Vitringsstål – Användning och förberedelse i obestruket och belagt tillstånd
Vitringsstål är en typ av stållegering som kännetecknas av bildandet av ett stabilt,-korrosionsbeständigt lager på dess yta efter år av väderpåverkan, vilket eliminerar behovet av målning i många miljöer. US Steel (USS) äger det registrerade varumärket COR-TEN, ett namn som representerar två nyckelegenskaper hos denna typ av stål: korrosionsbeständighet och hög hållfasthet.
Vitring avser den kemiska sammansättningen av dessa stål, vilket ger dem större motståndskraft mot atmosfärisk korrosion än andra stål. Detta beror på att vittring gör att stålet bildar ett skyddande rostskikt på sin yta. Den korrosions-hämmande effekten av detta skyddsskikt bestäms av fördelningen och koncentrationen av legeringselement i stålets kemiska sammansättning (som visas i figur 1). Detta skyddande lager bildas genom väderpåverkan. Med andra ord behöver stålet rosta för att bilda detta skyddande lager.
Att använda vittringsstål i konstruktionen innebär flera utmaningar. Särskilda svetstekniker eller material kan krävas för att säkerställa att svetsfogar bibehåller samma väderbeständighet som andra material. Vittringsstål i sig är inte helt rost-säkert; om vatten samlas inuti stålet eller det förblir fuktigt under längre perioder, kommer korrosion att uppstå i dessa områden snabbare, vilket kräver dränering eller torkningsåtgärder. Vittringsstål är mycket känsligt för fuktiga subtropiska klimat, där dess skyddande oxidskikt kan bli instabilt och fortsätta att korrodera. Vittringsstål fungerar också dåligt i områden med hög kloridexponering. Normal ytvittring av vittringsstål kan också leda till rostbildning på närliggande ytor.
Den hastighet med vilken vissa vittringsstål bildar det önskade rostskiktet påverkas avsevärt av atmosfäriska föroreningar, som katalyserar korrosion. Även om denna rostprocess vanligtvis fortskrider bra i stora stadskärnor, är den mycket långsammare i lantliga miljöer.
Som tidigare nämnts bildar vittringsstål ett starkt, skyddande rostskikt under lämpliga förhållanden, vilket förhindrar ytterligare korrosion. Enligt SteelConstruction.info har vittringsstål en extremt låg korrosionshastighet, så broar byggda med omålat vittringsstål kan uppnå sin 120-åriga designlivslängd med minimalt underhåll. Därför, under lämpliga förhållanden, är väl-designade stålbroar för vittring en kostnadseffektiv lösning med mycket låga underhållskostnader.
I fuktiga och atmosfäriska miljöer kommer alla låg-legerade stål att rosta; graden av rost beror på i vilken utsträckning syre, fukt och atmosfäriska föroreningar kommer i kontakt med metallytan. När rostprocessen fortskrider bildar rostskiktet en barriär som förhindrar penetrering av syre, fukt och föroreningar, vilket saktar ner rosthastigheten.
Rostskiktet som bildas på ytan av vanligt varmvalsat- kolstål är poröst och kommer så småningom att lossna från ytan, vilket startar om korrosionscykeln. Korrosionshastigheten ändras i en serie av ungefär linjärt ökande kurvor, vars lutning beror på omgivningens korrosivitet.
Rostprocessen för vittringsstål liknar den för vanligt stål, men specifika legeringselement i stålet bildar ett stabilt rostskikt som fäster stadigt på basmetallen och har lägre porositet. Detta rostskikt bildas under omväxlande våta och torra förhållanden och bildar en skyddande barriär som förhindrar ytterligare penetrering av syre, fukt och föroreningar, vilket avsevärt minskar ytterligare metallförluster. Det är viktigt att notera att rostskiktet måste kunna torka för att bildas. Om ytan förblir fuktig kommer vittringsstål att fortsätta att korrodera. På liknande sätt, om miljön är allvarligt förorenad med klorider (t.ex. byggnader nära havet eller områden som utsätts för avisningssalt och ihållande fukt), kan rostskiktet inte bildas ordentligt. Men under lämpliga miljöförhållanden är korrosionshastigheten för vittringsstål mycket lägre än för vanligt konstruktionsstål.
