Rozsda, korrózió, oxidáció
A korrózió jelentős problémákat okozhat, ha acélhidakat vagy más szerkezeteket erodál. Évente dollármilliárdokat költenek a korrózió megelőzésére és egyéb korróziós{1}}problémákra.
A korrózió olyan kémiai reakció, amely két anyag között megy végbe, amelyek közül legalább az egyik fém, és amelyben elektronok cserélődnek. A rozsda ugyanaz, mint a korrózió, de csak akkor nevezik rozsdának, ha ez a reakció az acélon megy végbe. Ez az átalakulás általában oxigénnel való reakciót foglal magában, amelyben a tiszta fém kémiailag stabilabb fém-oxiddá alakul.
Az "oxidáció" kifejezést gyakran használják, és arra utal, hogy mindig reakcióba lép oxigénnel. Ez azonban nem mindig van így, és az "oxidáció" kifejezést ma már minden olyan kémiai reakcióra használják, amely elektroncserével jár.
Például ez gyakran előfordul elemekben vagy akkumulátorokban, és reduktív oxidációs reakciónak nevezik.
Mi az az időjárásálló acél?
Amióta az ember a vasat feldolgozza, szerepet játszik a korrózió és a hatékony korrózióvédelem. Többek között úgy alkalmazzák, hogy az oxidréteg olyan sűrűvé válik, hogy már nem engedi át az oxigént az alatta lévő anyaghoz, ami leállítja az oxidációs folyamatot. Jó példa erre a rozsdaálló acél, amelyben a króm oxigénnel reagálva króm-oxidokat képez, amelyek a felületet oxigéntömör réteggel látják el. Hátránya, hogy a króm és a rozsdamentes acélban széles körben használt nikkel kombinációja magas anyagárakhoz vezet.
Byramji D. Saklatwalla feltaláló már 1932-ben kifejlesztett egy acél változatot, amely oxigéntömör felületet eredményezett. Ezt a változatot a United Steel Corporation fejlesztette tovább, és a COR-TEN steel nevet kapta. Ez a "KORrózióálló-" és a "Szíjtőszilárdság" kifejezések rövidítése. Az időjárásálló acél-gyengén ötvözött acél, amely vasból áll, és amelyhez kis mennyiségű rezet, foszfort, szilíciumot, nikkelt és krómot adtak. Az anyag szakítószilárdsága (folyáshatára) körülbelül 355MPA (N/mm²). A Corten tehát a Weathering steel márkaneve, amelyet csak a US Steel Corporation szállít.
Az időjárásálló acél rozsdásodik, mint a hagyományos szerkezeti acél. Azonban nagyon sűrű oxidréteget képez, amely megakadályozza az oxigén behatolását.
Időjárásálló acél használata
Az időjárásálló acélt széles körben használják művészi alkotásokban, innen ered a "művészacél" beceneve is. Építészeti szerkezetekben is használják, például szállítókonténerekben, hidakban és kéményekben. Az elmúlt években az építőiparban megnövekedett tetőfedő vagy burkolóanyagként való alkalmazása. Az időjárásálló acélt gyakran hanggátnak is tekintik az autópályák mentén. Ezenkívül ez az anyag gyakran megtalálható különféle kertészeti termékekben, például virágágyásokban, virágtartókban, kerítésekben, rácspadlókban vagy kertkapukban. A tűzrakó helyek és kerti kandallók is gyakran időjárásálló acélból készülnek. A magas hőmérséklet hatására az időjárásálló acél gyorsabban oxidálódik, és gyorsabban képződik rozsdaréteg. Rozsdaállóságuk miatt ezek az elemek jellemzően sokáig bírják.
A tervezés és kivitelezés során figyelembe veendő kérdések
Bár az időjárásálló acél oxigént{0}}át nem eresztő, még mindig érzékeny a kopásra. Savas eső, jégeső vagy homokdörzsölés egyaránt okozhatja ezt. A kopás szabaddá teszi az alatta lévő anyagot, és újraindítja az oxidációs folyamatot. Emiatt az időjárásálló acél egy idő után átrozsdásodhat. A magas-sótartalmú környezet (például tengerparti területek vagy helyek, ahol télen sót használnak) szintén ronthatják a felületi oxidréteget.
Az időjárásálló acél nedves és száraz körülmények közötti váltakozást igényel a jó védőbevonat kialakításához. Ha az acélt hosszabb ideig nedves környezetben tartják, végül átrozsdásodik. Ezért a tervezés és a kivitelezés során feltétlenül ügyelni kell arra, hogy semmilyen rés ne engedje felhalmozódni a vizet. Az anyagon maradt nedves levelek is problémákat okozhatnak.
Az időjárásálló acélok hegesztéséhez ugyanolyan összetételű adalékanyagokat kell használni, mint maga az acél. Ez azt jelenti, hogy a töltőfém szilárdsága nem haladja meg az alapanyagét. Ez jelentősen eltér a szerkezeti acélok hegesztésénél használt adalékanyagoktól. Ezenkívül a varratnak simának kell lennie, hogy megakadályozza a víz beszivárgását az üregekbe vagy résekbe.
A rögzítőelemeket, például a csavarokat vagy csavarokat időjárásálló acélból kell készíteni, de ezt az anyagot gyakran nehéz beszerezni. Egy másik lehetőség a rozsdaálló acélból készült kötőelemek- használata, de ez megnöveli a feldolgozási költségeket.
A rozsdásodási folyamat során a lefolyó esővíz rozsdanyomokat hagyhat az alatta lévő anyagon. Ez a rozsdásodási folyamat több hónapig is eltarthat.
