Қара болат сым қандай сыртқы құрылыс сценарийлеріне сәйкес келеді?

Сыртқы қолданыстағы қара болат сымның негізгі қасиеттері

Материалтану ғылымында қара отжегілген сымды анықтаушы қасиеттер

Қара шынықтыру сымы өндірушілер белгілі бір жылу өңдеулерін қолданған кезде пайда болады, бұл ішкі кристалдардың пішінделуін өзгертеді. Бұл процесс сымды жұмыс істеуге әлдеқайда ыңғайлы етіп жасайды, себебі оның пластикалық қасиетін арттырып, 175 000 psi шамасындағы қаттылық күшін сақтайды. Мұнда болып жатқан зат өте қызық: шынықтыру нәтижесінде барлық кедергі жасайтын ішкі кернеулер жойылып, жұмысшылар сымды орнату кезінде оны иілтіп, пішіндеуге болады, оның беріктігін жоғалтып немесе тұрақты деформациялануына қауіпсіз болады. Ең бастысы, бұл өңделген сым механикалық әсерлерге ұшыраған кезде өлшемі мен пішінін тұрақты сақтайды, сондықтан сенімділік маңызды болып табылатын әртүрлі өнеркәсіптік қолданыстарда кеңінен пайдаланылады.

Пластикалық қасиет және механикалық кернеу кезіндегі иілгіштік

Сырт кеңістікте әртүрлі заттар үнемі қозғалып тұратын жерлерде қара болат сым үзіліп кетпес бұрын 8-ден 12 пайызға дейін созылады. Осындай созылғыштық сымның күштің өзгеріп отыруынан пайда болатын кішігірім тербелістер мен соққыларды жұтып алуына көмектеседі. ASTM A641 стандарты да осыны растайды, сымды түзету үшін жұмсартған кезде ол әдетте үзілуі мүмкін болған күштің үштен екі бөлігін қайта-қайта көтеріп тұра алатынын көрсетеді. Бұл сымдардың осылай болуы олардың жел соққысы немесе жол жиегіндегі уақытша тіреулерге жиі қозғалып жүрген көліктер сияқты әсер ететін жерлерде, мысалы, бау-бақшадағы торлар немесе жол жиектеріндегі уақытша тіреулер үшін өте жақсы таңдау екенін білдіреді.

Ылғалды және әртүрлі климаттық жағдайлардағы коррозияға төзімділік

Басқа көптеген сымдарда болатын цинкпен қапталмаған қара болат сым болмайды, бірақ ол зауытта май өңдеуін алады, бұл ылғалды ауада (салыстырмалы ылғалдылық әдетте 75% төмен болса) қалыпты жағдайда 6-ден 18 айға дейін таттан қорғауға көмектеседі. Бірақ теңіз жағалауына жақын жерлерде жағдайлар өзгереді. Ондағы тұзды ауа коррозия процесін құрлықта болатыннан шамамен үш есе үдететінін NACE-тің 2023 жылғы есебінде көрсетілген. Ылғалдылық тұрақты проблема болып табылатын орындарда жұмыс істеу кезінде герметиктер арқылы қосымша қорғаныс қосу маңызды немесе жиі ақауларды болдырмау үшін сымды әрбір екі жыл сайын ауыстырып тұру керек.

Ұзақ уақыт ашық ауада болған кезде конструкциялық беріктік

Қорғауы жоқ қара болат сым күн шұғыласы мен орташа климаттағы температура өзгерістеріне әр жылы шамамен 0,5-0,8 мил дейін тозуы мүмкін. Бірақ оның қалай тұрақты болып қалатыны таңғажайып. Бұл материал көміртегі мен марганец қорытпаларынан тұрады, соның арқасында ол қатты сынбайды. SAE журналының 2021-01-5012 нөмірлі мақаласында жарияланған зерттеулерге сәйкес, көптеген сынақтарда таңдалған үлгілердің 85 пайызы бес жыл бойы сыртта тұрғанымен өз беріктігінің 90 пайызын сақтап қалған. Дәл осындай тұрақтылық қара болат сымдарды ұзақ мерзімді, бірақ тұрақты емес құрылыстар үшін қолдануға, мысалы, жүзімдіктерді қолдап ұстау немесе құрылыс алаңдарындағы уақытша барьерлер үшін қолданылатынын түсінікті етеді.

Қара болат сымның ашық алаңдардағы құрылыста қолданылуы

Уақытша және жартылай тұрақты құрылыстардағы торша мен торды ұстау үшін қолдану

Құрылыс алаңдары мен егістік алқаптарда уақытша қауіпсіздік қоршаулары үшін әлі де көп пайдаланылатын қара болат сым экономикалық тиімділігі мен тез бейімделу қабілеті арқасында таңдалып отыр. Материалдың икемділігі жобашылардың жаяу орындарды бақылау үшін тез жасалған құрылымдар жинауына, мал ұстауға арналған қоршаулар салуына немесе құрылыс қалдықтарын ұстап тұруына мүмкіндік береді. Көбінесе кәсіби құрылысшылар 12-ден 14-ші калибрдегі қара аннелденген сымды пайдаланады, олар парктерде және зауыттардың айналасында кездесетін жартылай тұрақты торлы қоршауларды салу үшін қажет. Бұл сымдардың беріктік шегі 350-ден 550 МПа-ға дейін болып келеді, сонымен қатар олар қызмет көрсету мерзімі бойы жауын мен күн сәулесіне төзімді болып келеді. Қазіргі жаңа баламалар пайда болғанымен, осы сымның күш пен қолжетімділік үйлесімі оның танымалдылығын сақтап тұр.

Жобалық алаңдардағы уақытша конструкциялық байланыстар

Бетонды бекітуге келсек, пластмасса таспен қара болат сымнан гөрі төменгі температураға төзімділігі және арматура торларын берік бекіту мүмкіндігіне байланысты ұтымдырақ. Қара болаттың иілгіштігі сым таңдау процесін тездетеді және күрделі жабдықтарды қажет етпейді. Бірақ күн сәулесіне ұзақ уақыт әсер етсе, ол бұзылады, сондықтан көбінесе 18 ай ішінде аяқталатын жобалар үшін ғана қолданылады. 2023 жылы азаматтық инженерлердің жүргізген зерттеуі қызық нәтиже көрсетті. Зерттеу нәтижесінде арматура жинау процесінде қара сымды пайдалану гальванизацияланған сымға қарағанда уақытты 27% үнемдеуге мүмкіндік беретіні анықталды, әсіресе ылғалдылық факторы болмаған құрғақ аймақтарда бұл көрінеді.

Құрылыс жобаларындағы жер бетін бекіту және эрозияны бақылау

Төраға жағдайында түзету қажет ететін жерлерде, әсіресе жолдар мен су басып тұратын аймақтарда төмендегі бес жыл ішінде 16-кезеңдік материалдан жасалған қара болат сымнан тұратын тор өте жақсы жұмыс істейді. Бұл түрдегі тордың үсті ыдырайтын мата қабаттарымен жабылған. Бұл комбинациялар 45 градустық бұрышпен қиылысқан жоталарда топырақты орнында ұстап тұруға көмектеседі. Бұл жүйе өзін-ақ тез бекітеді, бірақ өсімдіктердің уақыт өте көбейіп кетуіне мүмкіндік береді. Пластик торлы жүйелермен салыстырғанда болат торлар күштірек жүктемелерге шыдайды, себебі ол шаршы метрге кем дегенде 2,5 кН қолдай алады. Бұл құрылыс бригадалары құрылыс бастапқы сатысында зақымданудың қаупінсіз аймақтардан үлкен машиналарымен өтуіне мүмкіндік береді.

Қоршаған орта тұрақтылығы мен қара болат сымның шектеулері

Дәуірлерде орын алатын орындардағы өнімділік: Суыққа тұрақтылық мәселелері

Тұзды ауа теңіз жағалауларындағы ақ темір сымды тот басатын тотығу процесстері арқылы әлдеқайда күшейтеді. Ешқандай қорғаныс болмаған жағдайда, осындай беттер жарты жылдан бір жыл ішінде тот көруге бастайды. Милл майы алғашында белгілі бір қорғаныс береді, бірақ шындығында, ол зат цинкпен қаптау нәтижесінде алынатын қорғанысқа қарағанда әлдеқайда тез ыдырайды. Сонда не болады? Нақты металл астында уақыт өте келе пайда болатын қуыстарға ұшырайды. Теңіз ортасында жұмыс істейтін кез келген адам жай ақ темірді ұзақ уақыт пайдалану үшін қажетті тұрақты тексеріп отырмау керектігін жақсы біледі. Біз көптеген жағдайларда орнатулардың сәтсіздікке ұшырауын көрдік, себебі кейбір адамдар қажетті мерзімді тексерулерді өткізіп алды.

Ылғалды орта мен қышқылды ортаға қарсы әрекет етуі

Қышқыл жаңбырмен (pH <5,0) әсер ететін аймақтар мен ылғалды аймақтарда қара болат сым 3–5 жыл ішінде өзінің созу беріктігінің 30–50% -ын жоғалтуы мүмкін. Қызмет көрсету мерзімін ұзарту үшін осындай жағдайларда антикоррозиялық өңдеудің ретімен тексеріп және қайта қолдану қажет.

Ауа райына ұшыраған кезде ұзақ уақытты бұзылу үлгілері

• 1–3 жыл : Бетінің тотығуы қорғаныш патинасын түзеді
• 4–7 жыл : Көлденең қиманың жұқаруы жүктемені тасымалдау қабілетін біртіндеп азайтады
• 8 жылдан астам : Тесіктер мен жергілікті шегелер конструкциялық беріктікті бұзады

Қара болат сымды тұрақты сыртқы пайдалануға бола ма? Маңызды бағалау

Қара болат сым уақытша жартылай тұрақты қолдануға 2–5 жыл мерзімге сәйкес келеді. Ерекше қатты климат жағдайлары бар тұрақты орнатулар үшін цинктелген аналогтарды пайдалану ұсынылады. Цинктелген қаптаманың қызмет көрсету мерзімін 3–5 есе ұзартатыны дәлелденген, бұл бастапқы құны жоғары болса да ұзақ мерзімде экономикалық тиімділігін арттырады.

Қара болат сым мен цинкпен қапталған сым: Дұрыс нұсқаны таңдау

Коррозиядан қорғау: Қара болат пен цинк қаптама салыстыру

Май қабаты арқасында қара болат сым коррозиядан белгілі бір дәрежеде қорғалады, бірақ ол тек құрғақ ортада ғана уақытша пайдалануға лайықты. Алайда цинкпен қапталған сымның оқиғасы басқаша. Цинкпен қаптау болаттың өзіне қарағанда коррозиядан қорғау үшін әлсізденеді. Бұл орташа ылғалдылық немесе тұзды ауа әсеріне ұшыраған кезде цинкпен қапталған сымның әлдеқайда тұрақты екенін білдіреді. 2022 жылы NACE International жүргізген кейбір сынақтар оның тиімділігін көрсетті. Жағалау жақтауларында бір жыл бойы болғаннан кейін цинкпен қапталған сым қара болат сыммен салыстырғанда әлдеқайда аз тат бөліп шығарды. Сандар да таңқаларлықтай болды, цинкпен қапталған сымдарда тат түзілуі 87% аз болды. Бұл айырмашылық ашық алаңдарда немесе теңіз ортасында орнатылған және коррозия әрқашан қауіп төндіретін жерлерде пайдалану үшін өте тиімді екенін көрсетеді.

Тиімділік пен қызмет ету мерзімінің ара қатынасы

Қара болат сым гальваникалық өңделген сымға қарағанда 40–60% арзан тұрады, екі жылдан аспайтын жобалар үшін экономикалық тиімді болып табылады. Алайда, гальваникалық өңделген сымның ұзақ қызмет ету мерзімі (Parker Materials (2023) деректері бойынша 3–5 есе ұзақ) көпжылдық орнатулардың циклдық құнын төмендетеді, оның жоғары бастапқы бағасын компенсациялайды.

Сыртқы ортада гальваникалық өңделген сым 3–5 есе ұзақ қызмет етеді

АҚШ-тың 12 құрылыс алаңы бойынша өткізілген бағалаулар екі материал арасында айтарлықтай өзгешелік бар екенін көрсетті:

Бұл айырмашылық цинк барьерінің екі фазалы болатын сымның коррозиясының дамуын 73%-ға баяулататынын, сонымен қатар болат бетінің тоттануын ASTM B117 тұзды бұрқақ сынағы (2021) арқылы расталған.

Ауада Қара болат сымның өнімділігін арттыру бойынша тиімді тәжірибелер

Қызмет ету мерзімін ұзартатын орнату әдістері

Бұл жүйелерді орнату кезінде керілу дәрежесін дұрыс етіп реттеу маңызды, себебі бұл ұзақ уақыт өткен соң нәрселердің істен шығуына әкелетін қосымша кернеу нүктелерін болдырмауға көмектеседі. Компоненттер сүйір бұрыштарға қарағанда тегіс дөңгелек қырларға ие болса, олар тез тозбайды. Бір жыл бұрын шыққан және гражданлық инженерия журналдарында жарияланған соңғы зерттеу бұл қарапайым конструкциялық өзгерістің уақытша қоршау орнатулары үшін ерте тозу проблемаларын шамамен 40 пайызға дейін азайтатынын көрсетті. Ал орнату кезіндегі қиындықтар туралы айтсақ, егер жұмсақ жер жағдайларымен жұмыс жасасақ, қалыпты металл қазықтарға қарағанда спираль тәрізді тіреулер жақсырақ жұмыс істейді. Бұл тәріздес тіреулер салмақты үлкен аумаққа таратады, яғни сымдар ұзақ уақыт бойы бүтін болып қалады және бүкіл конструкция күшті ауа райы жағдайында да тұрақты күйде қалады.

Тотығуды және тозуды азайту бойынша жөндеу стратегиялары

Тат алдын алу үшін су жиналатын бұрыштар мен жерге жақын бөліктер сияқты ылғалды орындарды екі немесе үш ай сайын тексеріңіз. Практикада көргеніміздей, түйіршікті аймақтарды сым щеткамен тазалап, соңынан асфальт өнімдерімен қаптау кезінде құрылыстар қалыпты ауа райы жағдайында қызмет көрсету мерзімін тағы бір жылға ұзартады. Алайда жағалау жақтауларында тұз бен тұнбаны жою қаншалықты тез орын алатыны маңызды. Егер тұз тұнбаларын таза сумен шамамен екі күн ішінде жуып алсақ, тест нәтижелері хлоридтерден пайда болатын осындай қуғыншы тесіктердің саны шамамен екі үштен бірге дейін азайғанын көрсетеді, бұл заттардың қызмет көрсету мерзімінің ұзақ болуын қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Қара болат сымның қолданылуы қандай?

Қара болат сым жиі қоршау, торлы қолдау, уақытша құрылыс байланыстары, жер бетін бекіту және құрылыс жобаларында эрозияны бақылау үшін қолданылады.

Қара болат сым сыртта қаншалықты уақыт өңделмейді?

Қара болат сым әдетте 2–5 жылға созылатын сыртқы қолдануларға сәйкес келеді. Орташа орталық жағдайларда оның қызмет ету мерзімі 3,2 жылға дейін созылуы мүмкін, бірақ жағажай аймақтарында ол 1,8 жылға дейін қысқаруы мүмкін.

Қара болат сымды тұрақты орнатулар үшін қолдануға бола ма?

Қара болат сым уақытша пайдаланудан жартылай тұрақты пайдалануға дейінгі уақытта ең жақсы нәтиже береді. Қатал жағдайларда тұрақты орнатулар үшін ұзақ қызмет ету мерзіміне ие болған гальваникалық сым ұсынылады.

Қара болат сым коррозияға қалай төтеп береді?

Қара болат сым уақытша коррозиядан қорғау үшін маймен өңделеді, бірақ гальваникалық қаптамалардың беріктігіне ие емес, сонымен қатар ылғалды немесе тұзды орталарда уақыт өте коррозияға бейім болады.