Przewody wentylacyjne krytej pływalni – możliwości materiałowe i technologiczne
Ventilation ducts of an indoor swimming-pool – materials and technology possibilities
Przewody wentylacyjne krytej pływalni
http://plywalnia.jaroslaw.pl
Dobór materiału na przewody instalacji wywiewnej z hal basenowych to istotny aspekt projektowania instalacji wentylacyjnej krytej pływalni.
Analiza rozwiązań materiałowych kanałów wentylacyjnych hali basenowej wymaga uwzględnienia jednocześnie takich czynników, jak: uzdatnianie powietrza, jego wilgotność oraz środki chemiczne stosowane do uzdatniania wody basenowej.
Zobacz także
Panasonic Marketing Europe GmbH Sp. z o.o. Agregaty z naturalnym czynnikiem chłodniczym w sklepach spożywczych
Dla każdego klienta sklepu spożywczego najważniejsze są świeżość produktów, ich wygląd i smak. Takie kwestie jak wyposażenie sklepu, wystrój czy profesjonalizm obsługi są dla niego ważne, ale nie priorytetowe....
Dla każdego klienta sklepu spożywczego najważniejsze są świeżość produktów, ich wygląd i smak. Takie kwestie jak wyposażenie sklepu, wystrój czy profesjonalizm obsługi są dla niego ważne, ale nie priorytetowe. Dlatego kwestia odpowiedniego chłodzenia jest w sklepach kluczowa, ponieważ niektóre produkty tracą przydatność do spożycia, jeśli nie są przechowywane w odpowiednio niskiej temperaturze. Do jej zapewnienia przeznaczone są między innymi agregaty wykorzystujące naturalny czynnik chłodniczy.
Panasonic Marketing Europe GmbH Sp. z o.o. Projektowanie instalacji HVAC i wod-kan w gastronomii
Ważnym aspektem, który należy wziąć pod uwagę podczas projektowania instalacji sanitarnych w obiektach gastronomicznych, jest konieczność zapewnienia nie tylko komfortu cieplnego, ale też bezpieczeństwa...
Ważnym aspektem, który należy wziąć pod uwagę podczas projektowania instalacji sanitarnych w obiektach gastronomicznych, jest konieczność zapewnienia nie tylko komfortu cieplnego, ale też bezpieczeństwa pracowników i gości restauracji. Zastosowane rozwiązania wentylacyjne i grzewczo-klimatyzacyjne muszą być energooszczędne, ponieważ gastronomia potrzebuje dużych ilości energii przygotowania posiłków i wentylacji.
ARTEKON Sklejka 18 mm
Sklejka to materiał drewnopochodny, którego arkusze powstają poprzez sklejenie kilku cienkich warstw drewna nazywanych fornirami. Arkusz najczęściej składa się z 3 lub więcej warstw forniru. Warstwy są...
Sklejka to materiał drewnopochodny, którego arkusze powstają poprzez sklejenie kilku cienkich warstw drewna nazywanych fornirami. Arkusz najczęściej składa się z 3 lub więcej warstw forniru. Warstwy są klejone między sobą żywicami syntetycznymi. Włókna sąsiednich warstw są ułożone prostopadle do siebie.
Roztwory chloru NaOCl i CaOCl, a także roztwory na bazie kwasów N2SO4 oraz HCl lub inne stosowane w procesach oczyszczania wody basenowej (do wymogów wody zdatnej do picia) powodują występowanie wielu związków chemicznych w powietrzu wywiewanym z hali basenowej.
Jony chlorków i innych związków tworzą się i uwalniają z wody w wyniku reakcji wolnego chloru z nadmiarem powietrza i przy różnicy temperatury, a ich obecność w wywiewanym powietrzu ma degradacyjny wpływ na stalowe konstrukcje przewodów wentylacyjnych.
Większość krytych pływalni, w których do wykonania kanałów wentylacyjnych zastosowano blachy z różnych gatunków stali, boryka się z problemem korozji. Przykładem takiego materiału jest stal nierdzewna X5CrNi18-10, która pomimo dobrej odporności w większości środowisk korozyjnych jest szczególnie wrażliwa na obecność w atmosferze agresywnych jonów chlorkowych (nawet w śladowych stężeniach), dlatego zupełnie nie nadaje się do zastosowania w halach basenowych.
Niezbędnym warunkiem racjonalnego wyboru materiału spełniającego stawiane na etapie projektowania wymagania jest przeprowadzenie starannej analizy gatunków stali z uwzględnieniem techniczno-ekonomicznych kryteriów optymalizacji.
Nowoczesne podejście do problematyki wyboru materiału zakłada wielokryteriową analizę większości gatunków stali nierdzewnych bez obciążeń wynikających z dotychczasowych doświadczeń niektórych producentów stali lub wykonawców podobnych konstrukcji.
Takie postępowanie stanowi niezbędny element postępu technicznego również w dziedzinie projektowania elementów instalacji wyciągowych krytych pływalni. Zatem celowe staje się przeanalizowanie możliwości zastosowania blach ze stali ferrytyczno-austenitycznych (typu duplex) bądź ekonomicznych blach ze stali niestopowych pokrytych galwaniczną lub ogniową powłoką cynkową zapewniającą naturalną ochronę anodową w środowisku korozji elektrochemicznej.
Innym sposobem zwiększenia odporności korozyjnej przewodów wentylacyjnych krytej pływalni może być wykorzystanie powłok polimerowych w postaci żywic poliestrowych, poliamidowych, winyloestrowych, epoksydowych (elektrostatyczne lub fluidyzacyjne nałożenie powłoki przed montażem przewodów).
Alternatywnie mogą być stosowane również lakiery epoksydowe, poliuretanowe lub poliestrowe, ale nakładane techniką natrysku na elementy gotowej instalacji wentylacyjnej. Ponadto interesującym rozwiązaniem technologicznym jest kształtowanie gotowych arkuszy z tworzyw termoplastycznych i łączenie ich metodą spawania. Do tego typu zastosowań nadają się w szczególności tworzywa fluorowe PVDF, PFA, ECTFE lub inne, np. PVC, PVC-C, polipropylen, polietylen dużej gęstości i polibuten [1, 2].
Materiał do badań i metodyka badawcza
Materiał do badań stanowiły dwa wycinki blach (o oznaczeniu 1 i 2) ze stali austenitycznej (typu 18/8) pobrane z różnych miejsc kanału wentylacyjnego krytego basenu kąpielowego po rocznej eksploatacji. Skład chemiczny stali badanych blach określony metodą spektrometryczną i porównany z normą PN-EN 10088‑1:2007 przedstawiono w tabeli 1.
Kontrolne analizy chemiczne potwierdzają identyfikację badanego materiału jako blachy ze stali austenitycznej gatunku X5CrNi18-10 o numerze katalogowym 1.4301 [3]. Niemniej szczegółowa analiza zawartości węgla w badanych blachach wskazuje, że wycinek blachy (1) odpowiada gatunkowi X10CrNi18-10 (wg PN-EN – 1.4310), natomiast wycinek (2) stali austenitycznej gatunku X9CrNi18-9 o numerze 1.4325.
Ograniczona przedziałem otwartym (£ 0,07% C) normatywna zawartość węgla dla gatunku X5CrNi18-10 (1.4301) oraz spełnienie warunku zgodności składu chemicznego z cytowaną normą dla pozostałych analizowanych pierwiastków badanych blach pozwalają przyjąć, że identyfikowane wycinki blach odpowiadają stali gatunku X5CrNi18-10 (1.4301).
Grubość badanych wycinków blach wynosiła ok. 1 mm. Zewnętrzna powierzchnia blachy (1) obserwowana okiem nieuzbrojonym charakteryzowała się zadowalającym połyskiem i dużą gładkością z występującymi miejscowo efektami korozji wżerowej na linii zagięcia blachy (rys. 1). Na powierzchni wewnętrznej blachy stwierdzono obecność wyraźnej warstwy jasnego i rudego nalotu oraz liniowo ułożone punktowe wżery korozyjne (rys. 2). Na obserwowanych powierzchniach blachy (2) zauważono podobne efekty korozji (rys. 3, 4).
Analizę powierzchniowych uszkodzeń korozyjnych badanych blach prowadzono w skali makroskopowej przy użyciu mikroskopu stereoskopowego. Obserwacje w tym zakresie umożliwiły ocenę jakościową rodzaju i nasilenia wad na powierzchni blach powstałych podczas eksploatacji kanałów wentylacyjnych obiektu krytej pływalni.
Jednocześnie prowadzone badania metalograficzne makroskopowe pozwoliły na wybór obszarów ubytków korozyjnych blach do dalszej analizy strukturalnej na mikroskopie świetlnym LEICA MEF4A przy powiększeniach do 1000 x. Badania metalograficzne mikroskopowe przeprowadzono na zgładach poprzecznych blachy po zainkludowaniu próbek w żywicy epoksydowej, szlifowaniu i polerowaniu mechanicznym oraz trawieniu w odczynniku Adlera.
Identyfikację fazową produktów korozji występujących na powierzchniach wewnętrznych blach przeprowadzono na próbkach proszkowych metodą rentgenowskiej analizy fazowej jakościowej. Badania rentgenograficzne wykonano na dyfraktometrze XRD-7 firmy Seifert-FPM. Stosowano promieniowanie charakterystyczne anody Co Ka oraz filtr Fe.
Analizę przeprowadzono w zakresie kątowym 10–100 (°2q). Dyfraktogramy próbek wykonano metodą dyskretną dla kroku pomiarowego 0,04 (°2q) i czasu zliczeń w punkcie pomiaru wynoszącym 3 s.
Wyniki badań i ich omówienie
Badania metalograficzne mikroskopowe pozwoliły na określenie struktury stali oraz wielkości i kształtu ubytków korozyjnych na powierzchni blach po okresie eksploatacji w środowisku wentylowanego powietrza z basenów krytej pływalni, zawierającego m.in. agresywne jony chlorkowe. Wyniki obserwacji mikrostruktury stali i uszkodzeń korozyjnych przedstawiono na mikrofotografiach (rys. 5–10).
Struktura stali badanych wycinków blach jest dwufazowa. W osnowie odkształconych ziarn austenitu g ujawniono liczne obszary ferromagnetycznej fazy martenzytu odkształceniowego a’ (rys. 6, 8). Faza martenzytyczna powstaje najczęściej w wyniku atermicznej przemiany g®a’ podczas odkształcenia plastycznego [4].
Skutkiem występowania w badanych blachach struktury dwufazowej jest powstawanie lokalnych mikroogniw korozyjnych w miejscach uszkodzonej warstwy pasywnej na powierzchni blach, zapoczątkowujących miejscowe wżery korozyjne (rys. 9, 10) w wyniku zainicjowania reakcji anodowej przez aktywne jony chlorków i reakcji katodowej w obecności czynników utleniających lub na efektywnych obszarach katodowych o niskiej polaryzacji.
Powstawanie wżeru inicjuje zwykle adsorpcja aktywujących anionów – szczególnie chlorkowych – na mniej odpornych miejscach powłoki tlenkowej, jak wtrącenia lub fazy wtórne. Po osiągnięciu potencjału przebicia (powstawania pittingu) natężenie pola elektrycznego w obszarach z najcieńszą warstwą spasywowaną jest tak duże, że jony chlorkowe mogą łatwo przenikać przez tę warstwę i tworzyć związki typu chlorotlenków o zwiększonej rozpuszczalności, co prowadzi ostatecznie do zniszczenia warstwy pasywnej.
Dalszy rozwój wżeru następuje autokatalitycznie na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Utworzenie wżeru stwarza warunki do jego dalszego wzrostu. Pitting jest jednym z częściej spotykanych rodzajów korozji austenitycznych stali nierdzewnych, szczególnie w roztworach zawierających chlorki. Dla porównania w stalach niestopowych najczęstszą przyczyną inicjacji korozji wżerowej jest obecność wtrąceń siarczkowych.
Wtrącenia niemetaliczne typu tlenkowego lub krzemianów (SiO2, Al2O3, MnO) nie są wprawdzie przewodnikami metalicznymi i jako takie nie mogą spełniać funkcji lokalnych katod w ogniwach korozyjnych. Wpływają jednak na zmniejszenie odporności korozyjnej poprzez tworzenie szczelin w powłokach galwanicznych bądź obniżanie przyczepności różnych powłok ochronnych.
Duża zawartość wtrąceń w wyrobach stalowych ogranicza również możliwość uzyskania gładkich powierzchni, co jest istotne dla pasywacji stali nierdzewnych. Obecność wtrąceń powoduje również zwiększenie naprężeń wewnętrznych, co może być przyczyną pękania korozyjnego.
Uszkodzenia korozyjne powierzchni blach przewodów wentylacyjnych ze stali nierdzewnej typu 18/8 są typowe dla korozji wżerowej (pittingu) i ujawniają się wyraźnie na ściankach przewodów z różną intensywnością (rys. 9, 10).
Najczęściej są to wżery o różnej postaci oraz zlokalizowane na dnie wżerów pęknięcia, jak również warstwy uwodnionych produktów korozji nad wżerami, które przeciwdziałają rozcieńczeniu roztworu (elektrolitu) wewnątrz wżeru wskutek dyfuzji i konwekcji, co intensyfikuje czynniki sprzyjające powstawaniu pittingu i hamowaniu procesu repasywacji warstwy tlenkowej.
Występują też liczne przypadki wżerów i pęknięć perforacyjnych na grubości przekroju ścianki przewodów (rys. 9). Pasywujące warstwy tlenków na stalach nierdzewnych są zwykle cienkie, o grubości 1–10 nm, co uniemożliwia ich bezpośrednią obserwację optyczną. Stwierdzono [6], że dla stali typu 18/8 maksymalną odporność korozyjną zapewniają warstwy tlenkowe o grubości ok. 3–5 nm [5].
Wyniki badań rentgenowskiej analizy fazowej jakościowej przeprowadzonej na próbkach proszkowych pobranych z wewnętrznej powierzchni blach (1) i (2) przedstawiono na dyfraktogramie (rys. 11). Analiza wykazała, że skład fazowy próbki proszkowej stanowią: chlorotlenek żelaza FeOCl, metawodorotlenek żelaza FeOOH zwany getytem, hydrat 2NaAlO2 3H2O oraz złożony węglik chromu Cr2Fe14C.
Uzyskane wyniki potwierdzają m.in. obecność jonów chlorkowych w atmosferze powietrza wentylowanego z basenów krytej pływalni. Aktywność reakcyjna tych agresywnych korozyjnie jonów (Cl –) jest zatem podstawowym czynnikiem degradacji wżerowej blach ze stali nierdzewnej austenitycznej gatunku 5XCrNi18-10 zastosowanej w analizowanej instalacji wyciągowej obiektu krytej pływalni [5].
Działanie barierowo‑protektorowe cynkowych powłok ochronnych
Położenie cynku w szeregu napięciowym metali wpływa na to, że powłoki cynkowe osadzane na stali mają charakter powłok anodowych, rozpuszczających się w ogniwie korozyjnym Zn/roztwór wodny/Fe. Szczelne powłoki cynkowe wraz z warstewką trudno rozpuszczalnych produktów korozji („białej rdzy”) (rys. 12a) stanowią dodatkowe barierowe działanie ochronne. W przypadku pojawienia się nieciągłości w powłoce cynkowej następuje ochrona stali przed korozją na skutek protektorowego (elektrochemicznego) oddziaływania cynku (rys. 12b) [7, 8].
Podstawowym kryterium podczas doboru powłoki cynkowej na konkretną konstrukcję stalową jest zapewnienie odpowiedniego czasu działania ochronnego, który jest uzależniony od grubości powłoki oraz od szybkości jej korozji. Zanik skutecznej ochrony prowadzi do pojawienia się produktów korozji stali, tzw. „czerwonej rdzy” (rys. 12c) [7].
Szybkość rozwoju korozji stali pokrytej powłoką cynkową w różnych etapach działania ochronnego powłoki przedstawiono na schemacie (rys. 13). Pierwsza faza degradacji korozyjnej powłoki cynkowej (do czasu t1) jest wynikiem korozji cynku, co w efekcie prowadzi do pojawienia się „białej rdzy” oraz zmniejszenia szybkości korozji. Etap ten związany jest z barierową ochroną powłoki i zależy od jej grubości i równomierności pokrycia.
Kolejny etap (działanie protektorowe) dotyczy lokalnego zerwania spójności powłoki cynkowej o odsłonięcia powierzchni stali. W miejscu tym tworzy się ogniwo korozyjne złożone z odkrytych fragmentów stali (katody) i powłoki cynkowej (anody), a stal chroniona jest protektorowo, natomiast pozostała pokryta powierzchnia – barierowo.
Taki stan sprzyja przyspieszeniu korozji cynku, o czym świadczy większe nachylenie krzywej na wykresie. Po przekroczeniu czasu t2 następuje zanik polaryzacji odkrytej powierzchni stali (poniżej jej potencjału ochronnego) przez powłokę cynkową, co w konsekwencji prowadzi do korozji materiału rodzimego, czego efektem jest pojawienie się „czerwonej rdzy”.
Zakładając, że stal pokryta jest równomierną i szczelną powłoką cynkową, czas działania barierowego jest zależny od szybkości jej korozji. Działanie protektorowe zależy natomiast od różnicy potencjałów i gęstości prądu płynącego między cynkiem a powierzchnią stali. Wzrost różnicy potencjałów oraz gęstości prądu sprzyja poprawie efektu protektorowego, osłabiając efekt barierowy, podczas gdy zmniejszenie szybkości korozji powłoki cynkowej powoduje ograniczenie działania protektorowego.
Istnieje kilka możliwości modyfikacji nanoszonych powłok cynkowych pozwalających zwiększyć czas działania ochronnego poprzez wydłużenie ochrony barierowej lub protektorowej. Osiągane jest to przez zastosowanie m.in:
- powłok konwersyjnych,
- warstw stopowych,
- powłok duplex.
Powłoki konwersyjne wytwarzane są w wyniku reakcji chemicznych lub elektrochemicznych metalu warstewki przypowierzchniowej z odpowiednimi związkami chemicznymi, z wytworzeniem soli praktycznie nierozpuszczalnej w ośrodku, w którym zachodzi reakcja. Tego rodzaju powłoki to powłoki chromianowe stosowane między innymi w celu zwiększenia odporności korozyjnej metalu lub naniesionej już powłoki ochronnej oraz polepszenia przyczepności powłok malarskich bądź innych powłok organicznych [8].
Chromianowanie powłok cynkowych powoduje tylko nieznaczne zwiększenie potencjału korozyjnego, natomiast wpływa na istotne obniżenie szybkości korozji naniesionej powłoki. W zależności od rodzaju chromianowania istnieje możliwość zróżnicowanego wydłużenia etapu ochrony barierowej, co skutkuje późniejszym pojawieniem się „białej rdzy” (tabela 2) [7].
Innym sposobem obniżającym szybkość korozji jest wprowadzenie dodatków stopowych do powłoki cynkowej. W tym celu stosuje się stopy z metalami bardziej szlachetnymi niż Zn, takimi jak: Ni, Fe, Co, Sn, Mn i Cr. Zastosowanie dodatków stopowych powoduje zmniejszenie szybkości korozji poprzez tworzenie się bardziej zwartych i trudniej rozpuszczalnych produktów korozji oraz wpływa na podwyższenie potencjału korozyjnego.
Efekty te powodują wydłużenie czasu działania barierowego, natomiast osłabiają działanie protektorowe uzyskanej powłoki (mniejsza różnica potencjałów powłoki i stali oraz niższa gęstość prądu protektora). Niemniej ogólny czas odporności korozyjnej jest znacznie dłuższy niż w przypadku standardowych bądź chromianowanych powłok cynkowych (tabela 3) [7].
Kolejną możliwością wydłużającą czas ochrony barierowej jest pokrywanie powłok cynkowych powłokami malarskimi (systemy duplex). Takie połączenie zapewnia synergizm działania polegający na tym, że czas działania systemu duplex jest dłuższy niż suma oddziaływania każdej powłoki składowej z osobna.
Przykładowo system złożony z warstwy cynkowej i powłoki malarskiej w środowisku atmosfery przemysłowej zapewnia czas ochrony przez ok. 50 lat, podczas gdy w tym samym środowisku ochrona korozyjna samej powłoki cynkowej wynosi ok. 30 lat, natomiast powłoki malarskiej ok. 4 lata [9]. Ponadto systemy duplex są pożądane w przypadku narażenia elementów konstrukcyjnych na oddziaływanie bardziej agresywnych środowisk, włączając w to atmosferę zawierającą jony chlorkowe.
Przedstawione możliwości poprawy ochronnego oddziaływania galwanicznych powłok cynkowych związane są przede wszystkim z wydłużeniem czasu działania barierowego (zmniejszenie szybkości korozji powłok) kosztem ochrony protektorowej powłoki (mniejsza zdolność polaryzacyjna).
Modyfikacja powłok cynkowych z jednej strony poprawia odporność korozyjną stali, z drugiej zaś korzystnie oddziałuje na środowisko poprzez redukcję emisji metali ciężkich. Z uwagi na korzyści płynące z zastosowania takich technologii można prognozować, że będą one w dalszym ciągu rozwijane.
Stale ferrytyczno-austenityczne (duplex) odporne na korozję
Stale ferrytyczno-austenityczne, zwane również stalami duplex (ze względu na dwufazową strukturę), odgrywają istotną rolę wśród stali odpornych na korozję. Charakteryzują się wysokimi własnościami wytrzymałościowymi, odpowiednią plastycznością i pożądaną odpornością korozyjną, zwłaszcza w środowisku zawierającym agresywne jony chlorkowe.
Ponadto stale duplex mają mniejszą zawartość deficytowego niklu, a ich własności korozyjne można programować poprzez odpowiedni dobór takich pierwiastków, jak: chrom, nikiel, molibden, azot. Również od składu chemicznego tych stali zależy udział fazy ferrytycznej i austenitycznej. Zależność procentowego udziału faz w funkcji składu chemicznego stali odpornych na korozję przedstawiono na schemacie (rys. 14).
Wykres Schaefflera [11] opiera się na podziale składników stopowych na ferrytotwórcze i austenitotwórcze. W związku z możliwością spawania blach ferrytyczno‑austenitycznych podczas montażu przewodów wentylacyjnych można w przybliżony sposób policzyć udział tych faz w spoinach stali Cr-Ni, który jest wyrażony przez stosunek ekwiwalentnych zawartości chromu i niklu, a obliczony z zależności:
oraz
Chrom jako podstawowy pierwiastek stopowy stali duplex jest składnikiem ferrytotwórczym dodawanym w ilości ok. 22–27%. Tak wysoka zawartość Cr zapewnia wystarczającą ochronę przed korozją, zapobiegając lokalnym spadkom stężenia Cr poniżej 13% (nagły wzrost potencjału Fladego – spadek odporności korozyjnej).
Nikiel dodawany w ilości 4–7% w stalach ferrytyczno-austenitycznych stabilizuje austenit. Ponadto korzystnie opóźnia tworzenie się szkodliwych faz międzymetalicznych powodujących wzrost kruchości stali i uwrażliwienie jej na degradacyjne oddziaływanie otaczającego środowiska. Działanie niklu nie jest natomiast tak efektywne jak azotu.
Molibden podobnie jak chrom jest składnikiem ferrytotwórczym. Z uwagi na większą tendencję do tworzenia się faz międzymetalicznych obniżających odporność korozyjną zawartość Mo w stalach duplex ograniczona jest do 4%.
Azot jest pierwiastkiem austenitotwórczym, który zwiększa odporność na korozję wżerową, i wytrzymałość, a opóźnia tworzenie się faz międzymetalicznych (w szczególności fazy s w stalach zawierających wysokie stężenie Cr i Mo) w dwufazowych stalach ferrytyczno‑austenitycznych. Stosowany jest również jako substytut deficytowego niklu.
Dwufazowe stale typu duplex wykazują dużą odporność korozyjną na działanie większości środowisk agresywnych. Wysoka odporność na korozję wżerową i międzykrystaliczną tych stali uwarunkowana jest dużą zawartością Cr, Mo i N. Ponadto stale ferrytyczno-austenityczne wykazują znakomitą odporność na korozję naprężeniową w środowisku zawierającym jony Cl –[12].
Odporność na korozję wżerową stali nierdzewnych często określa się przez podanie krytycznej temperatury powstawania wżerów CPT (Critical Pitting Temperature). Jest to najniższa temperatura zapoczątkowania korozji wżerowej. Dokładny sposób określenia CPT podaje norma ASTM G48 [13]. CPT jest również powszechnie znany jako ekwiwalent PRE (Pitting Resistance Equivalent) [3] określający odporność na korozję wżerową i wyrażany zależnością:
Przyjmuje się [3], że stale o indeksie PRE większym niż 34 są odporne na korozję wżerową. W dwufazowych stalach ferrytyczno-austenitycznych pożądaną odporność korozyjną można uzyskać wówczas, gdy obydwie fazy wykazują wartość indeksu PRE powyżej 34.
Stale ferrytyczno-austenityczne ze względu na wysokie własności wytrzymałościowe i odporność korozyjną znalazły zastosowanie w konstrukcjach i urządzeniach użytkowanych w wodzie morskiej i w warunkach nadmorskich, a także w przemyśle papierniczym, chemicznym, spożywczym i innych [10].
Wnioski
Przeprowadzona analiza wyników badań blach przewodów wentylacyjnych ze stali austenitycznej gatunku X5CrNi18-10 (1.4301) umożliwiła sformułowanie wniosków i zaleceń konstrukcyjnych dotyczących prawidłowego doboru materiału metalicznego oraz możliwości technologicznych stosowania alternatywnych materiałów polimerowych lub klasycznych powłok ochronnych na blachach przedmiotowych przewodów w obiektach krytych pływalni:
- Oddziaływanie środowiska korozyjnego agresywnych jonów chlorkowych zawartych w powietrzu wentylowanym z obiektu analizowanej krytej pływalni wpływa w zasadniczy sposób na przedwczesną degradację korozyjną stosowanych blach ze stali austenitycznej gatunku X5CrNi18-10.
- Stal stopowa austenityczna gatunku X5CrNi18-10, która wykazuje wysoką odporność w większości korozyjnych środowisk pracy, jest szczególnie wrażliwa na korozję wżerową w obecności jonów chlorkowych. W związku z tym stal ta nie nadaje się na elementy konstrukcyjne przewodów wentylacyjnych w analizowanych warunkach eksploatacji obiektu krytej pływalni.
- Podczas etapu projektowania krytych pływalni należałoby rozważyć alternatywne rozwiązania materiałowe, w szczególności zastosowanie wysokostopowych stali ferrytyczno-austenitycznych odpornych na działanie środowiska chlorkowego bądź też wykorzystanie ekonomicznych stali niestopowych pokrywanych w sposób konwencjonalny powłokami galwanicznymi na bazie cynku i ich możliwą modyfikację.
- Zwiększenie odporności korozyjnej przewodów wentylacyjnych można również uzyskać poprzez zastosowanie skutecznych powłok polimerowych w postaci żywic poliestrowych, winyloestrowych i epoksydowych lub lakierów epoksydowych oraz poliuretanowych bądź też poprzez wykonanie technologią przetwórstwa tworzyw sztucznych gotowych elementów konstrukcyjnych z materiałów termoplastycznych (PVDF, PFA, ECTFE) łączonych techniką spawania.
Artykuł powstał na podstawie referatu przygotowanego na IX Sympozjum Naukowo‑Techniczne „Instalacje basenowe – projektowanie, wykonawstwo, eksploatacja, finansowanie”, Zakopane, 6–8 marca 2013 r.
Literatura
1. Wróbel G., Rojek M., Stabik J., Technologie nakładania powłok polimerowych w instalacjach odsiarczania spalin, „Przetwórstwo Tworzyw” nr 1/2012.
2. Stabik J., Wybrane problemy obliczeń wytrzymałościowych rur z termoplastycznych tworzyw sztucznych, Seminarium „Łączenie tworzyw sztucznych”, Gliwice 1994.
3. PN-EN 10088-1:2007 Stale odporne na korozję. Cz. 1. Gatunki stali odpornych na korozję.
4. Blicharski M., Inżynieria materiałowa. Stal, WNT, Warszawa 2004.
5. Ozgowicz W., Kalinowska-Ozgowicz E., Lesz S., Piechurska A., Ocena przyczyn korozji blachy stalowej stosowanej na przewody wentylacyjne krytej pływalni, „Instal” nr 5/2011.
6. Wranglen G., Podstawy korozji i ochrony metali, WNT, Warszawa 1975.
7. Królikowski A., Kilka uwag o działaniu ochronnym powłok cynkowych na stali, „Ochrona przed Korozją” nr 10/2004.
8. Rodzynkiewicz-Rudzińska J. red., Poradnik galwanotechnika, Wyd. 2, WNT, Warszawa 1985.
9. Zinc coatings – Protecting steel, „International Zinc Association Publication” No. 1, Brussels 2000.
10. Adamczyk J., Inżynieria wyrobów stalowych, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000.
11. Dobrzański L.A., Metaloznawstwo opisowe stopów żelaza, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.
12. Kozłowski R., Composite of austenitic ferritic stainless steel, „Journal of Materials Processing Technology” No. 53/1995.
13. ASTM G48-11: Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution.