Технические вопросы

Нержавеющими называют стали, устойчивые к протеканию коррозионных процессов (проще говоря, образованию ржавчины) при эксплуатации в различных условиях. Если сплав содержит 13-17% хрома, то такой металл является коррозионноустойчивым в обычных атмосферных условиях, а если выше 17% – в более агрессивных средах. Но существуют такие ситуации, когда самые качественные коррозионностойкие стали могут подвергнуться разрушающему воздействию коррозии. Особенно велика вероятность возникновения коррозионных очагов после электродуговой сварки, что связано с выгоранием хрома и повышением концентрации железа в области сварного шва. (Со способами повышения коррозионной стойкости сварного шва можно подробно ознакомиться в статье «Способы сварки нержавеющей стали»).

Для снижения концентрации железа в шве и дальнейшей его защиты от коррозии используют химическое травление и пассивацию. Прежде с этой целью применяли концентрированные растворы кислот: серной, соляной, плавиковой, азотной. Однако такой способ травления связан с образованием ядовитых кислотных паров и требует принятия серьёзных мер по защите дыхательных путей. Более простым способом травления нержавеющей стали в домашних условиях является травление концентрированными составами. Смеси кислот, предлагаемые производителями, могут выпускаться в виде паст, гелей, спреев. Составы наносят кислотоустойчивыми кисточками или распылителями – ручными или механическими. Для травления сварных швов наиболее оптимальными являются пасты густой консистенции. Их удобно наносить даже на вертикальные швы. Свою активность такие пасты начинают проявлять от +10?С. Ознакомиться более подробно с технологией применения концентрированных составов для травления, а также с иными методами борьбы с коррозией сварного шва можно в статье «Способы травления нержавеющих сталей».

Способы механообработки обычных углеродистых сталей не могут быть прямо перенесены на нержавеющие стали. Это связано с отличиями в их физических характеристиках. При работах с нержавеющей сталью следует особое внимание уделять чистоте инструмента. А инструмент, который применялся для чёрной стали, не рекомендуется использовать вообще. При обработке нержавеющих сталей особую роль играют смазка (желательно сернистые масла) и охлаждение. При больших скоростях резания применяют водные эмульсии, а при быстром износе инструмента к сернистым нефтяным маслам добавляют некоторое количество парафина.

Для сверления нержавеющих сталей аустенитного класса используют инструмент из быстрорежущих сталей с содержанием хрома, вольфрама, иногда дополнительно – кобальта. Применяют стандартные свёрла, имеющие угол спирали 30°, а угол при вершине – 188°. Во избежание частых поломок рекомендуется применять короткие свёрла, особенно при малых диаметрах. Специальные свёрла для нержавеющей стали заточены под углом 140°, они короче и прочнее обычных свёрл. Для изготовления отверстий малого диаметра и большой глубины используют свёрла с меньшим шагом, что облегчает удаление стружки.

Самым распространённым вариантом резки нержавейки любого профиля в домашних условиях является использование углошлифовальной машинки, называемой «болгаркой». Для выполнения этих работ существуют абразивные отрезные диски, предназначенные именно для нержавеющих сталей.

Подробнее с этим вопросом можно ознакомиться в статье «Особенности механообработки нержавеющих сталей».

Сварка коррозионностойких сталей является более сложным случаем, по сравнению с чёрными углеродистыми сталями, однако вполне осуществимым. Необходимо только знать, какие физические свойства влияют на свариваемость нержавеющей стали, и каким образом можно преодолеть их негативное влияние:

• Если сравнивать с обычными углеродистыми сталями, коррозионностойкие сплавы имеют более низкую теплопроводность, которая объясняет концентрацию тепла и увеличенное расплавление металла в зоне сварки. Поэтому при электросварке сила тока, по сравнению с током для чёрных сталей, должна быть уменьшена на 15-20%.
• Значительный коэффициент линейного расширения и вызванная им большая линейная усадка вызывают деформацию металла во время и после сварки. Поэтому между свариваемыми деталями, особенно большой толщины, следует оставлять достаточный зазор.
• Из-за высокого электросопротивления электроды из высоколегированных сталей сильно нагреваются. Поэтому длина электродов с хромоникелевыми стержнями не превышает 350 мм.
• При неправильном термическом режиме нержавейка может потерять свои антикоррозионные качества из-за возникновения, так называемой, межкристаллитной коррозии. Чтобы не допустить это негативное явление нержавеющие стали после сварки необходимо быстро охладить. Однако использовать водяное охлаждение можно только для хромоникелевых сталей, принадлежащих к аустенитному классу.

Все нержавеющие стали содержат в качестве основного легирующего элемента хром. При взаимодействии с кислородом этот элемент образует тонкий оксидный слой. Благодаря сходству размеров атомов хрома и его оксидов оксидная плёнка является стабильной и плотной. Если поверхность металла поцарапать – на месте разрушенного поверхностного слоя оксидов образуется новый. Поэтому лёгкие внешние повреждения для нержавеющей стали не страшны, в отличие от оцинкованной углеродистой стали, для которой царапины становятся местом зарождения коррозионных очагов.

Однако, если царапины портят внешний вид изделия из нержавеющей стали, и вы хотите от них избавиться, вам понадобятся – губка без ворса, спрей для полирования, мягкая щётка или тряпка. Чистой сухой тряпкой с поверхности нержавейки удаляют налёт после жёсткой воды. От стойких загрязнений избавляются с помощью губки, которую предварительно смачивают в неразбавленном уксусном растворе. На крупные царапины наносят полирующий спрей, приобретенный в специализированном магазине. Поверхность обрабатывают губкой без ворса, перемещая её вдоль царапины, не допуская круговых движений. Это особо принципиально при обработке матовой поверхности. После высыхания поверхности после первичной обработки препарат распыляют таким образом, чтобы он заполнил все мелкие дефекты. Завершают обработку губкой без ворса.

Нержавеющие стали имеют высокие прочностные характеристики, поэтому кровельные картины из нержавейки могут иметь меньшую толщину, по сравнению с иными металлами. При технике двойного стоячего фальца толщина листа 0,5 мм является вполне достаточной. Если условия эксплуатации кровли стандартные, а ширина кровельных картин небольшая, то можно применять лист толщиной 0,4 мм.

Немного о марках и видах поверхности нержавеющей стали, используемой в качестве кровельной. Для сельских местностей в регионах с высокой температурой и частыми осадками и для городов с неразвитой индустрией можно использовать стали 1.4510 и 1. 4301. Для регионов с частыми дождями и высоким уровнем загрязнённости – марки 1.4401, 1.4404, 1.4435, 1.4436. Для индустриальных областей с высокими температурами и присутствием в атмосфере диоксида серы и хлоридов – 1.4439, 1.4539. Для плоских крыш используют только марки с содержанием молибдена. В местах с наличием крупных загрязняющих частиц в атмосфере рекомендуется укладка на кровлю нержавеющих листов с гладкой поверхностью.

• В домашних условиях наиболее часто полуфабрикаты и изделия из нержавеющей стали режут с помощью «болгарки» с использованием диска, специально предназначенного для легированных сталей.
• Высокую производительность при работе с нержавеющими сталями показывают ленточнопильные станки, оснащённые биметаллическими пилами. На таких станках можно обрабатывать коррозионностойкие, жаропрочные и иные труднообрабатываемые материалы любого сечения, как сплошного, так и профильного. Для малых и средних диаметров применяют пакетную резку.
• Для листового проката используют гильотинные ножницы.
• Обычная кислородная резка для высоколегированных хромистых и хромоникелевых сталей не используется из-за образования на поверхности реза тугоплавких оксидов хрома. Выходом в такой ситуации стала кислородно-флюсовая резка с укладыванием в рез прутков из низкоуглеродистых сталей.
• В последние годы всё более распространяются различные варианты газо-дуговой резки – воздушно-дуговая, кислородно-дуговая и плазменно-дуговая. Существует плазменная резка, которая отличается от плазменно-дуговой тем, что в данном случае обрабатываемый металл не включается в электроцепь дуги.
• Копьевая резка применяется для резки элементов из легированных сталей, чугуна и железобетона значительной толщины (до нескольких метров). Два основных способа – кислородное и кислородно-порошковое копьё. Такие процессы возможны как в ручном, так и механизированном режимах.

Крепёж для клапанов из нержавеющей стали должен соответствовать условиям СТ ЦКБА 012-005, регламентирующего технические требования к шпилькам, болтам, гайкам и шайбам для трубопроводной арматуры. Этот стандарт определяет материал и другие характеристики крепежа для арматуры из коррозионностойких сталей в зависимости от состава, давления и температуры рабочей среды и величины потенциальной опасности ситуации, которая может возникнуть при разгерметизации соединений.

Трубы, изготовленные из коррозионностойких сталей, являются химически нейтральными и не оказывают никакого влияния на характеристики питьевой воды. Такие трубы полностью соответствуют всем гигиеническим стандартам.

Преимущества труб из нержавеющих сталей – стойкость к коррозии, устойчивость к перепадам давления и высоким температурам, отсутствие влияния на химический состав воды, способность выдерживать значительные механические воздействия.

Обычно изделия из нержавеющих сталей не требуют особого ухода. Чаще всего, их достаточно мыть тёплой водой, в крайнем случае – с мылом. Для чистки нержавеющей стали не допускается применять дезинфицирующие жидкости или хлорсодержащие чистящие составы. Обычно предлагаемые в продаже средства по уходу за нержавеющей сталью имеют полирующие свойства, поэтому применять их для матовых поверхностей требуется с большой осторожностью. Интенсивная полировка отдельных участков не допускается, поскольку может пострадать общий внешний вид изделия.

Удалять пятна с поверхности изделий из нержавеющей стали можно с помощью мыльного раствора или органических растворителей – метилового или денатурированного этилового спиртов. После избавления от пятен поверхность высушивают и протирают насухо. Таким же образом можно избавиться от пятен смазки или масла. Отложения кальция с поверхности нержавейки удаляют составом из одной части уксуса и трёх частей воды. Для борьбы с трудноудалимыми пятнами изделие замачивают в этом растворе на некоторое время, затем промывают тёплой водой и вытирают насухо. С пятнами ржавчины можно распрощаться с помощью тёплой 10%-й азотной кислоты. Неглубокие царапины удаляют полировкой нейлоном.

Преимущества труб из нержавеющих сталей – стойкость к коррозии, устойчивость к перепадам давления и высоким температурам, отсутствие влияния на химический состав воды, способность выдерживать значительные механические воздействия.

Специальные методы обработки внутренней поверхности нержавеющих труб предотвращают распространение болезнетворных микроорганизмов. Поэтому нержавеющие трубы специальных пищевых марок (AISI 304, AISI 304 L, AISI 316 L) допущены к использованию в производстве молочной, мясной, рыбной и хлебобулочной продукции.

При желании использовать трубопровод из нержавеющей стали для холодного водоснабжения необходимо получить в местном водоканале информацию о содержании хлора в воде. Хлориды являются злейшими врагами нержавеющей стали и могут стать причиной щелевой и точечной коррозии, если количество хлора превышает величину, допустимую нормативами – 0,25 г/л.

Если содержание хлора или бромида в воде приближено к 0,2 г/л, для трубопроводов, снабжающих холодной водой, более целесообразно использовать трубы, изготовленные из стали с добавками молибдена.