Волокно из нержавеющей стали в агрессивных средах: морские, химические и мостовые палубы

Статья

15 июня 2019 г.

В хлоридной среде цена волокна никогда не является основной статьей затрат. Вопрос в том, сохранится ли подкрепление в тридцать году.

Где медное волокно перестает работать

Толщина медного слоя на стальном волокне с покрытием составляет несколько микрометров. Замедляет коррозию и улучшает связь с цементной матрицей; он не обеспечивает долговременную защиту. В сухих помещениях, на обычных полах и в мягких наружных условиях он сохраняет расчетный срок службы. В хлоридных средах, таких как береговые линии, засоленные почвы, химические заводы и противообледенительные соляные дороги, хлорид разрушает пассивную пленку, и как только медный слой локально повреждается, стальной сердечник начинает покрываться ямками. Ямки незаметны и глубоки, поэтому к моменту появления пятен ржавчины значительная их часть уже исчезла. Вот почему на судостроительных предприятиях и в химических резервуарах не используется медное волокно.

Выбор между 304 и 316L.

Обычная марка нержавеющей стали - 304, имеет прочность на растяжение выше 2000 МПа и работоспособна до 650 C, и она значительно превосходит плакированное волокно в соляном тумане: 180 дней испытаний оставляют только 5,6% потери прочности, в то время как плакированное волокно проржавело задолго до этого. 316L содержит молибден и лучше противостоит хлоридной коррозии при более высокой цене. Выбор зависит от концентрации хлоридов и температуры: окружающая морская вода и прибрежная атмосфера обычно подходят для 304; высокая температура и высокое содержание хлоридов, как в химических реакторах или при десульфурации дымовых газов, требуют использования стали 316L или дуплекса. Выбор более высокого уровня не является расточительством, но требует затрат; выбор более низкого значения означает растрескивание через несколько лет.

Что на самом деле означает потеря 5,6% за 180 дней

Число означает что-то только в сравнении. Обычное низкоуглеродистое волокно ржавеет в течение нескольких дней в камере солевого тумана и теряет более половины своей прочности за десятки дней; волокно с гальваническим покрытием сохраняется в течение месяца или двух, прежде чем питтинг ускорится; 304 по-прежнему сохраняет 94,4% своей прочности за 180 дней. Таким образом, в той же морской среде нержавеющее волокно служит в десятки раз дольше, чем волокно с покрытием. Это не незначительное улучшение, это разница между пригодным к использованию и непригодным к использованию, потому что морские конструкции рассчитаны на пятьдесят лет, и ни одно покрытие не выдерживает пятидесяти лет воздействия хлоридов.

0,16, 0,22 и 0,75 мм: три диаметра, три применения

Волокно диаметром 0,16 и 0,22 мм представляет собой микропроволоку, используемую в тонких стенах, прецизионных растворах, элементах UHPC и везде, где требуется плотная трехмерная сеть. Это конструкционная марка толщиной 0,75 мм, используемая в накладках настила мостов и в качестве замены обычной арматуры в морских элементах. Микропроволока дает гораздо больше волокон на килограмм, поэтому при равной дозировке она образует более плотную сетку и перехватывает более мелкие трещины; его ограничением является низкая пропускная способность на волокно, поэтому он не может заменить более толстый структурный стержень. Сначала определите ширину трещины, которую нужно контролировать, а затем ее диаметр.

Резервуары для химикатов и сточных вод

Коррозия в химических резервуарах происходит по трем направлениям: кислая среда, хлоридная среда, а также влажная и сухая цикличность. Велоспорт является наиболее недооцененным, поскольку бетон на жидкостной линии неоднократно смачивается и высыхает и корродирует гораздо быстрее, чем бетон, постоянно погруженный в воду. Обычный подход – это фибробетон марки 304 или 316L по всей длине с более высокой дозировкой или более высоким сортом локально в жидкостной линии. Глубина покрытия – еще одна деталь: нержавеющее волокно не заменяет покрытие, а выступающее на поверхности волокно все равно становится местом коррозии, поэтому указанное покрытие должно соблюдаться в полном объеме.

Накладки на настил мостика, пересекающего море

Накладки настила моста на морских переходах представляют собой ценное применение. Накладка тонкая, обычно от 60 до 80 мм, выдерживает усталостную нагрузку транспортного средства и находится в морской хлоридной среде – трех условиях одновременно, в которых металлизированное волокно не может выдержать. В практике используется нержавеющая микропроволока или волокно 304 в количестве от 1 до 2% по объему, часто с стержнем, покрытым полимером или эпоксидной смолой. Это стоит дороже, но если проводить капитальный ремонт каждые пять лет, стоимость всего срока службы будет ниже. Вот почему морские тендеры часто указывают нержавеющее волокно и отказываются от плакированного заменителя.

Счет затрат на нержавеющую сталь: когда он окупается, а когда он тратит деньги впустую

Волокно из нержавеющей стали стоит в шесть-десять раз дороже, чем холоднотянутая проволока с медным покрытием, поэтому это никогда не лучший выбор, это единственный выбор. Оправданность этого зависит от соблюдения сразу трех условий: расчетного срока службы более 15 лет, воздействия хлоридов или кислот и места, которое невозможно отремонтировать или ремонт которого очень дорог. Откажитесь от любого, и деньги будут потрачены впустую. Очевидно, что он оправдан в приливной зоне морской платформы, в облицовке травильного резервуара химического завода, в зоне вокруг компенсатора настила моста и в аэрационном резервуаре очистных сооружений. Это явно не окупается на полу в помещении, в сухом подвале или на ремонтируемом по желанию фартуке, где достаточно омедненной проволоки плюс ингибитор коррозии. При выборе марки 304 надежно работает при содержании хлорида ниже 200 ppm, 316L содержит молибден и удерживает его примерно до 1000 ppm, а для погружения в морскую воду или противообледенительной соли требуется 316L; 446 — это ферритный жаростойкий сорт, устойчивый к температуре до 1400 градусов по Цельсию, но не к хлоридам, поэтому не кладите его не в то место. Одна статья затрат регулярно упускается из виду: дозировка для нержавеющей стали не может просто копировать цифру для углеродистой стали, потому что диапазон пределов растяжения различается, и для одной и той же целевой прочности на изгиб может потребоваться другая объемная доля, которая входит в предложение. Сравнение площади пятен ржавчины после 180 дней воздействия солевого тумана является наиболее прямым методом, поэтому попросите поставщиков предоставить данные при идентичных условиях испытаний, а не сравнивать названия марок.

Когда стоит платить больше

Решение сводится к трем вопросам. Есть ли в окружающей среде хлориды, содержащиеся в морской воде, засоленной почве или антиобледенительной соли. Находится ли элемент тонкостенным или во влажной и сухой зоне. Срок службы конструкции превышает тридцать лет. Два ответа «да» делают нержавеющую сталь разумным выбором; одно «да» допускает частичный подход, нержавеющая сталь в критических местах и ​​гальванопокрытие в других местах; три ответа «нет» и гальваническое волокно вполне достаточны. Что касается марок, диаметров и температурных классов, в разделе «Нержавеющая сталь» на странице продукции из стального волокна перечислены линейки проволоки 304 и микропроволоки с указанием диаметра, длины и прочности, которые можно использовать непосредственно в качестве данных для выбора.