Выбор и применение нержавеющего крепежа в строительстве

Современное строительство невозможно представить без использования стойких к коррозии материалов. Когда речь идет о монтажных работах, на первое место выступает метизы из нержавеющей стали. Существует много видов фиксаторов, но выбор нержавеющего крепежа в строительстве получает наибольшую долю. Так как материал не подвержен коррозии, то он гарантировано сохраняет свои физические свойства, прочность и стойкость к нагрузкам.

Как появилась нержавеющая сталь?

В природе не существует руды, содержащей чисто хромоникелевые соединения, не включающие множество других компонентов. Нержавеющий сплав был искусственно придуман методом комбинирования разных металлов. Первыми, кто запатентовал сплав, не восприимчивый к ржавчине, стали браться из Германии инженеры Krupp в 1912 г. Но им принадлежит открытие, касающееся только аустенитной стали. Как известно, еще существует мартенситная и ферритная. На практике она стала активно внедряться англичанином Гарри Бреарли в 1913 г, который получил патент на изобретение марки AISI420.

К созданию этого сплава причастен также французский исследователь Пьер Бертье, который на год раньше подал документы на патент, но получил результат только после 7-ми лет, то есть, на 6 лет позже. Он использовал новый сплав в производстве изделий для военной промышленности Великобритании. Но впервые отлили сплав, который обладал свойствами современной нержавейки, еще в 1797 г. Материал был открыт во время проведения исследований знаменитым ученым и химиком Вокленом, который занимался тогда опытами над хромом. Из-за сложности обработки сплава он надолго остался невостребованным.

Нержавейка в современное время

Сейчас нержавеющая сталь имеет большое распространение. Из нее делают разнообразный крепеж, элементы конструкций, панели для отделки, различное оборудование и отдельные его части. Металл применяют в нефтехимической отрасли, аэрокосмической, медицине, пищевой и любых других. Особенно много нержавейки используется строительством. В этой сфере из стали, несклонной к коррозии, применяют:

• крепежи – болты, саморезы, гайки, винты, заклепки, уголки, пластины;
• отделочные материалы – декоративные панели, рейки;
• несущие элементы конструкции – профильные и круглые трубы, швеллеры, уголки.

Преимущества использования изделий из нержавеющей стали

Крепежи и материалы из нержавеющей стали обладают массой в сравнении другими видами сплавов, которые и обуславливают широкую сферу применимости:

• устойчивость к коррозии с любыми видами химически активных веществ;
• увеличенная прочность и стойкость к механическим повреждениям;
• привлекательный внешний вид и простота его восстановления полировкой;
• безопасность для окружающей среды и отсутствие токсичности.

Виды нержавеющей стали

Стойкой к коррозии крепеж делают из нескольких видов нержавеющей стали, выбор которых зависит от условий эксплуатации. В строительстве наблюдается применение всех существующих видов в разной форме. Это могут быть как полноценные изделия, так и их части. Нержавеющая сталь бывает трех основных видов в зависимости от происхождения и физических свойств:

• Аустенитная. Сплав содержит до 26% хрома и до 25% никеля. Остальная доля принадлежит углероду, молибдену и железу. Это самый стойкий к коррозии материал, обладающий наименьшим магнетизмом. Обычно сплавы после закалки увеличивают твердость, этот становится более мягким. Для придания твердости изделиям применяют технологию нагартовки – наклепа. К этой стали относятся марки А1 (12Х18Н9), А2 (08Х18Н10), А3 (08Х18Н10Т).
• Ферритная. Сплав содержит до 30% хрома, до 0,1% углерода. Обладая высокой прочностью, сохраняет пластичность. Закаливать изделия из этой марки нержавеющей стали нельзя. Самый распространенный и доступный вид сплава. К нему относятся марки AISI 441 (08Х18ГБ), AISI 439 (08Х17Т), AISI 430 (12X17).
• Мартенситная. Сталь содержит до 17% хрома и до 1% углерода. В отличие от прошлых видов этот применим для термической обработки (закалка с отпуском). После закалки приобретает повышенную твердость. Этот сплав используют в производстве режущих инструментов. Также она применяется для производства деталей качения. К сталям этой марки относятся сплавы 10ХМФБ, 12Х11В2МФ, 15Х11МФ.

Дополнительно существует комбинированный сплав, называемый двухфазным. Этот материал объединяет в себе качества основных видов. В кристаллической структуре присутствует фаза феррита, мартенсита и бейнита. Металл обычно обрабатывают методом холодной деформации. Примерами двухфазной стали являются 06ХГСЮ и 06Г2СЮ. В сплаве содержится до 0,12% углерода, до 2% марганца, до 1,5% кремния и ванадия. Также в материал добавляют хром и молибден. Сплав используют для производства деталей крепежа и различных монтажных комплектов методов штамповки, вытяжки, гибки и высадки.

Номенклатура крепежа из нержавеющей стали

Отечественный крепеж из нержавеющей стали производится в соответствии с общим стандартом ГОСТ ISO 3506-1-2014. В нем описана технология и требования к производству резьбовых видов крепежей:

• шпильки со сплошной резьбой или с гладким средним участком;
• винты с любыми типами шляпок;
• болты разной конфигурации.

Осуществляя выбор крепежа из нержавейки, потребуется столкнуться с общепринятым стандартом обозначения изделий. Производители используют единый стандарт, который включает буквы и цифры. Например, маркировка А1-50 расшифровывается как:

• А – сталь аустенитная;
• 1 – мягкая;
• 50 – показатель прочности на разрыв, соответствует 500 МПа.

В таблице показаны схема маркирования крепежа из нержавеющих марок стали.

Некоторые марки стали маркируют дополнительной буквой L. Например, A2L-50. Крепеж изготовлен из аустенитной мягкой стали, которая обладает пределом прочности на разрыв 500 МПа. Буква L указывает на то, что в сплаве содержится менее 0,03% углерода. Также в маркировках может встречаться буква P, например, A4-70P. Наличие этой литеры указывает на то, что изделие подверглось процедуре пассивации по стандарту ISO 16048.

Виды крепежа из нержавеющей стали

Из разных марок нержавеющей стали производят все необходимые виды крепежа, применяемые в строительстве для решения разных задач:

• анкеры потолочные и анкерные болты;
• болты всех типоразмеров с шестигранными головками;
• винты с полупотайными головками с крестообразными шлицами;
• гайки стандартные;
• заклепки;
• кольца стопорные;
• элементы такелажа;
• хомуты червячные;
• шайбы стопорные;
• шпильки;
• винты установочные.

Крепежи по ГОСТ ISO 3506-2014:

• 3506-1-2014 – болты, винты, шпильки;
• 3506-2-2014 – гайки;
• 3506-3-2014 – установочные винты (не должен подвергаться линейной деформации под нагрузкой);
• 3506-4-2014 – самонарезающие винты.

Перечень сталей в рамках стандарта AISI

Крепеж для строительства промышленных и иных видов объектов производят из разных сталей. Рассмотрим номенклатуру распространенного стандарта США AISI, который включает 3 серии нержавеющих сплавов:

• AISI 200 – наибольшую популярность имеет сталь хромомарганцевая. Это арка AISI 201. Это недорогой сплав, который используют, например, для производства крепежа для монтажа арматуры крепления СИП на опорах. В его составе вместо дорогого никеля добавляли азот с марганцем в сочетании с хромом, медью и углеродом. Кроме крепежа для ЛЭП из него также делают резервуары для хранения продуктов питания.
• AISI 300 – широкая номенклатура нержавеющих сталей. Из этой серии в производстве крепежа и сопутствующих деталей применяют сплавы 304, 316, 316 Т, 321. Материал обладает повышенной прочностью на разрыв, поэтому из него делают соединительные детали, которые в процессе эксплуатации подвергаются линейной деформации.
• AISI 400 – серия нержавеющих сталей, в составе которых содержится небольшое количество углерода. Чаще применяют в производстве крепежа и строительных материалов марку AISI 430. Этот сплав выдерживает высокие температуры, поэтому и крепеж предназначен в основном для монтажа дымоходов, котлов и буржуек.

В современном строительстве чаще применяют крепежи и материалы из сталей А4 и А2. Изделия обладают высокой механической прочностью, устойчивостью к механическим нагрузкам, поэтому из него делают крепежи, метизы и прочие виды.