głównym czynnikiem, jaki decyduje o zastosowaniu gatunku jest umiejscowienie danej konstrukcji w określonym środowisku zewnętrznym, a następnie czynniki środowiskowe takie jak temperatura, wilgotność. Środowisko pracy można sklasyfikować wyróżniając obszary wiejskie, miejskie, przemysłowe oraz nadmorskie.
Podział środowisk
Jako środowisko wiejskie rozumie się obszary niezanieczyszczone, obszary położone w głębi kraju z dala od atmosfery przemysłowej lub jej oddziaływania.
Jako obszary miejskie określa się strefy mieszkalne, handlowe lub tereny lekko uprzemysłowione bez agresywnych zanieczyszczeń unoszących się w powietrzu, typowo występują zanieczyszczenia wynikające z ruchu drogowego (gazy spalinowe i stosowanie soli drogowej mogą powodować przyśpieszoną korozję).
Obszary przemysłowe zawierają unoszące się w powietrzu zanieczyszczenia takie jak dwutlenek siarki lub gazy emitowane przez zakłady chemiczne, które mogą tworzyć potencjalnie niebezpieczne kwaśne deszcze.
Obszary nadmorskie to tereny gdzie w atmosferze może występować rozpylona przez wiatr woda morska lub jej mgiełka. Zawiera ona chlorki, które także mogą się koncentrować w skroplinach lub osadzać na powierzchni przez odparowanie wilgoci zawartej w atmosferze. Wymagania dla obszarów nadmorskich stosuje się także w przypadku bezpośredniego kontaktu solą drogową.
Należy pamiętać, że środowisko pracy może ulegać zmianie. Obszar o danej charakterystyce, w której znajduje się konstrukcja ze stali nierdzewnej może stać się bardziej lub mniej zanieczyszczony. Ponadto, w danym obszarze może występować charakterystyczny mikroklimat, który zmieni początkowe zaszeregowanie danego obszaru do jednej z kategorii. Taki specyficzny mikroklimat może występować na terenach nadbrzeżnych lub w pobliżu kominów zakładów chemicznych, gdzie istnieje niebezpieczeństwo powstania kwaśnych dreszczów.
Należy także rozpatrzyć wprowadzenie dodatkowego podziału danego obszaru w zależności od temperatury i wilgotności środowiska. Niska temperatura oraz niska wilgotność ograniczają ryzyko wystąpienia korozji, co oznacza, że do takiego środowiska można rozpatrzyć zastosowanie gatunku o niższych własnościach. Odwrotna sytuacja ma miejsce w przypadku wysokiej wilgotności oraz temperatury.
Dobór gatunku stali nierdzewnej
W tablicy 1 przedstawiono wskazówki doboru podstawowych gatunków stali nierdzewnych. Na jej podstawie można stwierdzić, że do większości zewnętrznych zastosowań architektonicznych nadaje się gatunek (1.4301 / 1.4307), a gatunek (1.4401 / 1.4404) powinien być stosowany w przypadku wyższych wymagań korozyjnych. Należy jednak w każdym przypadku przeanalizować dodatkowe czynniki takie jak: wykończenie powierzchni, projekt konstrukcji, zastosowane metody wytwarzania, dostępność i możliwość czyszczenia powierzchni, a także wymagane własności mechaniczne uwzględniane w projekcie konstrukcji.
Analizując warunki środowiskowe obecność opadów atmosferycznych można rozpatrywać, jako zaleta dopóki nie zawierają one zanieczyszczeń, które będą redukować odporność korozyjną stali. Podobnie jest w przypadku elementów wystawionych na oddziaływanie warunków atmosferycznych, które będą mieć możliwość naturalnej wentylacji powierzchni stali.
Tablica 1. Wskazówki doboru podstawowych gatunków stali nierdzewnych
|
Gatunek stali
|
Środowisko
|
||||||||||||
|
Wiejskie
|
Miejskie
|
Przemysłowe
|
Przybrzeżne
|
||||||||||
|
L
|
M
|
H
|
L
|
M
|
H
|
L
|
M
|
H
|
L
|
M
|
H
|
||
|
1.4301 (AISI 304)/
1.4307 (AISI 304L) |
●
|
●
|
●
|
●
|
●
|
▼
|
▼
|
▼
|
x
|
●
|
▼
|
x
|
|
|
1.4401 (AISI 316)/
1.4404 (AISI 316L) |
■
|
■
|
■
|
■
|
●
|
●
|
●
|
●
|
▼
|
●
|
●
|
▼
|
|
|
Gatunki wysokostopowe *
|
■
|
■
|
■
|
■
|
■
|
■
|
■
|
■
|
●
|
■
|
■
|
●
|
|
|
* - Gatunki wysokostopowe w kolejności rosnącej odporności korozyjnej:
1.4439 (AISI 317LMN); 1.4539 (AISI 904L); 1.4547; 1.4462 (AISI 2205) |
|||||||||||||
|
Charakterystyczne warunki środowiska:
L – Najniższe zagrożenie korozyjne – niska wilgotność i niska temperatura
M – Typowe warunki dla danego obszaru
H – Srogie warunki atmosferyczne charakteryzujące się wysoką wilgotnością, wysoką temperaturą lub wysokim poziomem zanieczyszczeń
|
|||||||||||||
|
Ranking odporności korozyjnej:
|
|||||||||||||
|
■
|
– Prawidłowe użytkowanie, lecz gatunek prawdopodobnie przeszacowany pod względem odporności korozyjnej oraz kosztów. | ||||||||||||
|
●
|
– Najlepszy wybór pod względem odporności korozyjnej oraz kosztów. | ||||||||||||
|
▼
|
– Może być stosowany pod warunkiem, że zostanie zachowana odpowiednia dbałość o jakość wykończenia powierzchni oraz powierzchnia będzie regularnie czyszczona. | ||||||||||||
|
x
|
– Prawdopodobieństwo wystąpienia korozji | ||||||||||||
Na odporność korozyjną stali nierdzewnych w zewnętrznych zastosowaniach architektonicznych wpływa także typ wykończenia powierzchni. Generalnie im gładsza powierzchnia – o niższej chropowatości tym wyższa odporność korozyjna stali. Nie bez znaczenie jest też prawidłowy projekt konstrukcji. W szczególności należy unikać powstawania szczelin, które będą miejscem rozwoju korozji, Należy także zastosowań odpowiednie metody obróbki i łączenia, które nie spowodują zanieczyszczenia oraz uszkodzenia powierzchni stali. Stosować elementy złącze wykonane ze stali nierdzewnych. Zalecie się także okresowe czyszczenie powierzchni elementów ze stali nierdzewnej, a ich częstotliwość będzie zależna od lokalnych warunków danej konstrukcji. Jeżeli dla danej konstrukcji takie zabiegi okresowego czyszczenia są trudne do przeprowadzenia to zaleca się dobór gatunku o wyższej odporności korozyjnej.
Literatura:
[1]. Stainless Steels on Architecture, Building and Construction, Nickel Development Institute