Corten Steeli (ilmastikukindlat terast) kasutatakse laialdaselt ehituses, sildades, transpordis ja muudes valdkondades tänu selle suurepärasele enese-kaitsevõimele. Erinevad rahvusvahelised standardid on aga sõnastanud erinevaid Corten Steeli sorte, mille hulgas on ASTM A588 (Ameerika standard), EN 10025-5 S355J2W (Euroopa standard) ja GB/T 4171 Q355NH (Hiina standard). Nende klasside mehaaniliste omaduste (voolavus, löögitugevus) ja korrosioonikindluse erinevused mõjutavad otseselt projekti valikut, kasutusiga ja kulude kontrolli. Selles artiklis võrreldakse süstemaatiliselt neid põhilisi tulemusnäitajaid, et pakkuda välismaistele klientidele selget viidet.
Klassi A588 mehaanilised omadused
| HINNED | PAKSUS | PÕMBU KSI | SAAGIK KSI | % PIKKUNE. MIN | |
| 8" | 2" | ||||
| A588 | .75"TRU 4" | 70 MIN | 50 YP MIN | 16 | 19 |
| >4"TRU 4" | 67 MIN | 46 YP MIN | - | ||
| >5"KÄI 8" | 63 MIN | 42 YP MIN | |||
Plaadi S355J2W+N mehaanilised omadused
|
Saagi tugevus |
Tõmbetugevus |
Minimaalne pikenemine A (Lo=5.65 vSo) % |
|
355 MPa |
510 - 680 MPa |
20 |
Mehaanilised omadusedQ355NH
| Hinne | Q355NH mehaaniline omadus | |||
| Saagistugevus (MPa) | Tõmbetugevus (MPa) | % Pikenemine min | ||
| Hiina GB/T 4171 Q355NH | 325-355 | 490-630 | 20 | |
1. Mehaaniliste omaduste võrdlus
Mehaanilised omadused on Corten Steeli konstruktsiooniohutuse põhitagatis ning põhinäitajateks on voolavuspiir (minimaalne pinge, mida materjal talub ilma püsiva deformatsioonita) ja löögitugevus (võime äkkkoormusel purunemisele vastu pidada). Järgnev on kolme klassi üksikasjalik võrdlus:
1.1 Tootlikkuse tugevus
Voolutugevus määrab Corten Steeli komponentide{0}}kandevõime. Kõik kolm klassi kuuluvad keskmise ja{2}}kõrge tugevusega Corten Steelile, kuid minimaalse voolavuspiiri nõuetes on mõningaid erinevusi:
ASTM A588 (Ameerika standard): Minimaalne voolavuspiir on 345 MPa (50 ksi) või sellega võrdne. See on jagatud mitmeks alam-liigiks (nt Gr.A, Gr.K) ja erinevate alam-klasside voolavuspiiri nõuded on järjepidevad, erinedes peamiselt lisandite sisalduse ja tera rafineerimiselementide poolest (nt Gr.K sisaldab terade struktuuri optimeerimiseks Nb/V).
EN 10025-5 S355J2W (Euroopa standard): Minimaalne voolavuspiir on suurem või võrdne 355 MPa, mis on 10 MPa kõrgem kui A588. Klassi "355" tähistab otseselt minimaalse voolavuspiiri väärtust ja standard kontrollib rangelt voolavuspiiri kõikumise vahemikku, et tagada konstruktsiooni kandevõime stabiilsus.
GB/T 4171 Q355NH (Hiina standard): Minimaalne voolavuspiir on suurem või võrdne 355 MPa, mis on sama, mis S355J2W. Võrreldes Q345NH vana versiooniga on voolavuspiir suurenenud 10 MPa ja üldine mehaaniline jõudlus on vastavuses rahvusvaheliste kõrgetasemeliste standarditega.
1.2 Löögikindlus
Löögitugevus on eriti kriitiline madalatemperatuurilises{0}}keskkonnas töötavate projektide puhul, kuna see määrab materjali vastupidavuse rabedatele purunemistele. Kolmel klassil on ilmne erinevus löögitemperatuuri ja löögienergia nõuete osas:
ASTM A588: standard nõuab löögikatsetusi 0 kraadi juures ja minimaalne löögienergia on suurem või võrdne 27 J. Külmemates piirkondades (nt -20 kraadi) asuvate projektide puhul tuleb kohandada kõrge-tugevusega alam-klasse ja vaikeaste ei sobi ülimadala temperatuuriga keskkondadesse.
EN 10025-5 S355J2W: "J2" klassis näitab, et löögikatse viiakse läbi temperatuuril -20 kraadi ja minimaalne löögienergia on suurem või võrdne 27 J. Sellel on parem vastupidavus madalal temperatuuril kui A588 vaikeklassil ja see sobib enamikus Euroopa parasvöötme ja külmade piirkondade jaoks.
GB/T 4171 Q355NH: standard nõuab löögiteste -20 kraadi juures ja minimaalne löögienergia on suurem kui 34 J või sellega võrdne, mis on suurem kui A588 ja S355J2W. Sellel on suurepärane jõudlus madalal-temperatuuril ja see sobib eriti hästi külmade piirkondade (nt Põhja-Hiina) projektidele.
2. Korrosioonikindluse võrdlus
Corten Steeli korrosioonikindlus sõltub peamiselt legeerelementide (Cu, Cr, Ni, P jne) tüübist ja sisaldusest, mis ühiselt soodustavad tiheda -FeOOH kaitsva roostekihi teket. Kolme klassi korrosioonikindluse erinevused kajastuvad legeeriva elemendi konfiguratsioonis ja korrosioonikindluse indeksis:
2.1 Legeeriva elemendi koostis
ASTM A588: kuulub Cu-Cr-Ni-sulamite süsteemi, mille Cu-sisaldus on 0,25-0,40%, Cr-sisaldus on 0,40-0,65% ja Ni-sisaldus on väiksem või võrdne 0,40%. Fosfori (P) sisaldus on rangelt kontrollitud (vähem kui 0,03%), mis seab esikohale keevitamise, tagades samas korrosioonikindluse. See on "madala fosforisisaldusega tüüpi" Corten Steel.
EN 10025-5 S355J2W: Standard nõuab selgelt, et Cu + Cr + Ni kogusisaldus on suurem või võrdne 0,80%, Cu sisaldus 0,20-0,50%, Cr sisaldus 0,30-1,20% ja Ni sisaldus 0,65% või väiksem. Seda saab vastavalt vajadustele kohandada kõrge fosforisisaldusega tüübiks (S355J0WP, P sisaldus 0,06–0,15%) ja kõrge fosforisisaldusega tüübil on parem korrosioonikindlus, kuid veidi väiksem keevitusjõudlus.
GB/T 4171 Q355NH: see kasutab Cu-Cr-Ni-sulamisüsteemi, mille Cu-sisaldus on 0,25-0,55%, Cr-sisaldus on 0,40–0,80% ja Ni-sisaldus on 0,65% või väiksem. Cu + Cr + Ni kogusisaldus on samuti suurem või võrdne 0,80%, mis on kooskõlas standardiga S355J2W. Sellel on kahte tüüpi: tavaline tüüp (P vähem kui 0,03%) ja kõrge ilmastikukindlusega tüüp (Q355GNH, P 0,07–0,15%), mis katavad erinevad korrosioonikeskkonna vajadused.
2.2 Korrosioonikindlus
ASTM A588: ilmastikukindluse indeks (I) on suurem või võrdne 6,0 ja aastane korrosioonimäär tööstus- ja maakeskkonnas on 0,015-0,025 mm/aastas. See sobib keskmise-korrosiooniga keskkondades ja kõrge-soolasisaldusega rannikualadel tuleb lisada täiendavaid korrosioonivastaseid meetmeid (nt silaani immutamine).
EN 10025-5 S355J2W: ilmastikukindluse indeks (I) on suurem või võrdne 6,0 ja kõrge -fosforisisaldusega tüübi (S355J0WP) ilmastikukindluse indeks on suurem või võrdne 7,0. Aastane korrosioonimäär keskmise-korrosiooniga keskkondades on 0,010-0,020 mm aastas, mis on veidi parem kui A588. Spetsiaalselt raudteesildadele mõeldud alamklassil S355J2W(H) on tugevam vastupidavus kloriidioonide korrosioonile.
GB/T 4171 Q355NH: ilmastikukindluse indeks (I) on suurem või võrdne 6,0 ja kõrge -ilmastikukindluse tüübi Q355GNH ilmastikukindluse indeks on suurem või võrdne 7,0. Selle korrosioonikindlus on samaväärne S355J2W omaga ja aastane korrosioonikiirus on 0,010–0,020 mm aastas. Võrreldes kahe teise klassiga on sellel ilmsed kulueelised (15–20% madalam kui A588 ja S355J2W).
3. Kokkuvõte ja praktilised valikuettepanekud
Kokkuvõtteks võib öelda, et kolme peamise Corten Steeli klassi peamised jõudluse erinevused on järgmised: mehaaniliste omaduste poolest on S355J2W ja Q355NH suurem voolavuspiir kui A588 ning Q355NH on parim madalal temperatuuril{5}}löögikindlus; korrosioonikindluse osas on S355J2W ja Q355GNH (kõrge-ilmastikukindlusega tüüp) paremad kui A588 ning Q355NH on kõrgeima kulutulemusega.
Välismaistele klientidele pakutakse vastavalt erinevatele projektivajadustele järgmised valikuettepanekud:
Kui projekt asub Põhja-Ameerikas ja peab vastama kohalikele standarditele või eelistab keevitamist keskmises{0}}korrosiooniga keskkonnas,ASTM A588on soovitatav;
Kui projekt asub Euroopas või seda tuleb kasutada madalal{0}}temperatuuril (-20 kraadi) ja keskmiselt kõrge korrosiooniga keskkondades ning sellel on kõrged nõuded jõudluse stabiilsusele,EN 10025-5 S355J2Won soovitatav; kõrge{0}}korrosiooniga keskkondade jaoks, nagu rannikualad, saab valida S355J0WP (kõrge-fosforisisaldusega tüüp);
Kui projekti eesmärk on kulutasuvus või on vaja tasakaalustada kõrget tugevust, madalat{0}}temperatuuri sitkust ja korrosioonikindlust,GB/T 4171 Q355NHon soovitatav; kõrge{0}}korrosiooniga keskkondade jaoks võib sobida Q355GNH (kõrge-ilmastikukindlusega tüüp).
