Ocel odolná proti povětrnostním vlivům – Použití a příprava v nepovlakovaných a potažených stavech
Ocel odolná proti povětrnostním vlivům je druh ocelové slitiny, která se vyznačuje vytvořením stabilní vrstvy odolné proti korozi-na jejím povrchu po letech působení povětrnostních vlivů, což v mnoha prostředích eliminuje potřebu nátěru. US Steel (USS) vlastní registrovanou ochrannou známku COR-TEN, což je název, který představuje dvě klíčové vlastnosti tohoto typu oceli: odolnost proti korozi a vysokou pevnost.
Povětrnostní vlivy se týkají chemického složení těchto ocelí, které jim dává větší odolnost proti atmosférické korozi než jiné oceli. Povětrnostní vlivy totiž způsobují, že ocel vytváří na svém povrchu ochrannou vrstvu rzi. Korozní-inhibiční účinek této ochranné vrstvy je určen distribucí a koncentrací legujících prvků v chemickém složení oceli (jak je znázorněno na obrázku 1). Tato ochranná vrstva vzniká povětrnostními vlivy. Jinými slovy, ocel potřebuje zrezivět, aby vytvořila tuto ochrannou vrstvu.
Použití oceli odolné vůči povětrnostním vlivům ve stavebnictví představuje několik výzev. Mohou být vyžadovány speciální svařovací techniky nebo materiály, aby se zajistilo, že si svarové spoje udrží stejnou odolnost vůči povětrnostním vlivům jako jiné materiály. Ocel odolná proti povětrnostním vlivům sama o sobě není zcela korozi-; pokud se uvnitř oceli nahromadí voda nebo zůstane vlhká po delší dobu, dojde v těchto oblastech ke korozi rychleji, což vyžaduje odvodnění nebo vysoušení. Ocel odolná proti povětrnostním vlivům je vysoce citlivá na vlhké subtropické klima, kde se její ochranná oxidová vrstva může stát nestabilní a nadále korodovat. Ocel odolná proti povětrnostním vlivům také funguje špatně v oblastech s vysokým vystavením chloridům. Normální povrchové zvětrávání povětrnostních ocelí může také vést k tvorbě rzi na okolních površích.
Rychlost, s jakou některé povětrnostní oceli tvoří požadovanou vrstvu rzi, je významně ovlivněna atmosférickými polutanty, které katalyzují korozi. Zatímco tento proces rezivění obvykle probíhá dobře ve velkých městských centrech, ve venkovském prostředí je mnohem pomalejší.
Jak již bylo zmíněno dříve, povětrnostní ocel vytváří za vhodných podmínek silnou ochrannou vrstvu rzi, která brání další korozi. Podle SteelConstruction.info má ocel odolná proti povětrnostním vlivům extrémně nízkou míru koroze, takže mosty postavené z nenatřené oceli odolné proti povětrnostním vlivům mohou dosáhnout své projektované životnosti 120-let s minimální údržbou. Za vhodných podmínek jsou proto dobře{5}}navržené ocelové mosty odolné proti povětrnostním vlivům nákladově efektivním řešením s velmi nízkými náklady na údržbu.
Ve vlhkém a atmosférickém prostředí všechny nízkolegované -oceli reziví; míra rezivění závisí na rozsahu, ve kterém se kyslík, vlhkost a atmosférické nečistoty dostávají do kontaktu s kovovým povrchem. Jak proces koroze postupuje, vrstva rzi vytváří bariéru, která zabraňuje pronikání kyslíku, vlhkosti a nečistot, čímž se rychlost koroze zpomaluje.
Vrstva rzi, která se tvoří na povrchu běžné za tepla-válcované uhlíkové oceli, je porézní a nakonec se z povrchu oddělí, čímž se znovu spustí korozní cyklus. Rychlost koroze se mění v sérii přibližně lineárních rostoucích křivek, jejichž sklon závisí na korozivnosti prostředí.
Proces koroze povětrnostní oceli je podobný jako u běžné oceli, ale specifické legující prvky v oceli tvoří stabilní vrstvu rzi, která pevně přilne k základnímu kovu a má nižší poréznost. Tato vrstva rzi se tvoří za střídání mokrých a suchých podmínek a vytváří ochrannou bariéru, která zabraňuje dalšímu pronikání kyslíku, vlhkosti a nečistot, čímž se výrazně snižuje další ztráta kovu. Je důležité si uvědomit, že vrstva rzi musí být schopna zaschnout, aby se vytvořila. Pokud povrch zůstane vlhký, povětrnostní ocel bude nadále korodovat. Podobně, pokud je prostředí silně kontaminováno chloridy (např. budovy poblíž oceánu nebo oblasti vystavené rozmrazovací soli a trvalé vlhkosti), vrstva rzi se nemůže správně vytvořit. Za vhodných podmínek prostředí je však rychlost koroze oceli vystavené povětrnostním vlivům mnohem nižší než u běžné konstrukční oceli.
