Čelik otporan na atmosferilije – Upotreba i priprema u stanju bez premaza i premaza
Čelik otporan na atmosferilije je vrsta čelične legure koju karakterizira stvaranje stabilnog sloja -otpornog na koroziju na površini nakon godina atmosferilija, čime se eliminira potreba za bojanjem u mnogim okruženjima. US Steel (USS) posjeduje registrirani zaštitni znak COR-TEN, naziv koji predstavlja dvije ključne karakteristike ove vrste čelika: otpornost na koroziju i visoku čvrstoću.
Otpornost na atmosferske utjecaje odnosi se na kemijski sastav ovih čelika, što im daje veću otpornost na atmosfersku koroziju od ostalih čelika. To je zato što vremenski uvjeti uzrokuju stvaranje zaštitnog sloja hrđe na površini čelika. Učinak -inhibicije korozije ovog zaštitnog sloja određen je raspodjelom i koncentracijom legirajućih elemenata u kemijskom sastavu čelika (kao što je prikazano na slici 1). Ovaj zaštitni sloj nastaje vremenskim utjecajima. Drugim riječima, čelik mora zahrđati da bi se formirao ovaj zaštitni sloj.
Korištenje otpornog čelika u građevinarstvu predstavlja nekoliko izazova. Mogu biti potrebne posebne tehnike zavarivanja ili materijali kako bi se osiguralo da zavareni spojevi zadrže istu otpornost na vremenske uvjete kao i drugi materijali. Sam čelik otporan na atmosferilije nije potpuno{2}}otporan na hrđu; ako se voda nakuplja unutar čelika ili ostaje vlažan dulje vrijeme, korozija će se pojaviti u tim područjima brže, zahtijevajući drenažu ili mjere sušenja. Čelik otporan na atmosferilije vrlo je osjetljiv na vlažnu suptropsku klimu, gdje njegov zaštitni oksidni sloj može postati nestabilan i nastaviti korodirati. Čelik otporan na atmosferilije također ima loše rezultate u područjima s visokom izloženošću kloridima. Normalno površinsko trošenje čelika za vremenske uvjete također može dovesti do stvaranja hrđe na obližnjim površinama.
Atmosferski zagađivači koji kataliziraju koroziju znatno su pod utjecajem atmosferskih zagađivača. Dok ovaj proces hrđanja obično dobro napreduje u velikim urbanim središtima, mnogo je sporiji u ruralnim sredinama.
Kao što je ranije spomenuto, čelik otporan na atmosferilije stvara snažan, zaštitni sloj hrđe pod odgovarajućim uvjetima, sprječavajući daljnju koroziju. Prema SteelConstruction.info, čelik otporan na vremenske uvjete ima izuzetno nisku stopu korozije, tako da mostovi izgrađeni od neobojenog čelika otpornog na vremenske uvjete mogu postići svoj projektirani vijek trajanja od 120- godina uz minimalno održavanje. Stoga, u odgovarajućim uvjetima, dobro-projektirani otporni čelični mostovi su troškovno učinkovito rješenje s vrlo niskim troškovima održavanja.
U vlažnim i atmosferskim okruženjima, svi nisko-legirani čelici će hrđati; brzina hrđanja ovisi o tome u kojoj mjeri kisik, vlaga i atmosferski zagađivači dolaze u kontakt s metalnom površinom. Kako proces hrđanja napreduje, sloj hrđe stvara barijeru, sprječava prodor kisika, vlage i onečišćenja, usporavajući tako brzinu hrđanja.
Sloj hrđe koji se stvara na površini običnog vruće-valjanog ugljičnog čelika je porozan i na kraju će se odvojiti od površine, ponovno pokrećući ciklus korozije. Brzina korozije mijenja se u nizu približno linearnih rastućih krivulja, čiji nagib ovisi o korozivnosti okoline.
Proces hrđanja čelika koji je otporan na vremenske utjecaje sličan je procesu običnog čelika, ali specifični legirajući elementi u čeliku tvore stabilan sloj hrđe koji čvrsto prianja uz osnovni metal i ima nižu poroznost. Ovaj sloj hrđe nastaje u izmjeničnim mokrim i suhim uvjetima, stvarajući zaštitnu barijeru koja sprječava daljnji prodor kisika, vlage i onečišćenja, čime se značajno smanjuje daljnji gubitak metala. Važno je napomenuti da se sloj hrđe mora moći osušiti da bi se formirao. Ako površina ostane vlažna, vremenski uvjetovani čelik nastavit će korodirati. Slično, ako je okoliš jako onečišćen kloridima (npr. zgrade u blizini oceana ili područja izložena-solu za odleđivanje i dugotrajnoj vlazi), sloj hrđe ne može se ispravno formirati. Međutim, pod odgovarajućim uvjetima okoline, stopa korozije čelika otpornog na atmosferilije mnogo je niža nego kod običnog konstrukcijskog čelika.
