ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΧΑΛΥΒΩΝ
Λύσεις αντιδιαβρωτικής προστασίας. Μέρος Β
Του Παναγιώτη Μαυροειδή, Μεταλλουργού Μηχανικού ΕΜΠ, μέλους της Επιτροπής Σύνταξης του Κανονισμού Τεχνολογίας Χαλύβων (Κ.Τ.Χ.) Οπλισμού Σκυροδέματος
Η περίπτωση των συμπαγών χαλύβων οπλισμού σκυροδέματος, ανθεκτικών σε διάβρωση και ιδιαίτερα των ανοξείδωτων χαλύβων οπλισμού σκυροδέματος (stainless steel reinforcing bars), φαίνεται να είναι η πιο αξιόπιστη -αν και δαπανηρή-από όλες τις άλλες λύσεις προστασίας έναντι της διάβρωσης.
Στις αρχές του 19ου αιώνα, σπουδαίοι ερευνητές της εποχής, όπως ο Γάλλος BERTHIER και οι ’γγλοι STODART και FARADAY, εντυπωσίαζαν με τη σπουδαία παρατήρησή τους ότι η προσθήκη χρωμίου (Cr) στα κράματα σιδήρου, τα έκανε πολύ πιο ανθεκτικά στη διάβρωση. Το 1904, ο Γάλλος GUILLET και ο ’γγλος GIESEN δημοσίευσαν τις πρώτες μελέτες πάνω στη μεταλλουργική και μηχανική συμπεριφορά των κραμάτων Fe-Cr-Ni. Λίγα χρόνια αργότερα, όλοι οι τεχνικοί συμφωνούσαν ότι αυτά τα κράματα είχαν αυξημένη αντίσταση στη διάβρωση σε σχέση με τους κοινούς ανθρακούχους χάλυβες και ονομάστηκαν ανοξείδωτοι χάλυβες.
Από τότε η χρήση των ανοξείδωτων χαλύβων άρχισε να αυξάνεται με ιλιγγιώδεις ρυθμούς στη βιομηχανία και στις κατασκευές.
Η βασική τους ιδιότητα είναι η αντίσταση στη διάβρωση, ακόμη και όταν βρίσκονται και στο πιο δραστικό περιβάλλον, που θα κατέστρεφε ταχύτητα τους κοινούς χάλυβες.
Με τη χρήση των ανοξείδωτων χαλύβων, σχηματίζεται στην επιφάνειά τους ένα πολύ λεπτό στρώμα οξειδίου του χρωμίου, με εξαιρετική πρόσφυση σε αυτήν, το οποίο απομονώνει πλέον το υλικό και το προστατεύει σαν ασπίδα από τη διαβρωτική δράση. Με άλλα λόγια ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα οξειδωμένο υλικό με τέτοιο όμως τρόπο, που προστατεύεται από τον κίνδυνο μιας περαιτέρω καταστροφικής οξείδωσης (παθητική προστασία). Πρόκειται για μια προστασία θερμοδυναμικού τύπου, καθώς αυτό το προστατευτικό παθητικό στρώμα είναι σε θέση να αυτο-ξαναδημιουργηθεί σε περίπτωση τοπικών αφαιρέσεων του υλικού, εκδορών κ.λπ.
Οι ανοξείδωτοι χάλυβες οπλισμού, μπορούν να χρησιμοποιούνται εναλλακτικά και σε αντικατάσταση των κοινών ανθρακούχων χαλύβων σε κατασκευές, όπου υπάρχει έντονο διαβρωτικό περιβάλλον και ειδικότερα σημαντική παρουσία χλωριόντων. Συνήθως όμως γίνεται μόνο μερική αντικατάσταση των ανθρακούχων χαλύβων, σε τμήματα της κατασκευής που υποφέρουν περισσότερο. Εκτεταμένη είναι επίσης η χρήση σε περιπτώσεις επισκευών
Κατατάσσονται σε τέσσερις βασικούς τύπους, ανάλογα με τη μικρογραφική τους δομή και σε κάθε περίπτωση περιέχουν ελάχιστο άνθρακα:
• Μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες
• Φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες
• Ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες
• Φερριτο-ωστενιτικοί (duplex) ανοξείδωτοι χάλυβες
Στις αρχές του 19ου αιώνα, σπουδαίοι ερευνητές της εποχής, όπως ο Γάλλος BERTHIER και οι ’γγλοι STODART και FARADAY, εντυπωσίαζαν με τη σπουδαία παρατήρησή τους ότι η προσθήκη χρωμίου (Cr) στα κράματα σιδήρου, τα έκανε πολύ πιο ανθεκτικά στη διάβρωση. Το 1904, ο Γάλλος GUILLET και ο ’γγλος GIESEN δημοσίευσαν τις πρώτες μελέτες πάνω στη μεταλλουργική και μηχανική συμπεριφορά των κραμάτων Fe-Cr-Ni. Λίγα χρόνια αργότερα, όλοι οι τεχνικοί συμφωνούσαν ότι αυτά τα κράματα είχαν αυξημένη αντίσταση στη διάβρωση σε σχέση με τους κοινούς ανθρακούχους χάλυβες και ονομάστηκαν ανοξείδωτοι χάλυβες.
Από τότε η χρήση των ανοξείδωτων χαλύβων άρχισε να αυξάνεται με ιλιγγιώδεις ρυθμούς στη βιομηχανία και στις κατασκευές.
Η βασική τους ιδιότητα είναι η αντίσταση στη διάβρωση, ακόμη και όταν βρίσκονται και στο πιο δραστικό περιβάλλον, που θα κατέστρεφε ταχύτητα τους κοινούς χάλυβες.
Με τη χρήση των ανοξείδωτων χαλύβων, σχηματίζεται στην επιφάνειά τους ένα πολύ λεπτό στρώμα οξειδίου του χρωμίου, με εξαιρετική πρόσφυση σε αυτήν, το οποίο απομονώνει πλέον το υλικό και το προστατεύει σαν ασπίδα από τη διαβρωτική δράση. Με άλλα λόγια ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ένα οξειδωμένο υλικό με τέτοιο όμως τρόπο, που προστατεύεται από τον κίνδυνο μιας περαιτέρω καταστροφικής οξείδωσης (παθητική προστασία). Πρόκειται για μια προστασία θερμοδυναμικού τύπου, καθώς αυτό το προστατευτικό παθητικό στρώμα είναι σε θέση να αυτο-ξαναδημιουργηθεί σε περίπτωση τοπικών αφαιρέσεων του υλικού, εκδορών κ.λπ.
Οι ανοξείδωτοι χάλυβες οπλισμού, μπορούν να χρησιμοποιούνται εναλλακτικά και σε αντικατάσταση των κοινών ανθρακούχων χαλύβων σε κατασκευές, όπου υπάρχει έντονο διαβρωτικό περιβάλλον και ειδικότερα σημαντική παρουσία χλωριόντων. Συνήθως όμως γίνεται μόνο μερική αντικατάσταση των ανθρακούχων χαλύβων, σε τμήματα της κατασκευής που υποφέρουν περισσότερο. Εκτεταμένη είναι επίσης η χρήση σε περιπτώσεις επισκευών
Κατατάσσονται σε τέσσερις βασικούς τύπους, ανάλογα με τη μικρογραφική τους δομή και σε κάθε περίπτωση περιέχουν ελάχιστο άνθρακα:
• Μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες
• Φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες
• Ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες
• Φερριτο-ωστενιτικοί (duplex) ανοξείδωτοι χάλυβες