Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МК_Справочник_том_1

.pdf
Скачиваний:
168
Добавлен:
08.05.2015
Размер:
6.85 Mб
Скачать

Коррозия конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе, в основном определяется продолжительностью воздействия фазовой пленки влаги (дождь, мокрый снег, роса и т.д.), которая изменяется в зависимости от местности и в некоторых районах сухой зоны в 56 раз меньше, чем в ряде районов влажной зоны. Зона влажности устанавливается в соответствии с СНиП II-3-79. Продолжительность воздействия фазовой пленки влаги на конструкции, расположенные под навесами, меньше (только роса, туман, иней), чем на конструкции, находящиеся на открытом воздухе в той же зоне влажности. Поскольку фазовая пленка влаги вызывает более существенную коррозию, чем адсорбционная, степень агрессивного воздействия среды на конструкции под навесами при прочих равных условиях примерно такая же, как внутри неотапливаемых зданий. В зданиях, в которых действующими санитарными нормами допускается образование конденсата, фазовая пленка влаги образуется, в первую очередь, на поверхности ограждающих конструкций.

Коррозионная активность газов при равной влажности воздуха возрастает от группы А к группе Г (табл.10.2). Классификация степени агрессивного воздействия сред при атмосферной коррозии в зависимости от концентрации газов приведена в табл.10.3. Коррозионная активность солей, аэрозолей и пыли значительно возрастает при переходе от малорастворимых к хорошо растворимым гигроскопичным (табл.10.4). Классификация степени агрессивного воздействия сред при атмосферной коррозии в зависимости от вида и свойств солей, аэрозолей и пыли приведена в табл.10.5.

Таблица 10.2. Группы агрессивных газов в зависимости от их вида и концентрации

Название газа

 

Концентрация, мг/м3

 

 

 

 

 

 

À

Á

Â

Ã

 

 

 

 

 

Сернистый ангидрид

Äî 0,1

0,125

2590

Ñâ. 90

Хлористый водород

Äî 0,1

0,10,6

0,61

Ñâ. 1

Сероводород

Äî 0,01

0,0110

10200

Ñâ. 200

Окислы азота

Äî 0,1

0,15

525

Ñâ. 25

Аммиак

Äî 0,2

Ñâ. 0,2

 

 

 

 

 

Углекислый газ

Äî 1000

Ñâ. 1000

Фтористый водород

Äî 0,02

0,025

510

Ñâ. 10

 

 

 

 

 

Воздействию неорганических жидких сред (природных и технических вод, растворов неорганических солей, щелочей и кислот) подвергаются конструкции гидротехнических сооружений, очистных сооружений, некоторых объектов доменных комплексов, резервуаров и газгольдеров. Конструкции резервуаров для нефти и нефтепродуктов подвергаются также воздействию органических жидких сред. Степень агрессивного воздействия жидких сред определяется кислотностью (рН), концентрацией растворенных солей и газов, включая кислород, температурой, а также напором или скоростью движения потока жидкости. Классификация степени агрессивного воздействия жидких сред на материалы конструкций и защитных металлических покрытий приведена в СНиП 2.03.11-85.

391

Таблица 10.3. Степень агрессивного воздействия газов при атмосферной коррозии металлических конструкций

 

Относительная влажность

Группа

Степень агрессивного воздействия среды на конструкции

 

воздуха помещения, %

 

 

 

 

 

 

газов

 

 

Продолжительность увлажнения

на открытом воздухе, под навесами, в неотап-

Внутри отапливаемых зданий (определяется

фазовой пленкой, ч/год

 

 

ливаемых зданиях (определяется по продолжи-

 

 

по относительной влажности помещений)

(ÃÎÑÒ 9.039-74)

 

 

тельности увлажнения)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

À

Слабоагрессивная

Неагрессивная

Äî 60

 

 

Á

Слабоагрессивная

Неагрессивная

 

 

 

 

 

Â

Среднеагрессивная

Слабоагрессивная

 

 

Äî 2000

 

 

 

 

 

 

 

Ã

Сильноагрессивная

Среднеагрессивная

 

 

 

 

 

À

Слабоагрессивная

Неагрессивная

 

 

6075

Á

Среднеагрессивная

Слабоагрессивная

 

 

20003000

 

 

Â

Среднеагрессивная

Среднеагрессивная

 

 

 

 

 

Ã

Сильноагрессивная

Средне агрессивная

 

 

 

 

 

À

Среднеагрессивная

Слабоагрессивная

Ñâ. 75

 

 

Á

Среднеагрессивная

Среднеагрессивная

 

 

 

 

 

Â

Сильноагрессивная

Среднеагрессивная

 

 

 

 

30004500

 

 

 

 

 

Ã

Сильноагрессивная

Среднеагрессивная

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10.5. Степень агрессивного воздействия солей, аэрозолей и пыли на металлические конструкции

 

Относительная влажность

Группа

Степень агрессивного воздействия среды на конструкции

 

воздуха помещения, %

солей,

 

 

 

 

 

аэрозолей и

 

 

Продолжительность увлажнения

на открытом воздухе, под навесами, в неотапливае-

Внутри отапливаемых зданий (определяется

фазовой пленкой, ч/год

 

ïûëè ïî

мых помещениях (определяется по продолжительно-

 

по относительной влажности помещений)

(ÃÎÑÒ 9.039-74)

 

òàáë.10.4

сти увлажнения)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

À

Неагрессивная

Неагрессивная

Äî 60

 

 

 

Á

Слабоагрессивная

Неагрессивная

 

 

Äî 2000

 

 

 

Â

Среднеагрессивная

Слабоагрессивная

 

 

 

 

 

 

 

À

Слабоагрессивная

Неагрессивная

 

 

 

6075

 

 

 

 

 

 

Á

Среднеагрессивная

Слабоагрессивная

 

 

20003000

 

 

Â

Среднеагрессивная

Среднеагрессивная

 

 

 

 

 

 

 

À

Слабоагрессивная

Неагрессивная

Ñâ. 75

 

 

 

Á

Среднеагрессивная

Слабоагрессивная

 

 

30004500

 

 

Â

Сильноагрессивная

Среднеагрессивная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

392

Таблица 10.4. Группа солей, аэрозолей, пыли и их характеристики

À

Á

Â

 

 

 

Мало растворимые

Хорошо растворимые,

Хорошо растворимые,

малогигроскопичные

гигроскопичные

 

 

 

 

Силикаты, фосфаты

Карбонаты и сульфаты

Хлориды натрия, калия, аммония,

(вторичные и третич-

натрия, калия, аммония;

кальция, магния, алюминия, цин-

ные) и карбонаты маг-

нитраты калия, бария,

ка, железа; сульфаты магния, мар-

ния, кальция, бария,

свинца, магния

ганца, цинка, железа; нитраты и

свинца; сульфаты бария,

 

нитриты натрия, калия, аммония;

свинца; оксиды и гид-

 

все первичные фосфаты, вторич-

рооксиды железа, хрома,

 

ный фосфат натрия; оксиды и гид-

алюминия, кремния

 

рооксиды натрия, калия

 

 

 

10.2. ÊОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЕЙ

Конструкции из углеродистой стали марок ВСт3сп5, ВСт3пс6 ВСт3кп2 по ГОСТ 380-88* в агрессивных средах1 следует применять только при условии обеспечения защиты от коррозии. Низколегированная сталь марок 14Г2АФ, 16Г2АФ, 09Г2С, 10Г2С1, 15Г2СФ, 14Г2АФД, 12Г2СМФ по коррозионной стойкости близка к углеродистой стали. К защите от коррозии конструкций из стали перечисленных марок предъявляются те же требования, что и к защите конструкций из углеродистой стали.

Повышенной коррозионной стойкостью обладает низколегированная сталь марок 10ХСНД, 15ХСНД, 10ХНДП, 10ХДП, 12ХГДАФ, 08ХГСДП, причем последние четыре марки созданы специально как коррозионностойкие материалы для строительных конструкций. Эти стали целесообразно применять без защиты от коррозии для конструкций, не имеющих нахлесточных соединений, эксплуатируемых на открытом воздухе в слабоагрессивной среде, поскольку на их поверхности образуется плотный слой продуктов коррозии (после 13 лет эксплуатации).

В элементах несущих конструкций из стали марки 10ХНДП с толщиной стенки не менее 5 мм, не подлежащих защите от коррозии, очистка поверхности от прокатной окалины не является обязательной.

Сталь марок 10ХСНД и 15ХСНД при атмосферной коррозии практически во всех слабо- и среднеагрессивных средах в 1,53 раза более коррозионностойка, чем углеродистая сталь. Поэтому конструкции из стали этих марок, эксплуатируемые на открытом воздухе в сухой зоне влажности при концентрации агрессивных газов по группе А, можно применять без защиты от коррозии. Требования к очистке поверхности стали остаются теми же, что и для стали марки 10ХНДП. В более агрессивных средах на открытом воздухе, а также в агрессивных средах внутри помещений сталь повышенной коррозионной стойкости должна быть защищена от коррозии. Долговечность лакокрасочных покрытий на поверхности стали повышенной коррозионной стойкости по крайней мере в 1,5 раза больше, чем на поверхности углеродистой стали.

Пониженной по сравнению с углеродистой сталью коррозионной стойкостью в атмосфере с серосодержащими газами и в жидких средах обладает марганцовистая сталь марок 09Г2, 14Г2, а также сталь 18Г2АФпс. К защите от коррозии конструкций из стали этих марок предъявляются такие же требования, как и к защите конструкций из углеродистой стали. Тем не менее конструкции из стали пониженной

1Здесь и далее под агрессивными средами следует понимать среды со слабо-, средне- и сильноагрессивной степенями воздействия.

393

коррозионной стойкости главой СНиП 2.03.11-85 не допускаются в средах с повышенным содержанием сернистого ангидрида и сероводорода (по группам газов БГ), поскольку даже под защитными лакокрасочными покрытиями будет протекать избирательная коррозия по включениям сульфида марганца, ускоряющая потерю несущей способности конструкций. Сталь марок 15Г2СФ, 14Г2АФ, 16Г2АФ и18Г2АФпс менее подвержена язвенной коррозии, чем марганцовистая или кремнемарганцовитсая стали, и на эти марки не распространяются ограниче- ния по применению.

10.3. ÂЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ НА КОРРОЗИЮ СТАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Внутренние и рабочие напряжения практически не влияют на скорость равномерной коррозии материалов конструкций. Исключение составляет коррозия в кислых (рН ниже 3) сильноагрессивных жидких средах, постоянному воздействию которых строительные конструкции подвергаться не должны. Однако воздействие некоторых рабочих сред может изменять характер коррозии стали в напряженном состоянии и вызывать коррозионное растрескивание. Снижение уровня рабочих напряжений обычно замедляет процесс коррозионного растрескивания, но эта мера требует увеличения расхода металла и ухудшает технологические параметры. В приводимых далее примерах рассмотрены другие пути предотвращения коррозионного растрескивания конструкций.

Примерами коррозионного растрескивания стали в щелочной среде могут служить случаи разрушения декомпозеров и воздухонагревателей доменных печей. В декомпозерах технологический процесс происходит в щелочной среде. Внутренняя поверхность кожухов воздухонагревателей подвергается воздействию конденсата, в котором могут быть растворены щелочные составляющие, содержащиеся в рудной пыли при производстве ферромарганца. Щелочному охрупчиванию подвержена углеродистая и низколегированная сталь всех марок. Этот процесс происходит при температуре выше 4050°С. Трещины зарождаются на участках максимальных сварочных напряжений и распространяются межкристаллитно по основному металлу.

Поскольку в щелочных средах конструкции обычно не защищают от общей коррозии, для повышения их устойчивости против коррозионного растрескивания необходимо применять сталь как можно более чистую по неметаллическим вклю- чениям, в частности, углеродистую сталь спокойных марок, а также выносить монтажные сварные швы из зоны непосредственного воздействия жидких щелочных сред или возможного образования щелочного конденсата. В этих зонах не допускаются технологические приварки на монтаже; заводские сварные швы следует отжигать в термических печах при температуре 650°С для снятия сварочных напряжений.

В ряде сред немодифицированная марганцовистая сталь корродирует с развитием глубоких язв, которые в зонах концентрации напряжений могут переходить в межкристаллитные трещины коррозионной усталости или коррозионного растрескивания. Эти виды разрушения особенно характерны для листовых конструкций и конструкций типа сосудов со стыковой сваркой.

Относительное влияние агрессивной среды на выносливость конструкций снижается с усложнением формы элемента или соединения, т.е. с ростом концентрации напряжений. Для защиты скрубберов от коррозии помимо применения стали, не склонной к местной коррозии, целесообразно использовать защитные металли- зационно-лакокрасочные покрытия или снижать агрессивность воды.

394

Роль статических и циклических напряжений, действующих на конструкции, существенно возрастает с повышением прочности стали. При одновременном воздействии напряжений растяжения и агрессивной внешней среды элементы конструкций из термически упрочненной стали могут подвергаться разрушению вследствие водородного охрупчивания, коррозионного растрескивания или коррозионной усталости.

Водородное охрупчивание высокопрочной стали происходит даже при атмосферной коррозии, если в воздухе содержатся агрессивные газы SO2, H2S, HCl, HF в концентрации по группам БГ. Степень охрупчивания иногда не настолько велика, чтобы привести к самопроизвольному разрушению статически нагруженных элементов конструкций, но заметно снижает сопротивление динамическим нагрузкам и пластичность строительной стали с прочностью до 700 МПа и более высокой прочности (высокопрочные болты, канаты и т.п.). Пластическая деформация (до 2 %) увеличивает склонность этих сталей к водородному охрупчиванию.

Для предотвращения коррозионного растрескивания высокопрочных болтов необходимо выполнять следующие требования. По окончании монтажа конструкции вместе с выступающими частями высокопрочных болтов должны быть окрашены. Кроме того должна быть обеспечена герметизация соединений на высокопрочных болтах.

В слабоагрессивной среде допускается применение высокопрочных болтов из стали марок 40Х, 40ХФА, 30ХЗМФ и 30Х2НМФ без дополнительной защиты от коррозии, а лишь с окраской конструкций и выступающих частей болтов после монтажа. Однако предотвращение коррозионного растрескивания высокопрочных болтов обеспечивается лишь при условии точного соответствия химического состава требованиям ГОСТ 454371, соблюдения режимов термической обработки болтов и указаний по производству монтажа соединений.

У высокопрочных болтов склонность к коррозионному растрескиванию после проведения соответствующей термообработки, хотя и уменьшается, но полностью не устраняется. Кроме того в процессе эксплуатации болты без защитных покрытий начнут корродировать, при этом может дополнительно происходить процесс наводороживания, и вероятность растрескивания болтов увеличивается. В средне- и сильноагрессивных средах высокопрочные болты должны быть защищены от коррозии металлическими покрытиями до монтажа.

Для защиты болтов от коррозии применяются главным образом цинковые металлические покрытия, которые наносятся различными методами. Однако необходимо учитывать, что при нанесении гальванических покрытий будет наблюдаться наводороживание металла и увеличение склонности болтов к коррозионному растрескиванию. Болты с гальваническим покрытием обязательно должны быть подвергнуты обезводороживающему отпуску.

Защита от коррозии стали цинком, осажденным из расплава (горячий метод), когда создается цинковое покрытие толщиной 4080 мкм, не наводороживает сталь, но при этом толстые покрытия могут перекрывать допуск на размеры и появится затруднение при свинчивании болта и гайки.

Оптимальным методом нанесения защитных металлических покрытий на высокопрочные болты является термодиффузионный процесс насыщения поверхности болта. Процесс термодиффузионного обогащения поверхности болта цинком изменяет структуру поверхностного слоя металла и удаляет из стали водород, оба эти фактора способствуют предотвращению коррозионного растрескивания. Общая коррозионная стойкость высокопрочных болтов с термодиффузионным цинковым покрытием по сравнению с цинковым гальваническим покрытием при одинаковых

395

толщинах повышается в несколько раз за счет более высокой коррозионной стойкости, образовавшейся в поверхностном слое δ-ôàçû (FeZn7).

Термодиффузионное покрытие цинком, не изменяя механических свойств стали, полностью предотвращает коррозионное растрескивание болтов из высокопрочных сталей марок 38ХС, 40Х2Ф, 40Х.

10.4. ÊОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Наиболее высокой коррозионной стойкостью в слабо- и среднеагрессивных средах обладают технический алюминий АД1, сплав системы алюминий марганец АМц и сплавы системы алюминий магний АМг1, АМг2, АМг3, АМг4. Поэтому конструкции из рекомендованных СНиП 2.03-06-85 термически неупрочняемых сплавов АД1М, АМцМ и АМг2М допускается применять без защиты от коррозии не только в слабоагрессивных, но и в среднеагрессивных средах (листовые ограждающие конструкции по табл.38 СНиП 2.03.11-85).

В средах, содержащих хлористые соли, газообразный хлор или хлористый водород по группам А и Б, наиболее высокой коррозионной стойкостью обладают сплавы системы алюминий магний. Нагартовка сплавов этой системы не снижает их коррозионной стойкости, поэтому сплав АМг2Н2 в слабоагрессивных средах обычно также применяется без защиты от коррозии. Другие сплавы алюминия с магнием в строительных конструкциях применяются ограниченно, особенно сплавы, содержащие более 5 % магния, поскольку в нагартованном состоянии последние приобретают склонность к межкристаллитной коррозии после длительных (свыше 3000 ч) нагревов до температуры 6070°Ñ.

Коррозионная стойкость сплавов системы алюминий магний кремний снижается в следующем порядке: АД35, АД31, АД33, АВ. Сплав АВ содержит 0,20,6 % меди и в состоянии после искусственного старения приобретает склонность к межкристаллитной коррозии. Искусственное старение сплава АД31 незначительно снижает его коррозионную стойкость по сравнению с состоянием после естественного старения. Ограждающие конструкции из сплавов АД31Т и АД31Т1 можно применять без защиты от коррозии в слабоагрессивных средах.

С повышением прочности сплавов алюминия и увеличением расчетных нагрузок или внутренних напряжений, связанных с нагартовкой или сваркой, возрастает опасность потери несущей способности конструкций в результате язвенной или расслаивающей коррозии, а также коррозионного растрескивания. Поэтому к защите от коррозии несущих конструкций из алюминиевых сплавов при эксплуатации их в средах, содержащих хлор, хлористый водород или фтористый водород по группе газов Б, предъявляются более жесткие требования. Эти конструкции должны быть защищены электрохимическим анодированием уже при слабоагрессивной степени воздействия среды.

Особое внимание должно быть уделено высокопрочным свариваемым сплавам системы алюминий öèíê магний (01915, 01920 и 01925). Хотя по сопротивлению общей коррозии они и относятся к числу стойких, но в состоянии после естественного старения, в том числе в зоне термического влияния после сварки, подвергаются расслаивающей коррозии.

В агрессивных средах сплавы этой системы и их сварные соединения после естественного старения могут проявить склонность к коррозионному растрескиванию. Анодная пленка толщиной 1520 мкм не обеспечивает достаточной защиты от этого вида коррозии. Скорость роста трещин, как и склонность к их образованию, заметно повышается при переходе от слабоагрессивной к среднеагрессивной степени воздействия среды и снижается при переходе от сплава 01920Т и сварных

396

соединений, полученных с использованием проволоки В92св, к сплаву 01915Т. Этот сплав и его сварные соединения, полученные с использованием проволоки 01557 (системы AlMg), в состоянии естественного старения не подвергаются коррозионному растрескиванию в слабоагрессивных средах даже в случае образования сварочных трещин или других острых концентраторов напряжений.

ГЛАВА 11

ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЕ ДЛЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ КОНТАКТНОЙ КОРРОЗИИ

Металлические конструкции для зданий с агрессивными средами и сооружений на открытом воздухе следует проектировать такой формы, которая исключала бы возможность скопления на поверхности элементов конструкций атмосферной влаги, конденсата, производственной пыли и жидких агрессивных сред и не затрудняла бы их удаление. Необходимо предотвращать образование застойных мест в виде пазух, карманов, узких щелей и т.п. Элементы и соединения металлических конструкций должны иметь свободный доступ для осмотров и возобновления защитных покрытий.

Металлические конструкции зданий и сооружений для производств с агрессивными средами следует проектировать из профилей с меньшим периметром при площади сечения, требуемой по расчету несущей способности. Конструктивные решения должны предусматривать принцип концентрации материала и уменьшения общей поверхности конструкций с полным использованием их несущей способности путем увеличения пролетов и шагов до 12 м и более. Для сильноагрессивных сред конструкции зданий следует проектировать преимущественно сплошностенчатыми, а не решетчатыми.

При выборе конструктивных форм элементов конструкций в агрессивных средах необходимо учитывать влияние профиля элементов и расположения их в пространстве на продолжительность сохранения на их поверхности влаги (атмосферных осадков или конденсата) и накопления пыли, а следовательно, на скорость коррозии и разрушение защитных покрытий. В среднеагрессивных и сильноагрессивных средах листовой и профильный прокат с плоскими гранями и развитой поверхностью применяют преимущественно для конструктивных элементов, расположенных наклонно или вертикально. Примерами удачных конструктивных решений, удовлетворяющих этим требованиям, могут служить фермы с элементами из труб или замкнутых прямоугольных профилей.

Для металлических конструкций в средне и сильноагрессивных средах не следует применять тавровые сечения из двух спаренных уголков, крестовые сечения из четырех уголков, незамкнутые коробчатые или двутавровые сечения из двух швеллеров и гнутого профиля.

Конструкции из стали и алюминиевых сплавов для агрессивных сред должны преимущественно применяться в виде сварного профиля замкнутого сечения и труб. Однако применение внутри помещений с агрессивными средами конструкций из стальных элементов замкнутого сечения без защиты внутренней поверхности от коррозии допускается только при условии заделки торцов.

Для конструкций сооружений на открытом воздухе в слабоагрессивной среде допускается применение сечений в виде труб и замкнутого профиля без проверки

397

их герметичности, но при обязательном условии, что исключено попадание атмосферных осадков внутрь элементов и обеспечен дренаж. Влага внутри таких элементов конденсируется очень редко из-за запаздывания изменений температурновлажностного режима, и среда внутри элементов имеет неагрессивную степень воздействия (скорость коррозии углеродистой стали не достигает 0,01 мм/год).

Влияние формы, расположения в пространстве и размера щелей, возникающих в узлах, на характер протекания коррозии на открытом воздухе в слабоагрессивной среде иллюстрируется на примере стальных конструкций радиобашни системы Шухова после многолетней (50 лет) эксплуатации. Как показало обследование наиболее вероятно возникновение коррозии между элементами в узлах, где щели расположены горизонтально, что затрудняет вымывание загрязнений дождевой водой. В щелях, расположенных наклонно или вертикально, повышенная скорость коррозии по сравнению со скоростью коррозии основной поверхности на6людается лишь при содержании сернистого газа или сероводорода в атмосфере выше концентраций по группе А. Коррозия внутренних поверхностей элементов в двухзаклепочных соединениях возрастает с увеличением расстояния между заклепками от 30 до 75 мм; при дальнейшем увеличении этого расстояния до 140 мм она снижается, благодаря более легкому вымыванию загрязнений, и вновь несколько возрастает при увеличении расстояния между заклепками или болтами до

190ìì.

Âжестких стыках коррозия не возникает при расстоянии между болтами или

заклепками до 120 мм, а при увеличении этого расстояния, особенно до 200- 650 мм, постепенно возрастает. Степень ускорения коррозии зависит от толщины стенок элементов, с уменьшением которой облегчается расклинивающее действие продуктов коррозии. Отдельные элементы конструкций из уголка с толщиной стенки 8-10 мм подвергаются значительной деформации продуктами коррозии.

Таким образом, степень опасности коррозии сопряженных элементов определяется еще и жесткостью стыка: чем выше жесткость стыка (толщина элемента и число заклепок), тем большим может быть расстояние между заклепками или болтами, при котором коррозия не возникает; следует рекомендовать для слабоагрессивной среды расстояние между крепежом не более 400 мм, а для средне- и сильноагрессивной среды - 200 и 120 мм соответственно. В этом отношении болтовые соединения и особенно соединения на высокопрочных болтах более устойчивы против коррозии в щелях, чем заклепочные. В соединениях на высокопрочных болтах положительно сказывается роль больших усилий, направленных нормально толщине элемента.

В местах соединения фасонок со стойками или опорными кольцами коррозия возникает уже при расстоянии между заклепками 60-100 мм. Значительная площадь фасонок способствует накоплению пыли в стыках и препятствует омыванию их дождевой водой. Наибольшая скорость коррозии элементов в подобных узлах наблюдается в случаях, когда образуются трехмерные полости. Так, в узлах, находящихся у самой поверхности земли, зазоры заполняются снегом, и во время оттепели в них застаивается талая вода, что увеличивает фактическую продолжительность коррозии. Это явление характерно также для сварных и болтовых узлов конструкций на открытом воздухе. Поэтому подобные узлы на уровне земли целесообразно замоноличивать в бетон на высоту снежного покрова, а на большой высоте - располагать в вертикальной плоскости.

Одноэтажные отапливаемые здания, в которых применяют легкие несущие металлические конструкции, должны проектироваться для производств с неагрессивными и слабоагрессивными средами, а для производств со среднеагрессивными

398

средами - только при условии, если обеспечена долговременная защита конструкций (см. табл.10.1). Это требование вызвано тем, что невозможно обеспечить полную защиту конструкций лакокрасочными покрытиями на достаточно длительный период эксплуатации.

Ограждающие конструкции в виде металлических или комбинированных панелей для отапливаемых зданий следует проектировать с таким расчетом, чтобы в холодные периоды года было предотвращено образование конденсата на внутренней поверхности панелей и на несущих конструкциях, а также обеспечена возможность систематического удаления пыли и грязи с поверхности конструкций.

При проектировании конструкций из разнородных металлов или сплавов необходимо избегать решений, при которых может возникнуть контактная коррозия. В атмосферных условиях резкое ускорение коррозии конструкций из стали и алюминия независимо от способа их защиты, как правило, происходит только при контакте с медью. Такой контакт предотвращают применением неметаллических (паронитовых и т.п.) прокладок между элементами конструкций и медными деталями. Нельзя допустить, чтобы дождевая вода с поверхности медных деталей стекала на поверхность конструкций из алюминия, алюминированной или оцинкованной стали.

В сопряжениях элементов конструкций из углеродистой или низколегированной стали с конструкциями, покрытыми цинком или алюминием с толщиной слоя более 40 мкм, не требуется дополнительной защиты, сверх необходимой для данной степени агрессивного воздействия среды. Однако при проектировании конструкций из стали повышенной коррозионной стойкости, сопряженных с оцинкованными, алюминированными конструкциями или алюминием, необходимо учи- тывать, что до того, как на поверхности стали марок 10ХСНД 10ХНДП или 15ХСНД полностью сформируется защитный слой продуктов, дождевая вода, стекающая с конструкций, может загрязнять алюминий, алюминиевые и цинковые покрытия, равно как и бетон, кирпич, другие неметаллические материалы, не оказывая значительного агрессивного воздействия. Для предотвращения загрязнений обеспечивают отвод дождевой и талой воды.

Если на конструкции воздействуют среднеили сильноагрессивные жидкие среды, то в зависимости от природы среды определенную опасность может представлять контакт элементов конструкций с нержавеющей сталью, сплавами титана, а также контакты алюминия со сталью повышенной коррозионной стойкости и некоторых сплавов алюминия между собой.

Опасность контактной коррозии в жидких средах возникает и в случае неоправданного назначения материалов для сварки конструкций. Так, контактная коррозия сварного соединения в среднеагрессивной жидкой среде наблюдается, например, когда сталь состава (% по массе): 0,16 С; 0,50 Si; 1,42 Mn; 0,013 P; 0,016 S; 0,045 Al; 0,044 Nb сваривали с применением электродной проволоки состава (% по массе): 0,08 C; 0,25 Si; 0,8 Mn; 0,4 Ni; 0,6 Cu с более высокой коррозионной стойкостью, т.е. металл шва обладал значительно большей коррозионной стойкостью, чем основной металл.

Возможное возникновение контактной коррозии между швом и основным металлом необходимо предотвращать выбором соответствующих электродов для руч- ной сварки низколегированной стали (таблица 11.1), которые обеспечивают равную коррозионную стойкость металла шва и основного металла из более широкой номенклатуры электродов, рекомендованной СНиП. В этом случае проволока для автоматической и полуавтоматической сварки конструкций имеет состав, возможно близкий к составу стали, для сварки которой она предназначена.

399

Таблица 11.1 Материалы для сварки конструкций из низколегированной стали, при которых контактная коррозия минимальна

Степень агрессивного

Сталь марки

Марка электродов для ручной сварки

воздействия среды

конструкций*

 

 

10ÕÑÍÄ

Ý 138-50 Í**,

 

 

ÀÍ-Õ7, ÂÑÍ-3,

Слабо-, средне-,

15ÕÑÍÄ

Ý 138-45 Í

 

 

сильноагрессивная

 

 

10ÕÍÄÏ

Электроды типа Э50А

 

12ХГДАФ

марки 0ЗС-18 и электроды

 

08ХГСДП

марки ДСК-50к

 

 

 

 

15Ã2ÑÔ

 

Средне-, сильно-

14Ã2ÀÔ

ÓÎÍÈ 13/65

агрессивная

16Ã2ÀÔ

ÓÎÍÈ 13/55

 

18Ã2ÀÔïñ

 

*1. Для автоматической сварки стали марок 10ХНДП, 12ХГДАФ, 08ХГСДП под слоем

флюса рекомендуется применять сварочную проволоку марки Св-08Х1ДЮ по ТУ 14- 1-1148-75 в сочетании с флюсом марки АН-348А по ГОСТ 9087-81*Е. 2. Механизированную сварку в среде СО2 рекомендуется выполнять сварочной проволокой марки Св08ХГ2СДЮ по ТУ 14-1-3665-83 в углекислом газе по ГОСТ 8050-85. 3. Полуавтомати- ческую сварку самозащитной проволокой рекомендуется выполнять сварочной проволокой ППВ-5к по ТУ 36-2528-83.

** Только для стали марки 10ХСНД.

При выборе материалов для сварки несущих конструкций из стали повышенной коррозионной стойкости в условиях эксплуатации их без защиты от коррозии необходимо учитывать внутренние напряжения в зоне термического влияния (ЗТВ). В случае сварки стали марки 10ХНДП даже при применении электродной проволоки с составом, близким к составу стали, могут возникать напряжения, нарушающие адгезию продуктов коррозии к металлу шва и ЗТВ. Минимальные внутренние напряжения создаются при использовании проволоки марки Св08Х1ДЮ для автоматической сварки.

Конструкции, эксплуатирующиеся в сильноагрессивных средах, должны иметь сплошные сварные швы. Угловые сварные швы должны быть проварены с обеих сторон.

Существенное влияние на коррозионную стойкость стали, алюминия и защитных металлических покрытий может оказать контакт с неметаллическими материалами, способствующими неблагоприятному изменению рН среды. Поэтому для конструкций промышленных зданий, связанных с производством или применением в технологических процессах твердой щелочи, соды или других солей со щелочной реакцией, которые могут входить в состав пыли в этих цехах, не допускается применение алюминиевых сплавов и оцинкованной стали, а также металличе- ских защитных покрытий, даже при условии дополнительной их защиты лакокрасочными покрытиями.

Перечисленные материалы не следует также применять в агрессивных средах при возможном воздействии металлической (или соединений металлов) пыли, вызывающей контактную коррозию, если в ней содержатся медь, никель, сульфиды, хлориды этих металлов, другие тяжелые, благородные или полублагородные металлы. При относительной влажности воздуха помещений выше 75 % и в условиях конденсации влаги графит, коксовая и угольная крошка, также образуют электрохимические пары с цинком и алюминием.

400

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]