Corten Steel ir plaši iecienīts, jo tas spēj dabiskā vidē veidot blīvu, pašaizsargājošu -FeOOH nanokristālisko rūsas slāni, kas nodrošina ilgstošu-korozijas izturību. Tomēr šī aizsargājošā rūsas slāņa veidošanās cikls nav fiksēts,{4}}to būtiski ietekmē klimatiskie apstākļi. Tādi faktori kā mitrums, sāls izsmidzināšanas koncentrācija un piesārņotāju saturs dažādās vidēs var izraisīt rūsas slāņa veidošanās cikla atšķirību 2-5 reizes. Šajā rakstā ir analizēta tipisku klimatisko vidi (piemēram, piekrastes augstas-sāls izsmidzināšanas zonas un iekšzemes sausie reģioni) ietekme uz Corten Steel rūsas slāņa veidošanās ciklu, sniedzot atsauci praktiskai pielietošanai un projektu plānošanai.
1. Piekrastes augstas-sāls-izsmidzināšanas zonas (piemēram, piekrastes pilsētas, ostas)
Piekrastes zonas ar augstu-sāls-izsmidzināšanu ir visgrūtākā vide Corten Steel pašaizsargājošā rūsas slāņa-veidošanai. Šīs vides galvenās īpašības ir augsts relatīvais mitrums (parasti 75%-90%) un augsta Cl⁻ koncentrācija gaisā (no jūras sāls izsmidzināšanas). Cl⁻ piemīt spēcīga korozija: tas var viegli iekļūt sākotnējā vaļīgajā rūsas slānī, iznīcināt leģējošu elementu (piemēram, Cu, Cr, Ni) bagātināšanas procesu uz substrāta virsmas un kavēt rūsas slāņa pārvēršanos blīvā -FeOOH kristāla formā. Smagos gadījumos tas var pat izraisīt punktveida koroziju, padarot neiespējamu izveidot pilnīgu pašaizsardzības rūsas slāni.
Ietekme uz veidošanās ciklu: Pašaizsargājošā rūsas slāņa veidošanās cikls-ir ievērojami pagarināts, parasti tas aizņem 12-24 mēnešus. Bez jebkādiem papildu aizsardzības pasākumiem dažas vietas nekad nevar izveidot stabilu aizsargājošu rūsas slāni. Praktiskiem lietojumiem, izvēloties augstas kvalitātes laikapstākļiem izturīgu Corten tēraudu (piemēram, Q355GNH ekvivalentu, S355J2W ekvivalentu) un atbilstošus papildu aizsardzības pasākumus, piemēram, impregnēšanu ar silānu, veidošanās ciklu var saīsināt līdz 9–15 mēnešiem. Jāņem vērā, ka jūras brīzes atnestā nepārtrauktā ūdens padeve paātrinās sākotnējo korozijas ātrumu, bet Cl⁻ iejaukšanās ir nozīmīgāka, kā rezultātā rūsas slānim veidojas evolūcijas īpašība "ātrā sākuma stadija un lēna vēlākā stadija".
2. Iekšējie sausie reģioni (piemēram, Gobi ziemeļrietumi, iekšzemes līdzenumi)
Iekšzemes sausajiem reģioniem ir raksturīgs zems mitrums, zems piesārņojums un lielas temperatūras atšķirības. Relatīvais mitrums pārsvarā ir starp 30%-50%, un nepietiekama ūdens padeve ir galvenais faktors, kas ierobežo rūsas slāņa veidošanos. Corten Steel pašaizsargājošā rūsas slāņa veidošanās ir atkarīga no ūdens veidotā elektrolīta. Nepietiekams mitrums novedīs pie elektrolīta trūkuma, padarot tērauda virsmas oksidācijas reakciju nespēku noritēt vienmērīgi, un rūsas slāņa attīstība stagnēs.
Ietekme uz veidošanās ciklu: šī ir vide ar garāko pašaizsargājošā rūsas slāņa-veidošanās ciklu. Sākotnējā irdenā -FeOOH rūsas slāņa izveidošanai nepieciešami 3-5 mēneši, pārejas posmam (sakausējuma elementu bagātināšana un kristāla formas transformācija) nepieciešami 6-8 mēneši, un stabilā paš-aizsargājošā rūsas slāņa veidošanās cikls ir 12-18 mēneši. Dažās ārkārtīgi sausās vietās (piemēram, tuksnešos), kur relatīvais mitrums ilgstoši ir zem 30%, ir pat neiespējami izveidot pilnīgu pašaizsardzības rūsas slāni. Šobrīd var izmantot mākslīgu imitētā lietus ūdens izsmidzināšanu, lai veicinātu rūsas slāņa veidošanos. Turklāt "kondensāta žāvēšanas" cikls, ko izraisa lielas dienas un nakts temperatūras atšķirības, var nedaudz paātrināt rūsas slāņa evolūciju, taču kopējā ietekme ir ierobežota.
3. Lauku/iekšzemes mērenie reģioni (piem., lauku apvidi Jandzi upes dienvidos, iekšzemes Ziemeļķīna)
Lauku vai iekšzemes mērenie reģioni ir vislabvēlīgākā vide Corten Steel pašaizsargājošā rūsas slāņa-veidošanai. Relatīvais mitrums šeit tiek stabili uzturēts robežās no 50% līdz 75%, nodrošinot pietiekami daudz ūdens elektrolīta veidošanai. Tajā pašā laikā atmosfēras piesārņotāju (galvenokārt neliels daudzums putekļu un CO₂) saturs ir zems, kas netraucēs rūsas slāņa kristāliskās formas transformāciju.
Ietekme uz veidošanās ciklu: veidošanās cikls ir īsākais, parasti 6-9 mēneši. Konkrēti sākotnējais irdenais rūsas slānis var izveidoties tikai 1-2 mēnešu laikā, pārejas posms ilgst 2-3 mēnešus, un stabilais -FeOOH nanokristāliskā rūsas slānis veidojas 6-9 mēnešos. Rūsas slāņa veidošanās process ir stabils, kristāla formas transformācija ir pietiekama, un galīgi izveidotais rūsas slānis ir vienmērīgs un blīvs, ar vislabāko aizsardzības veiktspēju - ikgadējais korozijas ātrums var būt pat 0,01-0,02 mm gadā.
4. Industriālās atmosfēras reģioni (piemēram, tērauda rūpniecības zonas, ķīmiskie parki)
Industriālajiem atmosfēras reģioniem ir raksturīga augsta piesārņojošo vielu koncentrācija. Gaiss satur lielu daudzumu kodīgu vielu, piemēram, SO₂, NOx un putekļu, un relatīvais mitrums lielākoties ir no 60% līdz 80%. Šie piesārņotāji var paātrināt Corten Steel sākotnējo koroziju, bet skābie komponenti (piemēram, H2SO₄, kas veidojas, SO₂ izšķīdinot ūdenī) iznīcinās rūsas slāņa stabilitāti un traucē leģējošo elementu bagātināšanu.
Ietekme uz veidošanās ciklu: tiek paātrināta sākotnējā rūsas slāņa veidošanās (sākotnējais irdenais rūsas slānis var veidoties 0,5-1 mēnesī, un pārejas posms ilgst 1-2 mēnešus), bet kopējais pašaizsardzības rūsas slāņa veidošanās cikls piesārņojošo vielu iejaukšanās dēļ tiek pagarināts līdz 9-12 mēnešiem. Smagi piesārņotās vietās (piemēram, smagos ķīmisko vielu parkos) skāba vide nepārtraukti graus rūsas slāni, apgrūtinot stabila -FeOOH rūsas slāņa veidošanos. Lai nodrošinātu aizsargājošā rūsas slāņa veidošanos, ir jāizmanto papildu aizsardzības līdzekļi, piemēram, rūsas slāņa konservēšanas līdzekļi.
Kopsavilkums un praktiski ieteikumi
Dažādas klimatiskās vides ietekmē Corten Steel pašaizsargājošā rūsas slāņa veidošanās ciklu{0}}, mainot ūdens padevi, korozīvo vielu (piemēram, Cl⁻, SO₂) koncentrāciju un citus galvenos faktorus. Rezumējot: veidošanās cikls ir garākais iekšzemes sausajos reģionos (12-18 mēneši), īsākais lauku apvidos, kas ir mērens (6-9 mēneši), un salīdzinoši ilgs industriālās atmosfēras reģionos (9-12 mēneši) un piekrastes reģionos ar augstu sāls izsmidzināšanu (12-24 mēneši) piesārņojošo vielu traucējumu dēļ.
Ārvalstu klientiem, kas nodarbojas ar inženiertehniskajiem projektiem, ieteicams: 1) izvēlēties atbilstošu Corten Steel pakāpi atbilstoši vietējai klimatiskajai videi (piem., augstas -klases Corten Steel piekrastes zonām); 2) Formulēt saprātīgu projekta grafiku, pamatojoties uz mērķa vides rūsas slāņa veidošanās ciklu; 3) Pieņemt nepieciešamos papildu aizsardzības pasākumus skarbām vidēm, lai nodrošinātu savlaicīgu pašaizsardzības rūsas slāņa veidošanos un projekta ilglaicīgu kalpošanas laiku.
