Коррозионная долговечность алюминиевых сплавов и коррозионностойких сталей в подконструкциях вентилируемых фасадов (окончание статьи)
Результаты ускоренных испытаний
Как показали длительные атмосферные испытания в самых различных атмосферных условиях, признаков РСК на образцах сплава АД31Т1 не было.
Специально проведенная проба на РСК в двух стандартных растворах подтвердила эти данные и показала полное отсутствие признаков РСК на сплавах АД31Т1 и 6063Т6 (табл. 1).
Другой важной характеристикой, в основном определяющей коррозионную стойкость алюминиевых сплавов, является чувствительность к КР. Испытания двух видов образцов, фиксирующих появление коррозионных трещин и скорость их развития, показали полный иммунитет сплава АД31Т1 к такому опасному структурному виду, как КР (табл. 2).
Результаты ускоренных испытаний на общую коррозию дают основания считать, что наш отечественный сплав АД31Т1 и его аналог, сплав 6063Т6, изготовленный по американскому стандарту, принципиально по коррозионной стойкости не различаются.
Коррозионная стойкость высоколегированных сталей
В соответствии с ГОСТ 56-32-72, понятием «коррозионностойкие стали» объединяются легированные стали различного класса: аустенитные стали типа 12Х18Н10Т (304), ферритные стали 08Х18Т1, 08Х17Т, 430 и др. Однако их коррозионная стойкость и другие характеристики существенно отличаются, поэтому неправильный выбор марки стали может привести к нежелательным последствиям.
Нержавеющие cтали аустенитного типа имеют обычно достаточно высокую коррозионную стойкость, сопоставимую с коррозионной стойкостью алюминиевых сплавов. В агрессивной промышленной атмосфере на стали типа 304 S16 (12Х18Н10Т) коррозионные потери были в 1,5–2 раза меньше, чем на алюминиевом сплаве [3]. При эксплуатации в промышленной и морской атмосфере на аустенитных сталях появляется налет грязно-коричневого цвета, поэтому этот класс сталей нуждается в постоянном уходе и внимании. Считается, что изменение цвета поверхности происходит в результате образования очень тонкой сетки ржавчины по границам зерен кристаллов, которые в атмосферных условиях имеют склонность к межкристаллитной коррозии [4]. Промывка конструкции в этих случаях делается не только для сохранения декоративного вида, но даже в большей степени для удаления агрессивных отложений на поверхности металла, которые вызывают во влажной среде коррозию. Так, специальные исследования показали, что при эксплуатации конструкций на палубе морских катеров в морской атмосфере вовремя не удаленный солевой налет вызывает в щелях и несплошностях деталей из сталей аустенитного класса (резьба на болтах, зазоры под шайбами, канатные тросы и т. д.) сильную щелевую коррозию [5].
Необычно высокая чувствительность нержавеющих сталей к щелевой и туннельного типа коррозии отмечалась также в условиях обрызгивания металла морской водой (прибойная зона) и в зоне морского прилива. На это необходимо обратить внимание, поскольку силовые элементы навесного каркаса эксплуатируются в замкнутом пространстве, где на поверхности металла, особенно в зазорах и щелях, будут со временем накапливаться агрессивные загрязнения, удаление которых в этом случае затруднено.
Нержавеющая аустенитная сталь 12Х18Н10Т в исходном состоянии не чувствительна к КР. После сварки чувствительность к КР появляется у этой стали. Поэтому детали, которые могут применяться только в сварном состоянии, не следует применять в подконструкции вентилируемых фасадов.
Таким образом, коррозионное поведение аустенитных сталей может быть в определенных условиях эксплуатации неустойчивым и непредсказуемым. За рубежом применение сталей такого типа в строительстве ограничено. В последнее время аустенитные стали обычно используются с добавкой молибдена. При содержании молибдена 2,6% по массе площадь поражений питтинговой коррозией составляет всего 0,01% при потерях массы на два порядка меньше.
Ферритная сталь по сравнению с аустенитной при оценке питтинговой коррозии по площади поражений в 10 раз менее стойкая, а по потерям массы — в 1,5 раза. Испытания на КР сварных соединений, выполненных точечной сваркой из сплава А1S1 430 (08Х18Т1), показали его высокую чувствительность в зоне сварного шва к МКК и ускоренному разрушению при напряжениях 0,75 и 0,5 σ0,2 исходного металла.
Специальный образец 12Х18Н10Т-А1S1430, сваренный точечной сваркой из разнородных металлов, взятый из реальной конструкции, разрушился со стороны А1S1 430 при нагрузке 19 кг с/мм2 за 14 суток с межкристаллитным характером растрескивания. Таким образом, ферритные стали типа 08Х18Т1 и 08Х17Т не следует применять в подконструкциях вентилируемых фасадов. Они значительно более чувствительны к питтинговой коррозии, чем аустенитные, на них значительно быстрее образуется обычная ржавчина. Они не рекомендуются для сварки и для конструкций, работающих при температурах ниже –20 оС.
Как видно на рис. 1, хромистые стали очень чувствительны к хладноломкости. Такая чувствительность в определенных условиях может проявиться даже в области положительных или нулевых температур.
Выводы
1. На основе 45-летних испытаний, в различных климатических зонах, в тропиках, на исследовательском судне, а также лабораторных исследований показано, что прессованные профили из сплавов 6063Т6 и АД31Т1 не чувствительны к расслаивающей коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением — двум видам коррозии, отсутствие которых определяет надежную, длительную (более 50 лет) эксплуатацию навесных фасадных систем (НФС) без защитных покрытий.
2. Питтинговая коррозия, которая свойственна пассивирующимся сплавам, в том числе и аустенитной стали типа 12Х18Н10Т, у алюминиевого сплава 6063Т6 после 10 лет выдержки в наиболее агрессивной атмо-сфере достигает в отдельных редких точках
0,3 мм. При дальнейшем увеличении выдержки до 45 и более лет развитие питтинговой коррозии в глубину практически полностью прекращается за счет электрохимического торможения (репассивации). Образовавшиеся коррозионные питтинги не влияют на механические свойства и, соответственно, на работоспособность изделий.
3. Гальваническая (контактная) коррозия в сплавах типа АД31Т1 в контакте с аустенитной сталью 12Х18Н10Т в промышленной и сельской атмосфере, а также в приморской атмосфере Черного моря практически не заметна. В тропиках на палубе корабля при постоянном обливании морской водой она увеличивается несущественно: глубина отдельных питтингов возрастает на 30–40% в зоне до 7 мм от линии контакта. Это не сказывается на работоспособности изделий.
4. Прогнозы показывают, что НФС, выполненные из сплавов типа 6063Т6 и АД31Т1 с кляммерами и крепежом из стали 12Х18Н10Т, обеспечат длительность эксплуатации НФС до 50–100 лет. НФС из стали 12Х18Н10Т не обеспечат долговечность более 25 лет из-за чувствительности сварных соединений этой стали к коррозионном у растрескиванию.
5. Ферритные стали типа 08Х18Т1 не пригодны для НФС из-за низкой коррозионной стойкости и недопустимы для изделий, которые могут эксплуатироваться при температуре ниже –20 оС.
Материал статьи был представлен на Международной конференции «Алюминий-21/Отделка и покрытия» 31 мая — 2 июня 2011 г. (организатор — «Алюсил-МВиТ»).
Окончание. Начало в СтройПРОФИль №6-11, 2011 г.
Литература
1. Синявский В. С., Вальков В. Д., Калинин В. Д. «Коррозия и защита алюминиевых сплавов». — М.: «Металлургия», 1986 г.
2. Розенфельд И. А. «Коррозия и защита металлов». — М.: «Металлургия», 1969 г.
3. «Коррозия». Справочник. Перевод с англ. Под ред. Синявского В. С. — М.: «Металлургия», 1981 г.
4. Химушин Ф. Ф. «Нержавеющие стали». — М.: «Металлургия», 1967 г.
5. «Морская коррозия». Справочник. Под ред. Шумахера М. — М.: «Металлургия», 1983 г.
| Автор: В. С. Синявский, В. Д. Калинин Дата: 08.10.2011 Журнал Стройпрофиль 7-11 Рубрика: фасадные системы. фасады Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |  |