Атмосферостойкие стали

Атмосферостойкие марки стали в последнее время получили широкое распространение в строительстве. Из них изготавливают фасадные панели, малые архитектурные формы, декоративные элементы интерьеров.

В неокрашенном состоянии эти стали покрываются оксидной пленкой, защищающей от распространения коррозии, и обладают уникальным свойством изменения оттенка с годами. Но мало кто знает, что изначально атмосферостойкие стали были предназначены для машиностроения, активно применяются в этой отрасли сейчас, и именно там могут принести максимальный практический эффект.

Легированные медью стали появились в США в 1910-х годах. В 1933 году компания US Steel запатентовала торговую марку Cor-Ten, которая обозначает «коррозионная стойкость и прочность», и начала поставку этого проката клиентам. В основном из кортена производились железнодорожные вагоны для перевозки угля, руд, зерна, а также различные емкости для хранения сыпучих сред. C 1936 года атмосферостойкие стали начали применяться в окрашенном состоянии всемирно известной компанией Pullman для производства пассажирских вагонов. Применение атмосферостойких сталей в строительстве началось существенно позже с постройки путепровода над шоссе в Нью-Джерси (США) в 1964 году.

В России до последнего времени атмосферостойким сталям уделялось недостаточное внимание, на рынке была представлена в основном импортная продукция. Впервые атмосферостойкая сталь отечественного производства линейки Forcera компании «Северсталь» – 65 листов в объеме 3,9 тонн – была использована для изготовления и обшивки пандуса крупнейшей в Европе доменной печи №5 «Северянка» Череповецкого металлургического комбината в ходе ее реконструкции в 2019 году. «Северсталь» выпускает весь марочный сортамент атмосферостойких сталей, это марки 14ХГНДЦ, А606, 10ХСНД, 15ХСНД, 10ХНДП, которые компания производит по стандартам ГОСТ, ASTM, СТО.

Защитные свойства атмосферостойких сталей основаны на использовании в химическом составе меди, никеля и хрома. При взаимодействии с водой эти элементы образуют на поверхности тонкую защитную пленку («патину») из оксидов, не пропускающую атомы кислорода, препятствующую окислению атомов железа и развитию коррозии.

Защитные свойства атмосферостойких сталей подтверждены многочисленными исследованиями. Компания Nippon Steel провела 15-летнее исследование коррозии традиционных и атмосферостойких сталей при эксплуатации без покрытия в прибрежных и промышленных зонах Японии. Потеря толщины проката в результате коррозии у атмосферостойких марок стали в 3-5 раз ниже, чем у традиционных сталей.

В «Северстали» был проведен похожий эксперимент в более жестких условиях — образцы толщиной 6 мм из различных сталей в течение 102 дней находились на корпусе коксотушильного вагона в условиях высокой влажности и высокой концентрации активных и химических веществ. Потеря толщины в результате коррозии на образцах марок стали A606 в 5 раз ниже, чем на образцах Ст3.

При использовании атмосферостойких сталей в окрашенном состоянии коррозия в местах повреждения лакокрасочного покрытия замедляется в десятки раз, исключается отслоение лакокрасочного покрытия вокруг поврежденной зоны.

Кроме отличного сопротивления распространению коррозии, атмосферостойкие стали обладают лучшей устойчивостью к абразивному воздействию по сравнению с обычными углеродистыми сталями.

В настоящее время из атмосферостойких сталей производится более 95% морских контейнеров, значительная доля железнодорожных вагонов для перевозки сыпучих сред. Эти стали применяются в судостроении и производстве элементов портовой инфраструктуры.

В машиностроении атмосферостойкие стали используются чаще всего в окрашенном состоянии, они позволяют существенно увеличить срок службы изделия, снизить затраты на капитальные ремонты по причине коррозии, длительно сохранить внешний вид изделия даже в условиях повреждения лакокрасочного покрытия. Грузовые железнодорожные вагоны, кузова самосвалов и прицепы из атмосферостойкой стали обычно окрашивают частично, не нанося покрытие на рабочие поверхности, контактирующие с грузом. Например, у одного из наиболее распространенных в Европе железнодорожных хопперов — FALNS2 (Германия) дно и крышки люков выполнены из атмосферостойкой стали без нанесения внутреннего покрытия.

В неокрашенном состоянии атмосферостойкие стали используются в Бразилии для производства кузовов железнодорожных хопперов, перевозящих минеральное сырье. Такие вагоны имеют хороший внешний вид, не подвержены сквозной коррозии, позволяют существенно снизить затраты производителя на окраску, а эксплуатанта — на проведение ремонтов.

Целевые сегменты использования атмосферостойких сталей в машиностроении:

• Грузовые автомобили и прицепы: рамы, кузова самосвалов, ломовозов, мусоровозов, цементовозов, бетономешалок
• Кузова и футеровки кузовов большегрузных самосвалов для перевозки пород с низкой абразивностью, но высокой химической активностью
• Спецтехника: навесное оборудование дорожных машин, цистерны, бункеры и диспенсеры для песка и солей
• Сельхозтехника: рамы и рабочие органы навесного оборудования, кабины и лицевые панели тракторов и комбайнов
• Вагоны и полувагоны, хопперы (включая хопперы для перевозки минерального сырья и удобрений), платформы
• Судостроение: платформы и портовое оборудование

Источник: Северсталь