Säänkestävä teräs – Käyttö ja valmistus päällystämättömässä ja päällystetyssä tilassa
Säänkestävä teräs on teräslejeeringin tyyppi, jolle on ominaista vakaa, korroosiota{0}}kestävän kerroksen muodostuminen sen pinnalle vuosien sääolosuhteiden jälkeen, mikä eliminoi maalauksen tarpeen monissa ympäristöissä. US Steel (USS) omistaa rekisteröidyn tavaramerkin COR-TEN, nimi, joka edustaa tämäntyyppisten terästen kahta keskeistä ominaisuutta: korroosionkestävyyttä ja suurta lujuutta.
Säänkestävyys viittaa näiden terästen kemialliseen koostumukseen, jonka ansiosta ne kestävät paremmin ilmakehän korroosiota kuin muut teräkset. Tämä johtuu siitä, että sää saa teräksen muodostamaan suojaavan ruostekerroksen pinnalle. Tämän suojakerroksen korroosiota estävän -vaikutuksen määrää seosalkuaineiden jakautuminen ja pitoisuus teräksen kemiallisessa koostumuksessa (kuten kuvassa 1). Tämä suojakerros muodostuu sään vaikutuksesta. Toisin sanoen teräksen täytyy ruostua muodostaakseen tämän suojakerroksen.
Säänkestävän teräksen käyttö rakentamisessa asettaa useita haasteita. Erityisiä hitsaustekniikoita tai -materiaaleja voidaan tarvita sen varmistamiseksi, että hitsausliitokset säilyttävät saman säänkestävyyden kuin muut materiaalit. Säänkestävä teräs ei itsessään ole täysin ruosteenkestävä-; Jos teräksen sisälle kerääntyy vettä tai se pysyy kosteana pitkiä aikoja, korroosiota tapahtuu näillä alueilla nopeammin, mikä vaatii tyhjennys- tai kuivaustoimenpiteitä. Säänkestävä teräs on erittäin herkkä kostealle subtrooppiselle ilmastolle, jossa sen suojaava oksidikerros voi muuttua epävakaaksi ja jatkaa syöpymistä. Säänkestävä teräs toimii myös huonosti alueilla, joilla on korkea kloridialtistus. Normaali säänkestävän teräksen pinnan rapautuminen voi myös johtaa ruosteen muodostumiseen läheisille pinnoille.
Nopeuteen, jolla jotkut säänkestävät teräkset muodostavat halutun ruostekerroksen, vaikuttavat merkittävästi ilman epäpuhtaudet, jotka katalysoivat korroosiota. Vaikka tämä ruosteprosessi etenee tyypillisesti hyvin suurissa kaupunkikeskuksissa, se on paljon hitaampaa maaseutuympäristöissä.
Kuten aiemmin mainittiin, säänkestävä teräs muodostaa sopivissa olosuhteissa vahvan suojaavan ruostekerroksen, joka estää lisäkorroosiota. SteelConstruction.infon mukaan säänkestävällä teräksellä on äärimmäisen alhainen korroosionopeus, joten maalaamattomasta säänkestävästä teräksestä rakennetut sillat voivat saavuttaa 120 - vuoden suunniteltu käyttöikänsä vähäisellä huollolla. Siksi hyvin-suunnitellut säänkestävät terässillat ovat sopivissa olosuhteissa kustannustehokas ratkaisu erittäin alhaisilla ylläpitokustannuksilla.
Kosteissa ja ilmakehän ympäristöissä kaikki niukka{0}}seosteiset teräkset ruostuvat; ruostumisnopeus riippuu siitä, missä määrin happi, kosteus ja ilman epäpuhtaudet joutuvat kosketuksiin metallipinnan kanssa. Ruosteprosessin edetessä ruostekerros muodostaa esteen, joka estää hapen, kosteuden ja epäpuhtauksien tunkeutumisen ja siten hidastaa ruostumisnopeutta.
Tavallisen kuumavalssatun hiiliteräksen pinnalle muodostuva ruostekerros on huokoinen ja lopulta irtoaa pinnasta käynnistäen korroosiosyklin uudelleen. Korroosionopeus muuttuu sarjassa suunnilleen lineaarisia kasvavia käyriä, joiden kaltevuus riippuu ympäristön syövyttävyydestä.
Säänkestävän teräksen ruostumisprosessi on samanlainen kuin tavallisen teräksen, mutta teräksen erityiset seosaineet muodostavat vakaan ruostekerroksen, joka kiinnittyy tukevasti perusmetalliin ja jonka huokoisuus on pienempi. Tämä ruostekerros muodostuu vuorotellen märissä ja kuivissa olosuhteissa muodostaen suojaavan esteen, joka estää hapen, kosteuden ja epäpuhtauksien tunkeutumisen entisestään, mikä vähentää merkittävästi metallin lisähävikkiä. On tärkeää huomata, että ruostekerroksen on kyettävä kuivumaan muodostuakseen. Jos pinta pysyy kosteana, säänkestävä teräs jatkaa syöpymistä. Samoin jos ympäristö on vakavasti kloridien saastuttama (esim. rakennukset lähellä merta tai alueet, jotka ovat alttiina-jäänsulatussuolalle ja jatkuvalle kosteudelle), ruostekerrosta ei voi muodostua kunnolla. Sopivissa ympäristöolosuhteissa säänkestävän teräksen korroosionopeus on kuitenkin paljon pienempi kuin tavallisen rakenneteräksen.
