Hvað er lágt-álsjótæringar-þolið stál?
Lágt-blandað sjótæringarþolið-stál er fjölskylda burðarstála sem eru blönduð þannig að þétt, verndandi ryðlag myndast í sjó og sjávarlofti í stað hins lausa, gljúpa ryðs sem framleitt er af venjulegu kolefnisstáli. Heildarblandnainnihald er vísvitandi lágt, venjulega vel undir 2%, sem heldur kostnaði nálægt því sem er á kolefnisstáli á sama tíma og endingartími er margfalt lengri í lífríki sjávar. Þessi samsetning er ástæðan fyrir því að þessar einkunnir eru notaðar fyrir hafnir, mannvirki á hafi úti og strandmannvirki þar sem aðgangur að eftirliti og viðhaldi er erfiður og dýr.
Einkunnirnar eru ekki ryðfríu stáli og þær hætta ekki að tærast. Þeir treysta á hægfara,-sjálfgerandi oxíðlag og fyrir varanleg mannvirki eru þau enn notuð ásamt húðun og bakskautsvörn.
Hvernig málmblöndunarefnin virka
Tæringarþolið kemur frá víxlverkun nokkurra viðbóta á meðan á tæringarferlinu stendur frekar en frá einhverjum einstökum frumefni.
| Frumefni | Virka |
|---|---|
| Kopar og fosfór | Stuðla að þéttu, viðloðandi ryðlagi auðgað með kopar- og fosfórsamböndum sem lokar svitahola venjulegs ryðs. |
| Króm | Helsta filmu-styrkjandi þátturinn í nútíma flokkum, sem eykur þéttleika og stöðugleika hlífðarlagsins |
| Nikkel | Auðgar ryðlagið enn frekar og bætir árangur í útsetningu í andrúmslofti sjávar |
| Mólýbden | Vinnur gegn gryfju í klóríð-ríkum aðstæðum og hjálpar til við að endurvirkja snemma gryfjasvæði |
| Ál | Myndar þétta oxíðfilmu sem bætir við líkamlegri hindrun, sérstaklega í króm-mólýbden-álkerfinu |
Fosfór-berandi kopar-nikkelkerfið, sem þróað var í Bandaríkjunum árið 1951, var fyrsta sjótæringarþolið-stálið í atvinnuskyni. Fosfórinnihald þess á bilinu 0,08 til 0,15% gaf framúrskarandi afköst skvettasvæðisins en gerði suðu erfiða og plötur yfir um 20 mm þykkar voru almennt ekki soðnar. Japanska þróunin á sjöunda áratugnum lækkaði fosfór niður í 0,03% eða minna og færðist yfir í króm-undirstaða málmblendikerfis úr u.þ.b. 1% krómi, í kopar-króm-fosfór, kopar-króm{17}fór{16}fór{16} kopar-króm-mólýbdenafbrigði, sem endurheimtu suðuhæfni á sama tíma og hún hélt sterkri tæringargetu. Evrópskt króm-álkerfi fylgdi sömu meginreglu og kínverskar rannsóknir sem hófust um miðjan-1960 leiddu til króm-mólýbden-álkerfisins, sem nú er staðlað í GB/T 30070 fyrir sjávartæringarþolið stálplata sem MoAl 10Cr.
Tæringarsvæði sjávar
| Svæði | Staðsetning | Tæringarhegðun |
|---|---|---|
| Sjávarloftslag | Náði fyrir ofan skvetta | Salt-loft, miðlungs og tiltölulega einsleit árás |
| Skvettasvæði | Rétt fyrir ofan vatnslínuna, blautur af öldum | Árásargjarnasta svæðið, með blautum-þurrhjólum, ölduáhrifum og miklu súrefni |
| Sjávarfallasvæði | Milli fjöru og fjöru | Skipt um niðurdýfingu og útsetningu, stjórnað með galvanískri tengingu við kafi hlutann |
| Alveg á kafi svæði | Undir fjöru | Súrefnis-takmörkuð og nokkuð jöfn árás, þar sem líffótrun skapar staðbundnar frumur |
| Leðjusvæði hafsbotnsins | Grafinn í seti | Lítið súrefni og lágt almennt hlutfall, en súlfat-minnkandi bakteríur geta valdið staðbundnu árás |
Vegna þess að ein flokkur hegðar sér öðruvísi á þessum svæðum, ætti tæringarheimildir, húðunarforskrift og bakskautsvörn að vera stillt svæði fyrir svæði frekar en beitt einsleitt. Skvettasvæðið fær nánast alltaf þyngstu tæringarheimildina og öflugasta húðunarkerfið.
Einkunnir og álkerfi
| Kerfi | Blöndunargrundvöllur | Skýringar |
|---|---|---|
| Kopar-fosfór-nikkel | Cu, P, Ni | Upprunalega kerfið; framúrskarandi afköst skvettasvæðis en takmörkuð suðuhæfni á þykkum hlutum |
| Byggt á króm- | Cr með Cu, P, Al eða Mo | Lægra fosfór fyrir aukna suðuhæfni, um 1% króm sem aðal tæringarþolinn-þátturinn |
| Króm-ál | Cr, Al | Áli viðbót fyrir aukinn stöðugleika ryðlagsins |
| Króm-mólýbden-ál | Cr, Mo, Al | Staðlað í GB/T 30070 fyrir sjótæringarþolna plötu-; hið rótgróna kínverska kerfi sem notað er fyrir sjólagnir, skipasmíði og jarðolíubúnað við strandir |
Þegar einkunn er valin, ráða þrír þættir valinu: ráðandi staðall, sem fyrir kínversk verkefni getur verið GB/T 30070 fyrir sjótæringarþolna plötu- eða GB/T 712 fyrir burðarstál í skipa- og hafverkfræði; álagsstyrkur sem burðarvirkishönnunin krefst; og tæringu raunverulegs uppsetningarsvæðis. Skoðunarvottorðið ætti að athuga í samræmi við staðalinn frekar en að treysta á einkunnarheitið eitt og sér.
Suðu- og verndarkröfur
Hækkað fosfórinnihald upprunalega kopar-fosfórs-nikkelkerfisins var vísvitandi skipting-á milli tæringargetu og suðusprunguhættu og það er ástæðan fyrir því að nútímalegir flokkar halda fosfór í lágu magni. Þar sem efnafræðin leyfir suðu fylgir æfingin almennum reglum fyrir lágt-blandað burðarstál: lítið-vetnisnotkunarefni eins og E5015 gerð, stjórnað forhitun og eftir-suðuspennuafléttingu þar sem þykkt og gildandi forskrift krefst þess. Suðuaðferðin ætti að vera hæf á raunverulegri einkunn fyrir framleiðslu, vegna þess að álfelgur breyta svörun hita-svæðisins.
Þessi stál koma ekki í staðinn fyrir hlífðarhúð eða bakskautsvörn í varanlegum sjávarmannvirkjum; þau draga úr afleiðingum bilunar á húðun og lengja bilið á milli viðhaldslota. Þar sem ryðlag er alls ekki hægt að þola, eins og í varmaskiptarörum, innri dælu og ventlasæti, er ryðfrítt stál eða klædd plata áfram betri kosturinn. Hönnunarleiðbeiningar fyrir varnarkerfi eru gefnar með skjölum eins og DNV-RP-B401 fyrir bakskautsvarnarhönnun, EN 10225 fyrir suðuhæft burðarstál fyrir föst hafsvirki og ISO 12944-9 fyrir hlífðarmálningarkerfi fyrir hafsvirki, en súr sjávarþjónusta er tekin fyrir í samræmi við NACEMR 506 / NACEMR 551 ISO 151.
Umsóknir og hagnýt takmörk
Hafnarmannvirki: bryggjur, bryggjur, brimvarnargarðar og spuna
Utanhafspallarfætur og skvettasvæðismeðlimir
Strandbrýr, bryggjur og kælivatnskerfi strandvirkjunar
Sjóinntaks- og útfallsleiðslur og stuðningur fyrir neðansjávarleiðslur
Skipsskrokkhúðun á sjávarfalla- og skvettasvæðum
Þessar einkunnir draga verulega úr tæringarhraðanum samanborið við kolefnisstál, mynda stöðugra og að hluta til sjálfgerandi ryðlag og þola venjulegar suðuaðferðir þegar fosfórinnihald er lágt. Þeir munu hins vegar ekki passa við tæringarþol ryðfríu stáli, þeir munu ekki útrýma gryfju í stöðnuðum-klóríð- eða bakteríum-virkum aðstæðum og þeir standa sig ekki jafn vel á hverju svæði: skvettasvæðið er þar sem þeir bæta mestu gildi.
Algengar spurningar
Sp.: Hvað er lágt-blandað sjótæringarþolið-stál?
Byggingarstál með litlum viðbótum af kopar, fosfór, króm, nikkel, mólýbdeni og áli sem myndar verndandi ryðlag í sjó, á kostnaði nálægt því sem kolefnisstál.
Sp.: Hversu mikið lengur endist það en kolefnisstál í sjó?
Við árásargjarnar aðstæður á skvettasvæði er tæringarhraði venjulega nokkrum sinnum lægri en tæringarhraði venjulegs kolefnisstáls, sem þýðir að endingartíminn er lengri. Nákvæmt hraða fer eftir hitastigi, seltu, rennsli og lífrænu fóstri.
Sp.: Þarf þetta stál enn húðun og bakskautsvörn?
Já. Blöndunin hægir á tæringu en stöðvar hana ekki, þannig að varanleg mannvirki þurfa enn hlífðarhúð og bakskautsvörn, þar sem stálið dregur úr afleiðingum staðbundinnar niðurbrots húðunar.
Sp.: Hvað er 10CrMoAl?
10CrMoAl er hið þekkta kínverska króm-mólýbden-ál sjótæringar-þolið stál, staðlað í GB/T 30070, notað fyrir sjólagnir, skipasmíði og unnin úr jarðolíubúnaði við ströndina.
Sp.: Af hverju er fosfór takmarkað í nútíma flokkum?
Mikið fosfór bætir tæringarþol en eykur næmni fyrir suðusprungum og takmarkar suðu á þykkum hlutum, þannig að nútíma flokkar halda því í lágu magni og treysta á króm í staðinn.
Sp.: Getur sjótæringarþolið-stál komið í stað ryðfríu stáli?
Nei. Þetta er burðarefni sem stendur sig betur en kolefnisstál í sjóþjónustu, en ryðfríu stáli og klædd plötu er samt nauðsynleg fyrir varmaskipti, dæluinnréttingar og önnur störf þar sem ryðlag er ekki hægt að samþykkja.
