Jeklo, odporno na vremenske vplive – uporaba in priprava v nepremazanem in prevlečenem stanju
Jeklo, odporno na vremenske vplive, je vrsta jeklene zlitine, za katero je značilna tvorba stabilne, korozijsko-odporne plasti na površini po letih vremenskih vplivov, kar odpravlja potrebo po barvanju v številnih okoljih. US Steel (USS) ima v lasti registrirano blagovno znamko COR-TEN, ime, ki predstavlja dve ključni značilnosti te vrste jekla: odpornost proti koroziji in visoko trdnost.
Odpornost na vremenske vplive se nanaša na kemično sestavo teh jekel, ki jim daje večjo odpornost proti atmosferski koroziji kot druga jekla. To je zato, ker vremenske razmere povzročijo, da jeklo na svoji površini tvori zaščitno plast rje. Učinek-zaviranja korozije tega zaščitnega sloja je odvisen od porazdelitve in koncentracije legirnih elementov v kemični sestavi jekla (kot je prikazano na sliki 1). Ta zaščitna plast nastane zaradi vremenskih vplivov. Z drugimi besedami, jeklo mora zarjaveti, da tvori ta zaščitni sloj.
Uporaba odpornega jekla v gradbeništvu predstavlja več izzivov. Morda bodo potrebne posebne varilne tehnike ali materiali, da se zagotovi, da zvarni spoji ohranijo enako odpornost na vremenske vplive kot drugi materiali. Samo jeklo, ki je odporno na vremenske vplive, ni popolnoma odporno-na rjo; če se v notranjosti jekla nabere voda ali ostane dlje časa vlažno, se bo na teh območjih hitreje pojavila korozija, zaradi česar so potrebni ukrepi za odvodnjavanje ali sušenje. Jeklo, ki je odporno na vremenske vplive, je zelo občutljivo na vlažno subtropsko podnebje, kjer lahko njegova zaščitna oksidna plast postane nestabilna in še naprej korodira. Jeklo, ki je odporno na vremenske vplive, se slabo obnese tudi na območjih z visoko izpostavljenostjo kloridom. Običajno površinsko preperevanje jekla lahko povzroči tudi nastanek rje na bližnjih površinah.
Atmosferski onesnaževalci, ki katalizirajo korozijo, močno vplivajo na hitrost, s katero nekatera jekla, ki trpijo zaradi vremenskih vplivov, tvorijo želeno plast rje. Medtem ko ta proces rjavenja običajno dobro napreduje v velikih urbanih središčih, je veliko počasnejši v podeželskih okoljih.
Kot smo že omenili, jeklo, ki je odporno na vremenske vplive, pod ustreznimi pogoji tvori močno zaščitno plast rje, ki preprečuje nadaljnjo korozijo. Glede na SteelConstruction.info ima jeklo, ki je odporno na vremenske vplive, izjemno nizko stopnjo korozije, zato lahko mostovi, zgrajeni iz nebarvanega jekla, ki je odporno na vremenske vplive, dosežejo svojo 120-letno načrtovano življenjsko dobo z minimalnim vzdrževanjem. Zato so pod ustreznimi pogoji dobro-zasnovani jekleni mostovi, ki so odporni na vremenske vplive, stroškovno učinkovita rešitev z zelo nizkimi stroški vzdrževanja.
V vlažnem in atmosferskem okolju bodo vsa nizko-legirana jekla rjavela; stopnja rjavenja je odvisna od tega, v kolikšni meri pridejo kisik, vlaga in atmosferski onesnaževalci v stik s kovinsko površino. Ko proces rjavenja napreduje, sloj rje tvori pregrado, ki preprečuje prodiranje kisika, vlage in onesnaževalcev, s čimer upočasni stopnjo rjavenja.
Rjasta plast, ki se tvori na površini običajnega vroče{0}}valjanega ogljikovega jekla, je porozna in se bo sčasoma ločila od površine ter znova zagnala cikel korozije. Hitrost korozije se spreminja v nizu približno linearnih naraščajočih krivulj, katerih naklon je odvisen od korozivnosti okolja.
Proces rjavenja jekla, ki se prepere, je podoben procesu običajnega jekla, vendar posebni legirni elementi v jeklu tvorijo stabilno plast rje, ki se trdno oprime osnovne kovine in ima manjšo poroznost. Ta plast rje nastane v izmeničnih mokrih in suhih pogojih ter tvori zaščitno pregrado, ki preprečuje nadaljnje prodiranje kisika, vlage in onesnaževalcev, s čimer se bistveno zmanjša nadaljnja izguba kovine. Pomembno je upoštevati, da se mora sloj rje posušiti, da nastane. Če površina ostane vlažna, bo jeklo zaradi vremenskih vplivov še naprej korodiralo. Podobno, če je okolje močno onesnaženo s kloridi (npr. zgradbe v bližini oceana ali območja, izpostavljena soli za odmrzovanje in obstojni vlagi), se sloj rje ne more pravilno oblikovati. Vendar pa je v primernih okoljskih pogojih stopnja korozije jekla, ki je odporno na vremenske vplive, veliko nižja kot pri navadnem konstrukcijskem jeklu.
