Как выбрать антикоррозийные кровельные гвозди для зданий?

Соответствие устойчивости кровельных гвоздей к коррозии уровню экологического риска

Влажность, соляной туман и промышленные загрязнители: основные факторы деградации кровельных гвоздей

В прибрежных районах с высокой влажностью скорость коррозии примерно в три раза выше, чем в сухих регионах. Морская пыль значительно ускоряет процессы окисления на микроскопическом уровне. Промышленные загрязнители, такие как соединения серы, образуют кислые отложения на поверхностях, которые со временем разрушают обычные стальные гвозди примерно за 3–5 лет. Когда влажность остаётся выше 60 %, возникает так называемая гальваническая коррозия. Она возникает при контакте различных металлов в условиях повышенной влажности, например, когда стальные гвозди соприкасаются с алюминиевыми фартуками или медными деталями. Это взаимодействие вызывает электрохимические реакции, приводящие к постепенному растворению крепёжных элементов. Согласно исследованиям Национальной ассоциации подрядчиков по кровельным работам, выбор неподходящих типов гвоздей для суровых условий является причиной около 42 % всех ранних повреждений кровли, зафиксированных в их полевых отчётах.

Требования строительных норм к антикоррозийным кровельным гвоздям в прибрежных, влажных и зонах с высоким уровнем загрязнения

Строительные нормы устанавливают конкретные материалы крепежа в зависимости от воздействия окружающей среды:

• Прибрежные зоны (на расстоянии ≤1 мили от соленой воды) : Гвозди из нержавеющей стали марки 316 по стандарту ASTM F1667
• Промышленные/городские зоны : Оцинкованные горячим способом гвозди с покрытием цинка ≥2,0 унции/фут² (ASTM A153)
• Влажные регионы (>55% годовой относительной влажности) : Электрооцинкованные или полимерные гвозди, соответствующие ICC-ES AC116

Все соответствующие продукты должны выдерживать испытание на солевом тумане по ASTM B117 — не менее 1000 часов без образования красной ржавчины. Несоответствие может привести к отказу в разрешении, аннулированию гарантии и ответственности за преждевременный выход системы из строя.

Сравнение материалов кровельных гвоздей по коррозионной стойкости и структурной прочности

Нержавеющая сталь (304 против 316): оптимальна для сред с высоким содержанием хлоридов и обеспечивает долгосрочную надежность кровельных гвоздей

Гвозди из нержавеющей стали марки 316 выделяются исключительной устойчивостью к коррозии, вызванной хлоридами, в прибрежных районах. Эти гвозди зачастую выдерживают более 1000 часов испытаний по методу ASTM B117 на распыление солевого тумана благодаря добавлению молибдена в состав сплава. Хотя сталь марки 304 подходит для большинства применений в континентальных районах, она не способна противостоять язвенной коррозии при концентрации солей в воздухе свыше 5 миллиграммов на кубический метр. Оба типа сохраняют предел прочности на растяжение выше 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм, что означает, что они не разрушатся в обычных условиях даже после многих лет воздействия перепадов температур и сильных ветров, стремящихся вырвать их из строительных конструкций.

Оцинкованная сталь горячего цинкования: эталон недорогих кровельных гвоздей, соответствующих строительным нормам

Оцинкованные гвозди обеспечивают отличную устойчивость к коррозии и стоят примерно на 40–60 процентов меньше, чем их аналоги из нержавеющей стали. Согласно стандарту ASTM A153, обычные оцинкованные гвозди обычно имеют около 1,85 унции цинка на квадратный фут. Для прибрежных районов, где соленый воздух ускоряет коррозию, подрядчики часто указывают более прочную версию с покрытием около 3,0 унции/фут², которая служит намного дольше перед заменой. Эти оцинкованные крепежные элементы соответствуют требованиям строительных норм во всех регионах, кроме прибрежных зон. Полевые испытания, проведённые в течение многих лет в таких местах, как Флорида и Джорджия, показывают, что они обычно служат от пятнадцати до двадцати лет в обычных погодных условиях без существенных признаков разрушения.

Медные и специальные кровельные гвозди с покрытием: нишевые применения и ограничения совместимости

Медные гвозди отлично подходят для шиферных и кедровых крыш, поскольку они естественным образом сочетаются и хорошо выглядят вместе с течением времени. Но будьте осторожны при их использовании рядом с алюминиевыми или стальными деталями, так как это может вызвать серьезные проблемы с гальванической коррозией. Сейчас доступны специальные гвозди с полимерным покрытием, устойчивые к диоксиду серы (SO2) и другим вредным промышленным загрязнителям, которые все мы ненавидим. Они особенно полезны, когда строительные нормы требуют соблюдения стандартов соответствия ICC-ES AC116. Однако все равно нужно быть осторожным. Медь находится довольно высоко в гальваническом ряду, что означает, она фактически разрушает соседние алюминиевые или стальные материалы. Некоторые испытания показывают, что скорость коррозии может увеличиваться до 100 раз быстрее, согласно электрохимическим таблицам от NACE International. Определенно стоит учитывать это при планировании монтажа.

Избегайте гальванической коррозии: выбирайте кровельные гвозди, совместимые с кровельными материалами

Почему сочетание медных фартуков или алюминиевых компонентов со стандартными стальными кровельными гвоздями ускоряет выход из строя

Гальваническая коррозия возникает, когда разные типы металлов соприкасаются друг с другом при наличии влаги из таких источников, как соленый воздух в прибрежных районах, обычные осадки или конденсат на заводах. Когда стандартные стальные гвозди соприкасаются с более благородными металлами, такими как медь или алюминий, в этих влажных условиях, они становятся жертвами электрохимической реакции. Химическая реакция разрушает сталь намного быстрее, чем обычная ржавчина. Кровельные системы страдают от этого эффекта, и исследования показывают, что гальваническая коррозия может сократить срок службы крыши примерно на 40 процентов в районах с постоянно высокой влажностью, как указано в исследовании NRCA по долговечности материалов.

Матрица совместимости материалов: безопасные комбинации для кровельных гвоздей и распространённых кровельных конструкций

Выбор химически совместимых материалов предотвращает разрушительные гальванические реакции. Используйте это справочное руководство для оптимального подбора пар:

Всегда проверяйте совместимость перед установкой — особенно при переходах между материалами — чтобы предотвратить преждевременные коррозионные повреждения.

Проверка защиты от коррозии по стандартам и испытаниям

ASTM A153, ASTM F1667 и списки ICC-ES: что означают сертификаты для долговечности кровельных гвоздей

Сертификаты по отраслевым стандартам дают конкретные доказательства того, как материалы ведут себя при испытаниях в реальных условиях эксплуатации. Например, стандарт ASTM A153 проверяет толщину и прочность сцепления цинковых покрытий на оцинкованных гвоздях, что имеет большое значение, поскольку эти покрытия должны быть достаточно долговечными, чтобы обеспечивать защиту от коррозии на протяжении длительного времени. Стандарт ASTM F1667 оценивает как состав материалов, из которых изготавливаются крепежные элементы, так и их физико-механические характеристики. Данный стандарт требует минимального предела текучести 70 ksi, чтобы крепеж мог сохранять свою структурную надежность даже после многих лет воздействия погодных условий. Оценки ICC-ES заходят еще дальше, требуя привлечения независимых экспертов для подтверждения соответствия продукции местным строительным нормам в различных районах, склонных к проблемам коррозии. Когда строительные проекты используют материалы, имеющие такие сертификаты, подрядчики могут быть спокойнее: они знают, что крыши не начнут протекать из-за выхода крепежа из строя в будущем.

Данные испытаний на солевой туман (ASTM B117) и циклическое увлажнение: интерпретация заявлений о реальной производительности

Ускоренные испытания позволяют нам увидеть, как продукты сохраняются со временем, хотя наиболее точные результаты достигаются при тщательном анализе деталей. Например, испытания на солевом тумане по стандарту ASTM B117 показывают, через какое именно время появляется характерная красная ржавчина на гвозде. Высококачественные гвозди из нержавеющей стали марки 316 обычно выдерживают от 1000 до 1500 часов таких испытаний, что примерно соответствует 20 годам и более в прибрежных районах с не слишком суровыми условиями. Существуют также испытания с циклической влажностью, например, по стандарту ASTM D5894. Они создают дополнительную нагрузку на материалы, чередуя влажные и сухие условия, что обычные испытания не способны воспроизвести. Такие тесты выявляют проблемы с адгезией покрытий или зазоры по краям, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными. Оценивая технические характеристики продукта, не стоит доверять только цифрам. Обратите внимание на то, что происходило во время испытаний: когда появились первые признаки коррозии? Сохранилось ли покрытие целым после всех испытаний? Заявление о «рейтинге 500 часов» ничего не значит, если мы не знаем, где именно начались разрушения и как развивалась коррозия.

Часто задаваемые вопросы

Какие основные факторы вызывают коррозию кровельных гвоздей?

Влажность, солевой туман и промышленные загрязнители являются основными факторами, способствующими коррозии кровельных гвоздей.

Как возникает гальваническая коррозия?

Гальваническая коррозия возникает, когда разные металлы соприкасаются друг с другом и подвергаются воздействию влаги, что приводит к электрохимическим реакциям, разрушающим металлические крепежные элементы.

Какие строительные нормы и правила применяются к кровельным гвоздям?

Строительные нормы и правила определяют материалы крепежа в зависимости от условий эксплуатации, включая прибрежные зоны, промышленные районы и влажные регионы.

Почему нержавеющая сталь предпочтительна для прибрежных районов?

Нержавеющая сталь марки 316 обладает исключительной устойчивостью к коррозии под действием хлоридов, что делает ее идеальной для использования в прибрежных районах.