Bagaimanakah Corten Steel Berfungsi? Patina Melindungi Diri Dijelaskan

Lapisan Oksida Pelindung Diri

Keluli karbon biasa terhakis secara berterusan kerana karatnya berliang dan berkelupas. Setiap lapisan oksida retak, mendedahkan logam segar dan kitaran berulang sehingga bahagian itu hilang. Keluli luluhawa berkelakuan berbeza. Permukaannya teroksida menjadi filem oksida besi yang padat dan melekat rapat yang kekal di tempatnya dan bertindak sebagai penghalang, jadi bahan terhakis di bahagian luar manakala struktur di bawahnya kekal kukuh. Dalam suasana luar bandar atau bandar, kadar kakisan jatuh ke tahap di mana struktur tidak dicat mencapai hayat perkhidmatan yang diukur dalam beberapa dekad, dan projek jambatan dan fasad menggunakan keluli luluhawa lazimnya menyasarkan hayat reka bentuk selama 100 tahun atau lebih dengan penyelenggaraan yang minimum.

Kimia Aloi: Kuprum, Kromium, Nikel dan Fosforus

Perbezaan dicipta oleh pengaloian yang disengajakan, bukan oleh rawatan permukaan. Kuprum ialah unsur utama: ia menggalakkan oksida yang padat dan berporositi rendah dan merupakan sebab keluli luluhawa membawa kira-kira 0.25 hingga 0.55 peratus kuprum.

Mengapa Kitaran Basah-Kering Penting

Patina bukanlah hasil daripada kelembapan kekal. Ia terbentuk melalui irama basah-kering: hujan atau embun membekalkan elektrolit, pengoksidaan menghasilkan oksida segar, dan tempoh kering kemudian membolehkan oksida itu menjadi tumpat dan terikat pada permukaan. Kitaran berulang membina lapisan pelindung. Inilah sebabnya mengapa keluli yang sama mengeras dengan cepat pada fasad yang dilanda hujan dan perlahan-lahan di bawah tidak terjual yang kering, dan mengapa keadaan basah yang berterusan seperti air berdiri, keluli tertanam atau perangkap air dalam poket adalah kes paling teruk untuk mekanisme ini: di mana keluli tidak boleh kering, akses oksigen dihadkan dan oksida tidak pernah stabil.

Gred dan Standard yang Mentakrifkan Prestasi

Keluli luluhawa ditentukan oleh piawaian yang diiktiraf yang menetapkan kimia dan kategori ketahanan atmosfera.

ASTM A588- keluli struktur aloi rendah berkekuatan tinggi, Gred A, B dan K, untuk bahagian, plat dan palang dalam jambatan dan bangunan.

ASTM A242- Jenis 1 keluli struktur aloi rendah berkekuatan tinggi.

ASTM A606- Kepingan dan jalur keluli jenis 2 dan 4 dengan rintangan kakisan atmosfera yang lebih baik.

ASTM A847- tiub struktur aloi rendah yang dikimpal dan lancar berkekuatan tinggi yang lancar.

EN 10025-5- syarat penghantaran teknikal untuk luluhawa keluli struktur, gred seperti S235J0W, S355J0W dan S355J2W.

GB/T 4171- Spesifikasi Cina untuk keluli struktur tahan kakisan atmosfera tinggi, termasuk Q355NH dan Q460NH.

Pemilihan gred hendaklah sepadan dengan pendedahan. Kategori rintangan kakisan atmosfera, bersama-sama dengan sebutan W atau NH, menunjukkan bagaimana keluli itu diuji dan layak. Bahagian yang lebih berat dan projek pantai biasanya memerlukan elaun yang lebih tebal atau gred yang lebih tinggi daripada rawatan permukaan yang berbeza.

Apa yang Mengehadkan Mekanisme

Klorida.Garam daripada semburan laut atau bahan kimia penyah ais mengekalkan permukaan basah dan menyerang oksida, menghasilkan karat longgar dan bukannya filem pelindung.

Kelembapan yang terperangkap.Celah-celah, sambungan yang penuh dengan serpihan, dan keluli yang bersentuhan dengan tanah atau konkrit basah kekal lembap dan berkarat tidak sekata.

Pencemaran dan serangan asid.Pemendapan sulfur dan asid industri berat mengganggu pembentukan oksida dan meningkatkan pewarnaan larian.

Perincian yang baik - saliran bebas, pengudaraan di belakang pelapisan, tepi titisan dan pemisahan daripada logam yang berbeza untuk mengelakkan kesan galvanik - itulah yang membolehkan kimia berfungsi seperti yang dimaksudkan.

Dari Kemasan Kilang ke Permukaan Stabil

Bahan baharu mempunyai kemasan kilang kelabu-biru. Dalam beberapa minggu permukaan menunjukkan ton jingga-coklat terang apabila pengoksidaan bermula, dan melalui bulan-bulan berikutnya warna itu semakin dalam kepada perang gelap. Dengan pembasahan dan pengeringan yang kerap, permukaan biasanya stabil dalam masa kira-kira enam hingga lapan belas bulan dan berhenti menggosok apabila matang. Calar kecil mengoksida semula dan bercantum ke dalam patina sekeliling, yang merupakan salah satu sebab bahan dipilih di mana kesan pengendalian atau kerosakan hentaman dijangkakan.

Soalan Lazim

S: Adakah keluli luluhawa berkarat?
Tidak. Lapisan luar mengoksidakan dan melindungi keluli di bawahnya, jadi kakisan melambatkan ke kadar yang sangat rendah dan bukannya memakan bahagian, dengan syarat keluli kering dengan kerap dan tidak terdedah kepada klorida.

S: Mengapa ia dipanggil keluli corten?
Corten ialah nama komersial yang telah lama wujud untuk keluarga keluli luluhawa ini, yang diperoleh daripada gabungan rintangan kakisan dan kekuatan tegangan yang mana bahan itu mula dibangunkan pada tahun 1930-an. Dalam piawaian ia kelihatan sebagai gred ASTM A588, ASTM A606, ASTM A847 atau EN 10025-5.

S: Berapa lama patina mengambil masa untuk terbentuk?
Dengan kitaran basah-kering biasa, permukaan matang dalam kira-kira enam hingga lapan belas bulan. Iklim yang sangat kering memperlahankan proses dengan ketara, manakala hujan yang kerap diikuti dengan pengeringan menghasilkan permukaan coklat gelap klasik yang paling cepat.

S: Apakah yang berlaku apabila permukaan tercalar atau dipotong?
Logam yang terdedah mengoksida semula dan secara beransur-ansur bercantum ke dalam patina sekeliling, jadi tanda pengendalian kecil dan kerosakan fabrikasi tidak memerlukan pengecatan pembaikan.

S: Bolehkah keluli luluhawa digunakan berhampiran pantai?
Ya, dengan langkah berjaga-jaga. Klorida mempercepatkan serangan, jadi reka bentuk pantai harus memastikan saliran bebas, mengelakkan tebing yang memerangkap garam, memastikan keluli bersih daripada air bertakung, dan pertimbangkan bahagian yang lebih tebal atau gred ketahanan yang lebih tinggi.

S: Adakah karat berbahaya kepada tumbuhan atau tanah?
Tidak. Oksida pada dasarnya adalah sebatian besi yang sama yang terdapat secara semula jadi dalam tanah. Dalam penanam keluli biasanya dipisahkan dari medium tumbuh dengan pelapik atau oleh jisim tanah itu sendiri.