Serat Baja Tahan Karat di Lingkungan Korosif: Dek Kelautan, Kimia, dan Jembatan

Artikel

15 Juni 2019

Dalam lingkungan klorida, harga satuan serat tidak pernah menjadi biaya utama. Pertanyaannya adalah apakah penguatan tersebut masih ada pada tahun ketiga puluh.

Dimana Serat Berlapis Tembaga Berhenti Bekerja

Lapisan tembaga pada serat baja berlapis tebalnya beberapa mikrometer. Ini memperlambat korosi dan meningkatkan ikatan dengan matriks semen; itu tidak memberikan perlindungan jangka panjang. Pada interior kering, lantai biasa, dan kondisi eksterior ringan, umur desain akan bertahan lama. Di lingkungan klorida seperti garis pantai, tanah salin, pabrik kimia, dan jalan garam penghilang lapisan es, klorida memecah lapisan pasif, dan begitu lapisan tembaga rusak secara lokal, inti baja mulai berlubang. Lubang tidak terlihat dan dalam, sehingga pada saat noda karat muncul, sebagian besar sudah hilang. Itu sebabnya pekerjaan kelautan dan tangki kimia tidak menggunakan serat berlapis tembaga.

Memilih Antara 304 dan 316L

Kelas tahan karat yang umum adalah 304, dengan daya tarik di atas 2000 MPa dan dapat digunakan hingga 650 C, dan kinerjanya mengungguli serat berlapis dengan selisih yang besar dalam semprotan garam: pengujian selama 180 hari hanya menyisakan 5,6% kehilangan kekuatan, sedangkan serat berlapis telah lama berkarat. 316L mengandung molibdenum dan lebih tahan terhadap lubang klorida dengan harga lebih tinggi. Pilihannya bergantung pada konsentrasi dan suhu klorida: air laut sekitar dan atmosfer pantai biasanya baik-baik saja dengan 304; suhu tinggi dan klorida tinggi, seperti dalam reaktor kimia atau desulfurisasi gas buang, memerlukan 316L atau dupleks. Memilih yang lebih tinggi bukanlah pemborosan, namun memerlukan biaya; memilih yang lebih rendah berarti gagal beberapa tahun kemudian.

Apa Arti Sebenarnya Kerugian 5,6% Setelah 180 Hari

Angka tersebut hanya berarti sesuatu sebagai perbandingan. Serat karbon rendah biasa akan berkarat dalam beberapa hari di ruang penyemprot garam dan kehilangan lebih dari separuh kekuatannya dalam puluhan hari; serat berlapis bertahan satu atau dua bulan sebelum pitting semakin cepat; 304 masih memiliki 94,4% kekuatannya dalam 180 hari. Oleh karena itu, di lingkungan laut yang sama, serat tahan karat bertahan puluhan kali lebih lama dibandingkan serat berlapis. Ini bukan perbaikan kecil, ini adalah perbedaan antara dapat digunakan dan tidak dapat digunakan, karena struktur laut dirancang untuk lima puluh tahun dan tidak ada lapisan yang dapat bertahan selama lima puluh tahun dari klorida.

0,16, 0,22 dan 0,75 mm: Tiga Diameter, Tiga Kegunaan

Dengan ukuran 0,16 dan 0,22 mm, seratnya adalah kawat mikro, digunakan pada dinding tipis, mortar presisi, elemen UHPC, dan di mana pun diperlukan jaringan tiga dimensi yang padat. Dengan ketebalan 0,75 mm, ini merupakan tingkat struktural, digunakan pada pelapis dek jembatan dan sebagai pengganti tulangan konvensional pada elemen kelautan. Kawat mikro menghasilkan lebih banyak serat per kilogram, sehingga dengan dosis yang sama ia membentuk jaringan yang lebih padat dan memotong retakan yang lebih halus; keterbatasannya adalah kapasitas per serat yang rendah, sehingga tidak dapat menggantikan batang struktur yang lebih tebal. Tentukan lebar retakan yang akan dikontrol terlebih dahulu, kemudian diameternya.

Tangki Kimia dan Air Limbah

Korosi pada tangki bahan kimia berasal dari tiga arah: media asam, klorida, dan siklus basah dan kering. Siklus adalah cara yang paling diremehkan, karena beton pada garis cair berulang kali dibasahi dan dikeringkan serta terkorosi jauh lebih cepat dibandingkan beton yang terendam secara permanen. Pendekatan yang biasa dilakukan adalah seluruh beton serat 304 atau 316L, dengan dosis lebih tinggi atau kadar lebih tinggi secara lokal pada garis cair. Kedalaman penutup adalah detail lainnya: serat tahan karat tidak menggantikan penutup, dan serat yang terbuka di permukaan masih menjadi lokasi korosi, sehingga penutup yang ditentukan harus dipenuhi seluruhnya.

Hamparan Dek Jembatan Penyeberangan Laut

Lapisan dek jembatan pada penyeberangan laut merupakan aplikasi bernilai tinggi. Lapisan luarnya tipis, biasanya 60 hingga 80 mm, menahan beban kelelahan kendaraan, dan berada dalam klorida laut, tiga kondisi sekaligus sehingga serat berlapis tidak dapat bertahan. Prakteknya menggunakan kawat mikro tahan karat atau serat 304 dengan volume 1% hingga 2%, seringkali dengan batangan berlapis polimer atau epoksi. Biayanya lebih mahal di muka, namun jika dibandingkan dengan perbaikan besar setiap lima tahun, biaya seumur hidup akan lebih rendah. Itulah sebabnya kapal tender sering kali menggunakan serat tahan karat dan menolak pengganti berlapis.

Akun Biaya Tahan Karat: Kapan Membayar dan Kapan Membuang-buang Uang

Harga serat baja tahan karat enam hingga sepuluh kali lipat dari harga kawat tarik dingin berlapis tembaga, jadi ini bukanlah pilihan yang lebih baik, ini adalah satu-satunya pilihan. Apakah hal ini dapat dibenarkan tergantung pada tiga kondisi yang berlaku sekaligus: umur desain lebih dari 15 tahun, paparan klorida atau asam, dan lokasi yang tidak dapat diperbaiki atau biaya perbaikannya sangat mahal. Jatuhkan siapa pun dan uangnya terbuang percuma. Hal ini jelas terjadi di zona pasang surut anjungan lepas pantai, lapisan tangki pengawet di pabrik kimia, area di sekitar sambungan ekspansi dek jembatan, dan tangki aerasi di tempat kerja air limbah. Jelas tidak ada gunanya di lantai dalam ruangan, di ruang bawah tanah yang kering, atau di celemek yang bisa ditambal sesuka hati, di mana kawat berlapis tembaga ditambah penghambat korosi sudah cukup. Pada pemilihan kadar, 304 berkinerja andal di bawah 200 ppm klorida, 316L membawa molibdenum dan mampu menahan sekitar 1000 ppm, dan garam perendaman air laut atau penghilangan es membutuhkan 316L; 446 adalah kelas tahan panas feritik yang tahan hingga 1400 derajat Celcius tetapi tidak tahan terhadap klorida, jadi jangan menaruhnya di tempat yang salah. Ada satu item biaya yang sering diabaikan: dosis untuk baja tahan karat tidak bisa begitu saja meniru angka baja karbon, karena rentang tariknya berbeda dan target ketangguhan lentur yang sama mungkin memerlukan fraksi volume yang berbeda, yang termasuk dalam kutipan. Membandingkan area bintik karat setelah 180 hari penyemprotan garam adalah metode langsung yang paling langsung, jadi mintalah data dari pemasok dalam kondisi pengujian yang sama daripada membandingkan nama kelas.

Ketika Layak Membayar Lebih Banyak

Keputusannya dikurangi menjadi tiga pertanyaan. Apakah terdapat klorida di lingkungan, dari air laut, tanah asin, atau garam penghilang lapisan es. Apakah elemen tersebut berdinding tipis atau berada pada zona basah dan kering. Apakah umur desain melebihi tiga puluh tahun. Dua jawaban ya menjadikan stainless sebagai pilihan yang masuk akal; satu ya memungkinkan pendekatan parsial, tahan karat di lokasi kritis dan dilapisi di tempat lain; tiga tidak ada jawaban dan serat berlapis sudah cukup. Untuk peringkat nilai, diameter, dan suhu, bagian tahan karat pada halaman produk serat baja mencantumkan kisaran kawat 304 dan mikro dengan diameter, panjang, dan kekuatan, yang dapat digunakan langsung sebagai data pemilihan.