Ржавый дымоход – это не только не красиво, но и зачастую опасно. Вопреки распростареннному мнению, главную роль играет не толщина металла, а его устойчивость к воздействию высоких температур и агрессивного конденсата. На возникновение и развитие коррозии влиеят не только качество стали и ее состав, но также условия эксплуатации. В этой статье разберем, какие факторы приводят к коррозии и как выбрать дымоход, который прослужит долгие годы.
Коррозия и марки стали
Важнейший фактор, влияющий на надежность дымоходной системы – сталь внутренней трубы. Эта часть сэндвич-системы наиболее подвержена воздействию высоких температур и агрессивного кислотного конденсата. Если марка стали выбрана неправильно, то оба фактора (высокая температура и кислота) могут вызвать коррозию и, как следствие, нарушение целостности трубы.
Скорость коррозии стали не зависит от ее толщины. Определяющее значение имеет ее качественный и количественный состав — легирующие добавки, специально вводимые в определенных количествах элементы для обеспечения требуемых физических и механических свойств стали.
Баня-бочка со стальным дымоходом Schiedel Permeter.
Состав стали и добавки
Добавками могут выступать: хром (Cr), титан (Ti), молибден (Mb), ниобий (Nb), сера (S), азот (N), никель (Ni) и т.д. Проводя аналогию – это как разрешение экрана. Чем больше пикселей, тем качественнее картинка. Увеличивать толщину стали – все равно что увеличивать диагональ экрана без изменения разрешения, качество картинки от этого лучше не станет.
Дымоход из стали Schiedel ICS.
Оптимальные значения
В Европе оптимальной толщиной бытового дымохода считается 0,5-0,6 мм. Это значение обеспечивает быстрый прогрев и, как следствие, меньшее количество образования конденсата. Увеличивая толщину, вы увеличиваете и массу дымохода. Помимо повышения стоимости дымоходной системы, это приводит к возрастанию нагрузки на опорные элементы или патрубок отопительного прибора.
Коррозия — это физико-химическое взаимодействие металла с окружающей средой, в результате которого изменяются его свойства и происходит ухудшение функциональных характеристик. Коррозия наносит серьезный экономический ущерб. Порядка 20% мирового производства стали изготавливается для замены поврежденных коррозией элементов.
Элементы процесса коррозии.
Защитные функции
Сопротивление стали коррозии зависит от содержания хрома. На поверхности хромсодержащих сталей (не менее 13% от массы металла) образуется тонкая пленка нерастворимых окислов. Нагрев сталей, содержащих большое количество хрома при температуре свыше 300°С, приводит к выделению в пограничных зонах зерен карбидов хрома Cr23C6, что вызывает снижение электрохимического потенциала. Вследствие этого возникает межкристаллическая коррозия (МКК). Чтобы снизить предрасположенность сталей к МКК, в их состав вводят сильные карбидообразующие элементы – титан (Ti) или ниобий (Nb). В результате получаются карбиды типа TiC и NbC, а хром остается в твердом растворе и выполняет свою защитную функцию.
Марки стали
Выделяются две марки стали для нержавеющего дымохода — аустенитная AISI 316 (или ее аналоги AISI 304, AISI316 Ti и AISI 316L) и ферритная AISI 444. Они обладают высоким электрохимическим потенциалом, способным обеспечить надежность, безопасность и долгий срок службы дымохода.
| AISI 444 02Х18M2БТ | AISI 304 08Х18Н10 | AISI 316 ML 08Х17Н13М2 | На что влияет? | |
|---|---|---|---|---|
| Углерод (C) | <0,15 | <0,07 | <0,03 | Углерод определяет свойство стали. От его количества в стали зависят её твердость и прочность. Высокое содержание углерода повышает склонность стали к коррозии. |
| Хром (Cr) | 18% | 18 — 20% | 16 — 18% | Хром – главный элемент, который отвечает за коррозийную стойкость. Он увеличивает стойкость стали к коррозии и износу. Сталь считается нержавеющей, если содержание хрома в ней больше или равно 14%. Правда, стоит отметить, что сталь даже с высоким (~17-19%) содержанием хрома, при определенных условиях, всё же подвержена коррозии. |
| Никель (Ni) | — | 8 — 10,5 | 13 — 15 | Никель повышает коррозионную стойкость и прочность стали. |
| Кремний (Si) | <0,55 | <1 | <0,4 | В небольших количествах кремний не оказывает серьезного влияния на свойства стали. Однако, при повышении содержания кремния, повышаются упругость и коррозийная стойкость. |
| Молибден (Mo) | 1,8 — 2,5 | — | 2,5 — 3,1 | Молибден повышает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозийные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах. Также он делает состав стали более равномерным. |
| Титан и Ниобий (Ti+Nb) | 0,45 | — | — | Титан повышает прочность стали и ее стойкость к коррозии и температурам. Ниобий является достаточно редкой легирующей добавкой. Он повышает износостойкость и коррозионную стойкость стали. |
| Сера (S) | <0,015 | <0,015 | <0,02 | Сера снижает коррозийную стойкость стали и её механические свойства. По этим причинам содержание серы в сталях обычно ничтожно мало, однако сера может быть специально добавлена в сталь для того, чтобы повысить её обрабатываемость. |
| Марганец (Mn) | <0,3 | <2 | 1 — 2 | Марганец увеличивает твердость и устойчивость стали к износу. Однако его содержание в больших количествах повышает хрупкость. |
| Азот (N) | <0,11 | <0,11 | <0,11 | Азот применяется в сталях в качестве заменителя углерода и никеля. Он значительно повышает коррозионную стойкость стали. |
| Фосфор (P) | <0,045 | <0,045 | <0,035 | Фосфор является вредной примесью. Он снижает механические свойства стали и повышает её хрупкость. Фосфор стараются полностью удалять из стали. |
Примечание: данные, представленные в таблице, могут отличаться в зависимости от места производства стали.
Марка AISI 316L — одна из самых стойких к коррозии. Низкоуглеродистая аустенитная сталь с повышенным содержанием молибдена, который делает ее более стойкой к химическому воздействию, чем традиционную хромоникелевую нержавейку. Она богата легирующими добавками (Cr, Ni, Mo, P, Mn, Si), которые обеспечивают защиту от МКК даже в диапазоне критических температур.
Марка AISI 444 — ферритный безникелевый аналог 316-й стали. Имеет хорошие прочностные и механические характеристики благодаря высокому содержанию хрома и низкому – углерода. В отличие от аустенитных никельсодержащих, низкоуглеродистые хромистые ферритные стали устойчивы к процессам коррозии в различных средах благодаря наличию хрома, молибдена и двойной стабилизации ниобием и титаном. Наличие титана и ниобия отражается на очень хорошем сопротивлении точечной коррозии, которое выше, чем у аустенитных марок AISI304, AISI316L, AISI316 Ti и ферритных AISI 430 и AISI 439.
На схеме выше показано, что электрохимический потенциал наиболее распространенных дешевых марок сталей на российском рынке значительно ниже. Например, для 430-й он в четыре раза меньше, чем для 444-й, а для 439-й — более чем два. То же самое можно заметить и у аустенитных сталей. Поэтому увеличение толщины одной из этих марок (даже на полмиллиметра) не даст большого выигрыша в сроке службы данной стали.
Толщина стали практически не имеет никакого влияния на срок службы дымоходной системы. Это применимо не только для промышленных систем, но и для бытовых. Большое количество дымоходов ржавеют уже на второй год эксплуатации. Если этого еще не видно снаружи, то обязательно будет заметно внутри.
Главный эксперт Schiedel
Комментарий эксперта Schiedel
Обращайте внимание не только на марку стали, но и на условия эксплуатации дымохода. Даже качественная нержавейка может быстрее разрушаться при регулярной топке сырыми дровами или работе в режиме низких температур, когда образуется агрессивный конденсат.
Чтобы продлить срок службы системы, важно не только правильно выбрать материал, но и обеспечить корректный режим эксплуатации с быстрым выходом дымохода на рабочую температуру.
Часто задаваемые вопросы по теме
1 месяц назад
26 мин.
