Renkantis plieno medžiagas statyboms, tiltams, jūriniams objektams ir kitiems projektams, dažniausiai svarstomas Corten Steel (atsparus atmosferos poveikiui plienas), anglinis plienas ir nerūdijantis plienas. Pagrindiniai medžiagų sąnaudų, apdorojimo sunkumų ir eksploatavimo trukmės skirtumai tiesiogiai lemia projekto biudžetą, statybos efektyvumą ir ilgalaikes eksploatavimo išlaidas. Šiame straipsnyje sistemingai lyginami šie trys plieno tipai, siekiant padėti užsienio klientams pasirinkti tinkamesnes medžiagas pagal projekto poreikius.
1. Medžiagos kaina: didelis skirtumas, kurį lemia lydinio sudėtis
Plieno medžiagų kainą daugiausia lemia jo lydinio sudėtis ir gamybos procesas. Tarp Corten plieno, anglinio plieno ir nerūdijančio plieno yra aiškus hierarchinis atotrūkis:
1.1 Anglinis plienas (pvz., A36, Q235)
Anglinis plienas yra ekonomiškiausias pasirinkimas, o medžiagos kaina yra maždaug 40-60 USD/㎡ (pagal 3 mm storio lakštus). Maža jo kaina dėl paprastos sudėties-daugiausia geležies ir anglies, beveik be jokių papildomų legiravimo elementų. Dėl to jis yra pirmasis pasirinkimas projektams, kuriems taikomi nedideli biudžetai ir nedideli atsparumo korozijai reikalavimai, pavyzdžiui, laikinoms konstrukcijoms ir nerūdijančioms patalpų aplinkoms.
1.2 „Corten Steel“ (pvz., A588, S355J2W, Q355NH)
„Corten Steel“ yra vidutinės kainos, o medžiagos kaina yra apie 60-90 USD/㎡ (3 mm storio lakštai), o tai 20-50 % didesnė nei paprasto anglinio plieno. Sąnaudos padidėja pridėjus legiruojančių elementų pėdsakų, tokių kaip Cu, Cr, Ni ir P, kurie yra būtini norint suformuoti savaiminį{7}}apsauginį rūdžių sluoksnį. Nors pradinė kaina yra didesnė nei anglinio plieno, „Corten Steel“ gali sutaupyti ilgalaikes antikorozinės priežiūros (pvz., dažymo) išlaidas, todėl ilgainiui tai bus ekonomiška.
1.3 Nerūdijantis plienas (pvz., 304, 316)
Nerūdijančio plieno medžiagų kaina yra didžiausia, svyruoja nuo 150–300 USD/㎡ (3 mm storio lakštai) – 2,5–5 kartus didesnė nei „Corten Steel“ ir 3–7 kartus didesnė nei anglinio plieno. Didelė kaina siejama su dideliu legiruojamųjų elementų kiekiu: 304 nerūdijančio plieno sudėtyje yra ne mažiau kaip 18% Cr ir 8% Ni, o 316 nerūdijančio plieno prideda 2-3% Mo, kad padidintų atsparumą korozijai. Šie elementai ant paviršiaus sudaro tankią chromo oksido plėvelę, užtikrinančią puikų atsparumą korozijai, tačiau žymiai padidina gamybos sąnaudas.
2. Apdorojimo sunkumas: panašus į anglinį plieną, o nerūdijantis plienas yra sudėtingesnis
Apdorojimo sunkumai yra susiję su medžiagos stiprumu, lankstumu ir šilumos laidumu. „Corten Steel“ apdirbamumas yra artimesnis anglies plienui, o nerūdijančiam plienui reikia profesionalesnės įrangos ir metodų:
2.1 Anglinis plienas
Anglies plienas turi mažiausią apdorojimo sunkumą ir puikų apdirbamumą. Jį galima lengvai pjaustyti, lenkti, suvirinti ir gręžti naudojant įprastą apdirbimo įrangą. Pavyzdžiui, pjovimas lazeriu, lankinis suvirinimas ir CNC lenkimas gali būti sklandžiai atliekami be specialių proceso koregavimų. Dėl to anglinis plienas tinka masinei gamybai ir sudėtingų komponentų formų projektams.
2.2 Corten Steel
„Corten Steel“ apdirbamumas yra panašus į anglinio plieno apdirbamumą, tik suvirinimo skirtumai yra nedideli. Dėl pridėtų legiruojamųjų elementų, pvz., Cu ir Cr, Corten Steel suvirinant reikia suderinti oro sąlygoms atsparias suvirinimo medžiagas (pvz., ER50-GNiCuCr), kad būtų išvengta lydinio elementų praradimo siūlėje ir būtų užtikrintas siūlės atsparumas korozijai. Be to, reikia kontroliuoti šilumos patekimą suvirinimo metu (srovė 120-180A, tarpsluoksnio temperatūra Mažiau nei 150 laipsnių arba lygi), kad būtų išvengta trapumo karščio paveiktoje zonoje. Apskritai jo apdorojimo sunkumas yra šiek tiek didesnis nei anglinio plieno, bet daug mažesnis nei nerūdijančio plieno, o įprastos plieno apdirbimo dirbtuvės gali atitikti reikalavimus su paprastais koregavimais.
2.3 Nerūdijantis plienas
Nerūdijantis plienas turi didžiausią apdorojimo sunkumą, daugiausia dėl didelio stiprumo, prasto šilumos laidumo ir lengvo grūdinimo. Pjovimo metu jis išskiria didelę šilumą, todėl norint išvengti medžiagos deformacijos, reikia didelės-galios pjovimo įrangos ir specialių pjovimo įrankių. Nerūdijančio plieno suvirinimas yra sudėtingesnis: norint išvengti suvirinimo siūlės oksidacijos, reikia naudoti apsaugą inertinėmis dujomis (pvz., Argono lankiniu suvirinimu), o suvirinimo procesas turi būti griežtai kontroliuojamas, kad būtų išvengta tarpkristalinės korozijos. Be to, nerūdijantis plienas yra linkęs sukietėti lenkimo ir štampavimo metu, todėl gali prireikti tarpinio atkaitinimo apdorojimo, padidinant apdorojimo etapus ir išlaidas.
3. Tarnavimo laikas: nustatomas pagal atsparumą korozijai ir techninės priežiūros lygį
Plieno tarnavimo laikas įvairiose aplinkose labai skiriasi, o pagrindinis veiksnys yra atsparumas korozijai. Corten Steel, anglinis plienas ir nerūdijantis plienas pasižymi akivaizdžiais tarnavimo laiko skirtumais, ypač korozinėje aplinkoje:
3.1 Anglinis plienas
Anglies plienas turi trumpiausią tarnavimo laiką lauke arba korozinėje aplinkoje. Be antikorozinio apdorojimo (pvz., dažymo), jo tarnavimo laikas kaimo atmosferoje yra tik 5-8 metai, o pramoninėje ar pakrančių aplinkoje, kurioje yra daug-druskos-purškimo, jis net sutrumpėja iki 2–3 metų. Net ir reguliariai prižiūrint dažymą, jo tarnavimo laikas gali pailgėti tik iki 10-15 metų, be to, reikia dažnai perdažyti (kas 2-3 metus), o tai padidina ilgalaikės priežiūros kaštus ir darbo krūvį.
3.2 Corten Steel
„Corten Steel“ tarnavimo laikas yra žymiai ilgesnis nei anglinio plieno dėl savaiminio{0}}rūdžių sluoksnio. Kaimo ar vidaus sausumos atmosferoje jo tarnavimo laikas gali siekti 30-50 metų be papildomo antikorozinio apdorojimo; pramoninėje atmosferoje gali siekti 20-30 metų; pakrantės aplinkoje, kurioje yra daug -druskos-purškimo, naudojant papildomas antikorozines priemones (pvz., impregnavimą silanu), jo tarnavimo laikas taip pat gali siekti 15–25 metus. Esminis privalumas yra tas, kad suformavus stabilų rūdžių sluoksnį (6-12 mėn.), beveik nereikia papildomos priežiūros, o tai labai sumažina ilgalaikes eksploatacijos išlaidas.
3.3 Nerūdijantis plienas
Nerūdijančio plieno tarnavimo laikas yra ilgiausias daugelyje aplinkų, ypač esant labai korozijai,. 304 nerūdijančio plieno eksploatavimo laikas yra daugiau nei 50 metų esant švelnioms vidaus ir lauko sąlygoms, o 316 nerūdijantis plienas, pridėjus Mo, gali būti naudojamas pakrantės didelėje -druskos- aplinkoje, chemijos purslų, 00 metų ir kitur. Tačiau jo eksploatavimo laikas bus paveiktas aplinkoje, kurioje yra didelė chlorido jonų koncentracija (pvz., panardinant į jūros vandenį), todėl reikalingas 316 l ar aukštesnės kokybės -nerūdijantis plienas. Reikėtų pažymėti, kad ilgas nerūdijančio plieno tarnavimo laikas taip pat priklauso nuo tinkamo apdorojimo (vengiant suvirinimo siūlės oksidacijos) ir reguliaraus valymo (pašalinant paviršiaus nešvarumus ir chlorido jonus).
