Resistere agli edifici in acciaio durante la nostra vita
Non ci sono edifici così strani intorno a te: è una solida struttura in acciaio, ma è ricoperta di ruggine rossa e nera, come se fosse rimasta in piedi nel vento e nella pioggia per centinaia di anni? La ruggine in un edificio del genere può continuare a funzionare? È sicuro? Posso dirtelo categoricamente: certo! Non è solo sicuro, ma anche più resistente dell'acciaio ordinario e non arrugginisce anche se esposto all'aria per diversi decenni. Questo tipo di ruggine superficiale, infatti, materiale durevole è in realtà un tipo speciale di acciaio, chiamato acciaio resistente agli agenti atmosferici. Non guardarlo come "brutto", anzi, di fascia alta.
L'acciaio resistente agli agenti atmosferici ha applicazioni speciali
L'acciaio resistente agli agenti atmosferici, noto anche come acciaio resistente alla corrosione atmosferica, è un acciaio bassolegato tra l'acciaio ordinario e l'acciaio inossidabile. È realizzato in normale acciaio al carbonio e una certa quantità di rame, nonché elementi resistenti alla corrosione come fosforo, cromo, nichel, titanio e vanadio. Non solo ha le caratteristiche di facile estensione, elevata resistenza e resistenza alla fatica dell'acciaio ordinario, ma può anche raggiungere da 2 a 8 volte la resistenza alla corrosione in termini di acciaio al carbonio ordinario.
A causa delle sue eccellenti prestazioni, l'acciaio resistente agli agenti atmosferici è costoso. L'acciaio resistente agli agenti atmosferici con prestazioni simili ha un prezzo superiore di circa il 60% rispetto all'acciaio ordinario. Pertanto, per favore non guardare l'acciaio resistente agli agenti atmosferici è brutto, l'edificio generale non può permetterselo.
L'acciaio resistente agli agenti atmosferici viene utilizzato solo per strutture come container, veicoli ferroviari, torri petrolifere e piattaforme di perforazione che hanno un ambiente difficile e richiedono un'elevata resistenza alla corrosione. Per il cemento armato utilizzato negli edifici ordinari, poiché le barre d'acciaio sepolte nel calcestruzzo sono raramente a contatto con l'ossigeno e l'acqua, gli ingegneri sono riluttanti a utilizzare acciaio resistente alle intemperie qui!
Perché l'acciaio resistente agli agenti atmosferici è così speciale
Il ferro puro non è facile da arrugginire, ma l'acciaio ordinario di solito contiene impurità come rame e carbonio. Queste impurità hanno un'attività inferiore rispetto al ferro e formano una batteria primaria con il ferro nell'aria acquosa (cioè un flusso generato dalla reazione di ossidoriduzione). Il dispositivo separa l'ossidazione dalla riduzione e fornisce una "autostrada" per la corrosione dell'acciaio.
La ruggine generata dalla corrosione dell'acciaio è una struttura porosa sciolta in cui molte microfessure collegano i pori tra loro. In questo modo la ruggine, come una spugna, può continuare ad assorbire l'umidità dall'aria, permettendo all'acciaio di arrugginire ulteriormente fino ad arrugginirsi completamente.
L'acciaio resistente agli agenti atmosferici è diverso dall'acciaio ordinario. All'inizio arrugginirà anche in superficie come un normale acciaio. A causa dell'alto grado di lega, questo processo è ancora più veloce dell'acciaio ordinario. Tuttavia, a causa del reticolo più complicato all'interno dell'acciaio resistente alle intemperie, uno strato di ossido denso nero scuro si forma sotto l'ossido sciolto sulla superficie. Questo strato di ossido è costituito da nanoparticelle -FeOOH. In questo strato di ossido uniforme, l'atomo di nichel sostituisce la posizione di una parte dell'atomo di ferro, in modo che lo strato di ossido abbia selettività cationica e la permeazione anionica corrosiva sia soppressa.
È questo denso strato di ossido che fa arrugginire l'acciaio resistente agli agenti atmosferici, ma l'interno non continuerà ad arrugginirsi. Infatti, se distingui attentamente, puoi vedere che la superficie dell'acciaio resistente agli agenti atmosferici non è la stessa di quella della ruggine ordinaria: la ruggine dell'acciaio resistente agli agenti atmosferici è uniforme e densa e la superficie dell'acciaio protegge il acciaio contro la superficie dell'acciaio; Mentre la ruggine è graffiata e sciolta, una piccola quantità lascerà cadere il residuo. Invece di proteggere l'acciaio, tale ruggine "porta il lupo nella stanza" e risucchia acqua e ossigeno sulla superficie dell'acciaio.
