Нержавеющая сталь против оцинкованной стали

Введение

Нержавеющая сталь против оцинкованной стали, важно учитывать окружающую среду, требуемую долговечность и потребности в обслуживании. Нержавеющая сталь обеспечивает непревзойденную коррозионную стойкость, прочность и визуальную привлекательность, что делает ее пригодной для сложных применений в суровых условиях. Оцинкованная сталь, с другой стороны, обеспечивает экономически эффективную защиту от коррозии для менее агрессивных условий.

1. Состав и процесс производства

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сплав, состоящий в основном из железа, хрома (не менее 10.5%), а также иногда никеля и молибдена. Хром образует защитный оксидный слой на поверхности, придавая ей отличную коррозионную стойкость. Различные марки, такие как 304 и 316, различаются по легирующим элементам, что обеспечивает варианты для различных сред, включая экстремальные температуры и высокую соленость.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь — это углеродистая сталь, покрытая слоем цинка. Слой цинка защищает сталь под ним, выступая в качестве барьера от коррозии. Наиболее распространенным методом оцинкования является горячее цинкование, при котором сталь погружается в расплавленный цинк. Другим методом является электрогальванизация, при которой цинк наносится с помощью электрического тока. Оба процесса повышают коррозионную стойкость, хотя они, как правило, менее долговечны в суровых условиях, чем нержавеющая сталь.

2. Коррозионная стойкость

Нержавеющая сталь

Коррозионная стойкость нержавеющей стали обусловлена ее составом сплава, который образует пассивный слой оксида хрома. Нержавеющая сталь марки 316, в состав которой входит молибден, обеспечивает отличную устойчивость к коррозии от хлоридов, кислот и других агрессивных химикатов. Это предпочтительный выбор в морской, химической и нефтегазовой промышленности, где ежедневное воздействие коррозионных агентов.

Оцинкованная сталь

Цинковый слой на оцинкованной стали обеспечивает жертвенную защиту; цинк будет корродировать раньше, чем лежащая под ним сталь, обеспечивая некоторую коррозионную стойкость. Однако эта защита ограничена, так как цинковый слой может со временем деградировать. Хотя оцинкованная сталь адекватно работает в мягких средах и общем строительстве, она не выдерживает воздействия агрессивных химикатов или соленой воды так же эффективно, как нержавеющая сталь.

3. Механические свойства и прочность

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь, как правило, более прочная, чем оцинкованная сталь. более высокая прочность на разрыв и долговечность. Это делает его идеальным для применений, требующих устойчивости и надежности под давлением. Нержавеющая сталь также предлагает отличная устойчивость к ударам и износу, что приносит пользу инфраструктурным и промышленным применениям в тяжелых условиях.

Оцинкованная сталь

В то время как прочность оцинкованной стали в первую очередь обусловлена сердечник из углеродистой стали, она, как правило, менее прочная, чем нержавеющая сталь. Добавленный слой цинка не вносит существенного вклада в ее прочность. Оцинкованная сталь подходит для применения средней мощности там, где необходима коррозионная стойкость, но не в экстремальных или высоконапряженных условиях.

4. Внешний вид и эстетика

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь имеет гладкий, блестящий вид и часто желательна в архитектурных приложениях и видимых установках. Ее эстетическая привлекательность и долговечность делают ее предпочтительным выбором для высоковидимых конструкций и оборудования.

Оцинкованная сталь

Цинковый слой придает оцинкованной стали матово-серый оттенок, который визуально менее привлекателен, чем нержавеющая сталь. Со временем воздействие погодных условий может привести к образованию белесой патины на поверхности, что может снизить эстетическую привлекательность, хотя и не влияет на эксплуатационные характеристики.

5. Соображения стоимости

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь обычно дороже из-за его легирующих элементов, хрома и никеля, а также сложных производственных процессов. Однако его более длительная продолжительность жизни а минимальное техническое обслуживание может компенсировать первоначальные затраты, особенно в сложных условиях.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь - это более экономичный чем нержавеющая сталь, особенно для краткосрочных и среднесрочных применений. Это экономически выгодный выбор для проектов с ограниченный бюджет и умеренные требования к коррозионной стойкости.

6. Типичные области применения

Применение нержавеющей стали

Нефть и газ: используется в трубопроводах, резервуарах для хранения и морских платформах благодаря высокой коррозионной стойкости и прочности.
Химическая обработка: Отлично подходит для сред, где ежедневно происходит воздействие кислотных или едких химикатов.
Морская техника: Устойчивость нержавеющей стали к воздействию соленой воды делает ее пригодной для использования в морских условиях, например, в доках, на судах и в оборудовании.
Инфраструктура: Идеально подходит для мостов, перил и архитектурных сооружений, где важны долговечность и эстетичность.

Применение оцинкованной стали

Общее строительство: обычно используется в каркасах зданий, ограждениях и опорах кровли.
Сельскохозяйственное оборудование: обеспечивает баланс коррозионной стойкости и экономической эффективности для оборудования, подверженного воздействию почвы и влаги.
Водоочистные сооружения: подходят для некритической водной инфраструктуры, такой как трубопроводы и резервуары для хранения в средах с низкой степенью коррозии.
Наружные конструкции: обычно используются в дорожных ограждениях, перилах и столбах, где ожидается воздействие умеренных погодных условий.

7. Техническое обслуживание и долговечность

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь требует минимальное обслуживание из-за его собственной коррозионной стойкости. Однако в суровых условиях рекомендуется периодическая очистка для удаления соли, химикатов или отложений, которые со временем могут нарушить защитный оксидный слой.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь требует регулярный осмотр и техническое обслуживание для сохранения цинкового слоя неповрежденным. Если цинковый слой поцарапан или деградировал, может потребоваться повторное цинкование или нанесение дополнительных покрытий для предотвращения коррозии. Это особенно важно в морских или промышленных применениях, где цинковый слой подвержен риску более быстрого деградирования.

8. Пример: нержавеющая сталь против оцинкованной стали

СВОЙСТВО	НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (316)	ОЦИНКОВАННАЯ СТАЛЬ	СРАВНЕНИЕ
Механизм защиты	Защитный оксидный слой, который самовосстанавливается в присутствии кислорода, обеспечивая долговременную коррозионную стойкость.	Защитное цинковое покрытие наносится на сталь в процессе производства. При повреждении окружающий цинк катодно защищает открытую сталь.	Защитный слой из нержавеющей стали более долговечен и может «восстанавливаться». Защита из нержавеющей стали не уменьшается с потерей материала или уменьшением толщины.
Появление	Доступны многие виды отделки, от очень блестящей электрополировки до абразивной полировки. Привлекательный высококачественный вид и ощущение.	Возможны блестки. Поверхность не яркая и постепенно с возрастом становится тускло-серой.	Эстетичный выбор дизайна.
Ощущение поверхности	Он очень гладкий и может быть скользким.	На ощупь он более грубый, что становится более заметным с возрастом.	Эстетичный выбор дизайна.
Зелёные сертификаты	Его можно повторно использовать в новых конструкциях. После окончания срока службы конструкции он становится ценным ломом, а благодаря своей коллекционной ценности он имеет высокий уровень переработки.	Углеродистая сталь обычно отправляется на металлолом по окончании срока службы и имеет меньшую ценность.	Нержавеющая сталь широко перерабатывается как в процессе производства, так и по окончании срока службы. Вся новая нержавеющая сталь содержит значительную долю переработанной стали.
Сток тяжелых металлов	Незначительные уровни.	Значительный отток цинка, особенно в раннем возрасте.	На некоторых европейских автомагистралях перила были заменены на перила из нержавеющей стали, чтобы избежать загрязнения окружающей среды цинком.
Продолжительность жизни	Неограниченный срок при условии поддержания поверхности в надлежащем состоянии.	Медленная общая коррозия, пока цинк не растворится. Красная ржавчина появится, когда слой цинка/железа разъест, и, наконец, стальную подложку. Ремонт требуется до того, как ~2% поверхности покроется красными пятнами.	Явная выгода от стоимости жизненного цикла нержавеющей стали, если предполагается продление срока службы. Экономическая точка безубыточности может быть всего лишь шесть лет, в зависимости от окружающей среды и других факторов.
Огнестойкость	Отлично подходит для аустенитных нержавеющих сталей, обеспечивая приемлемую прочность и деформацию при пожарах.	Цинк плавится и течет, что может привести к выходу из строя прилегающей нержавеющей стали на химическом заводе. Подложка из углеродистой стали теряет прочность и прогибается.	Нержавеющая сталь обеспечивает лучшую огнестойкость и исключает риск расплавления цинка при использовании оцинкованной стали.
Сварка на месте	Это обычная процедура для аустенитных нержавеющих сталей, с учетом теплового расширения. Сварные швы могут быть смешаны с окружающей металлической поверхностью. Послесварочная очистка и пассивация являются обязательными.	Углеродистая сталь легко поддается самосварке, но цинк необходимо удалить из-за паров. Если оцинкованная и нержавеющая сталь свариваются вместе, любые остатки цинка сделают нержавеющую сталь хрупкой. Цинксодержащая краска менее долговечна, чем оцинкованная. В суровых морских условиях корка ржавчины может появиться через три-пять лет, а стальные атаки происходят через четыре года/мм после этого.	Краткосрочная прочность аналогична, но цинковое покрытие на стыках требует ухода. В суровых условиях оцинкованная сталь может покрыться грубой ржавчиной — даже дырками — и возможной травмой рук, особенно с невидимой стороны, обращенной к морю.
Контакт с влажным, пористым материалом (например, деревянными клиньями) в соленой среде.	Это, скорее всего, приведет к появлению пятен ржавчины и трещин, но не к разрушению конструкции.	Подобно пятнам от хранения, это приводит к быстрой потере цинка и более длительной потере его из-за перфорации.	Это нежелательно ни для того, ни для другого, но в долгосрочной перспективе может привести к разрушению основания оцинкованных столбов.
Обслуживание	При неправильном уходе на нем могут появиться пятна от чая и микроямки.	При отсутствии надлежащего ухода возможна общая потеря цинка и последующая коррозия стальной основы.	В обоих случаях требуется дождик на открытой местности или мытье в защищенных местах.