Нержавейка нержавейке рознь

Все мы наверное Вы наверное уже знаете или слышали слово «нержавейка».

Чтобы понять, что именно скрывается под определением "нержавеющая" ("нержавейка"), необходимо сначала представить какие вообще бывают стали, и по каким критериям происходит их классификация.

Наиболее общую классификацию сталей можно провести по их назначению. Здесь выделяют конструкционные, инструментальные стали и сплавы с особыми физическими свойствами. Конструкционные стали применяются для изготовления деталей машин, приборов, металлоконструкций и сооружений. Инструментальные стали предназначены для изготовления режущих, штамповых и контрольно-измерительных инструментов. К сталям с особыми свойствами относят сплавы, для которых механические свойства, как правило, не имеют первостепенного значения. Основным предъявляемым к этим сталям требованием является обеспечение определенного уровня физических свойств.

В свою очередь конструкционные стали классифицируются по химическому составу, качеству, степени раскисления, структуре, прочности. По химическому составу конструкционные стали разделяют на углеродистые и легированные. Углеродистые стали содержат до 0,75 % углерода, легированные могут содержать более 10 % легирующих элементов (высоколегированные).
 
Высоколегированные стали, как правило, имеют особое назначение - коррозионно-стойкие, жаропрочные, немагнитные и др.

Необходимо также сказать несколько слов о маркировке легированных сталей. В ее основу положена буквенно-цифровая система (ГОСТ 4543-71). Легирующие элементы: марганец - Г, кремний - С, хром - Х, никель - Н, вольфрам - В, ванадий - Ф, титан - Т, молибден - М, кобальт - К, алюминий - Ю, медь - Д, бор - Р, ниобий - Б, цирконий - Ц, азот - А. Количество углерода указывается в сотых долях процента цифрой, стоящей в начале обозначения; количество легирующего элемента в процентах указывается цифрой, стоящей после соответствующего индекса. Отсутствие цифры после индекса элемента указывает на то, что его содержание менее 1,5 %. Высококачественные стали имеют в обозначении букву А, а особовысококачественые - букву Ш, проставляемую в конце. Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12 % С, около 2 % Cr, около 4 % Ni и менее 0,025 % S и P.

Под «нержавейкой» понимается нержавеющая сталь — композиционная высоколегированная* сталь, стойкая против коррозии в атмосфере и агрессивных средах.
 
Основной легирующий элемент нержавеющей стали — хром Cr, содержание которого может изменяться в пределах от 12 до 20 %; помимо хрома, нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в его сплавах (углерод (С), кремний (Si), марганец (Mn), серу (S), фосфор (Р)), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (никель (Ni), титан (Ti), ниобий (Nb), кобальт (Co), молибден (Mo)).

Сопротивление нержавеющей стали к коррозии напрямую зависит от содержания хрома: при его содержании 13 % и выше сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17 % — коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных и других средах, в частности в азотной кислоте крепостью до 50 %.

Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали объясняется, главным образом, тем, что на поверхности хромсодержащей детали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая плёнка нерастворимых окислов, при этом большое значение имеет состояние поверхности материала, отсутствие внутренних напряжений и кристаллических дефектов.

По химическому составу нержавеющие стали делятся на:

Хромистые, которые, в свою очередь, по структуре делятся на: Мартенситные; Полуферритные; Ферритные;
Хромоникелевые:  Аустенитные; Аустенитно-ферритные; Аустенитно-мартенситные; Аустенитно-карбидные.
Хромомарганцевоникелевые (классификация совпадает с хромоникелевыми нержавеющими сталями).

Различают аустенитные нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, и стабилизированные — с добавками Ti и Nb. Значительное уменьшение склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии достигается снижением содержания углерода (до 0,03 %).

Нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, после сварки, как правило, подвергаются термической обработке.

Наибольшую коррозионную стойкость имеют хромистые нержавеющие стали мартенситного типа с полированной поверхностью.

В данной статье мы остановимся только Аустенитной стали стабилизированные титаном. Такие стали кислотостойки и жаропрочны.

Легирование является обобщающим понятием ряда технологических процедур, проводимых на различных этапах получения металлического материала с целями повышения качества металлургической продукции.
_________________________________________________________
* - Легирование (нем. legieren — сплавлять, от лат. ligo — связываю, соединяю) — введение в расплав или шихту дополнительных элементов (например, в сталь — хрома, никеля, молибдена, вольфрама, ванадия, ниобия, титана), улучшающих механические, физические и химические свойства основного материала.


Основным преимуществом сталей аустенитного класса являются их высокие служебные характеристики (прочность, пластичность, коррозионная стойкость в большинстве рабочих сред) и хорошая технологичность. Поэтому аустенитные коррозионностойкие стали нашли широкое применение в качестве конструкционного материала в производстве дымоходов. К данному классу относятся стали 300 серии.

Следует помнить, что далеко не все нержавеющие стали являются одновременно и жаропрочными. На строительных рынках нержавеющие дымоходы предлагаются в изобилии, но уточнять марку стали необходимо всегда. В Российской классификации к стойким нержавеющим сталям относятся марки с большим процентным содержанием хрома, титана и никеля, например такие, как 10Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 10Х23Н18. В США это стали марок AISI 304, AISI 316L, AISI 310S, в Европе - класса EN 1.4301, EN 1.4404, EN 1.4539, EN 1.4571, EN 1.4845.

Данные виды сталей успешно применяются различными производителями дымоходов.

Так в чем же их отличие и почему разные производители применяют разные марки?

Естественно, конечному потребителю хочется видеть привычную глазу и слуху полированную и блестящую «нержавейку», имеющую классификацию AISI 304 (EN 1.4301). Однако, не каждый потребитель знает о том, что данный вид стали в большинстве используется в пищевой промышленности (столовые приборы, емкости, сосуды и трубы), и по своим жароупорным и прочностным характеристикам не всегда подходит для отвода продуктов сгорания (только для котлов работающих на газу). Не каждому захочется, купив красивый блестящий дымоход, со временем обнаружить разноцветные (температурные) пятна или разъеденные места (в результате горения образуются вещества: - оксиды серы, обозначаемые SОх, в основном состоящие из диоксида серы SO2 и триоксида серы SО3; - оксиды азота, обозначаемые NОх, в основном состоящие из монооксида азота NО и диоксида азота NO2; -угарный газ СО; взвешенные частицы). Но, не будем спешить с выводами - данный вид стали отлично подходит для облицовки дымоходов (наружная стенка двустенного изолированного дымохода), что требуется и самому потребителю и конечно же дымоходу (при наружной установке дымохода обязательно требуется тепловая изоляция предотвращающая резкий перепад температур и образования конденсата).

Непосредственно, для отвода продуктов сгорания в основном используются стали AISI 316 Ti  (EN 1.4571) и  AISI 316L (EN 1.4404). Трубы из данной стали также отполированы, имеют серый матовый оттенок, и используются, как правило, для соединительных линий (газохода) котла с вертикальным участком, санации в существующих шахтах или как внутренняя труба двустенного дымохода.

Ниже представлен химический состав материала дымоходов и применение в зависимости от вида топлива.

 
Не маловажную роль играет, и толщина стали, влияющая напрямую на прочностные характеристики дымохода (нагрузка на изгиб/ветровая нагрузка, осевая нагрузка).
Пожарная безопасность дымохода - необходимое условие его эксплуатации. Она начинается с правильного выбора самой конструкции и места ее установки при грамотном монтаже силами специализированной организации, имеющей соответствующую лицензию.

Так как рабочая температура внутреннего контура трубы должна выдерживать на испытаниях температуру в 1000°С (температура сгорания сажи) в течение 30 минут, очень важно избегать покупки несертифицированной продукции или подделки. Понятно, что дымоход, изготовленный из нежаропрочных сортов стали (оцинковка и т.п.), рано или поздно приведет к пожару или проникновению в помещение угарных газов. При строительстве дымохода также необходимо соблюдать все рекомендации по теплоизоляции горячей поверхности трубы в возможных местах контакта с возгораемыми материалами. Следует помнить, что то же дерево при длительном контакте с горячей (100°С) поверхностью становится склонным к самовозгоранию. Поэтому для наружной поверхности трубы установлен верхний потолок температуры 90°С, а в случае примыкания к сгораемым материалам - 85°С. После завершения монтажных работ представитель Пожнадзора должен убедиться, что все противопожарные нормы соблюдены полностью. И хотя при использовании двустенных дымоходов меры защиты от пожаров будут заранее приняты даже с некоторой перестраховкой, все нормы должны соответствовать положениям, разработанным для кирпичных труб, поскольку дымоходы типа "сэндвич" в СНиПах не указаны. Особое внимание уделяется наличию лицензий у организаций, производящих монтаж, а также самой "сертифицированности" дымохода и проверке газоплотности соединений.

Поговорим и о не менее важном - о ценах.
Различие в стоимости у разных производителей может достигать 25-30%. Очень многое здесь определяют марка и толщина применяемых сталей, вид стыкового соединения и даже местоположение производства. Стоимость дымоходов от российских производителей (при условии применения импортной стали) будет немного ниже - на 15-20%.
Цена довольно сильно возрастает (до 60%) при увеличении толщины листа и толщины изолятора (до 80%). Наведение блеска на поверхности обойдется в добавочные 5%.


Надеемся, что информация изложенная в данной статье поможет Вам разобраться, что же такое «нержавейка» и какой материал используется в производстве дымоходов из нержавеющей стали.