Як вибрати стійкі до корозії цвяхи для дахів будівель?

Узгоджуйте стійкість цвяхів для покрівлі до корозії з рівнем навколишніх ризиків

Вологість, сольовий туман та промислові забруднення: основні чинники, що призводять до руйнування цвяхів для покрівлі

У прибережних зонах із високою вологістю швидкість корозії приблизно втричі вища, ніж у сухих регіонах. Сольовий туман значно прискорює процеси окиснення на мікроскопічному рівні. Промислові забруднювачі, такі як сполуки сірки, утворюють кислотні відкладення на поверхнях, які з часом руйнують звичайні сталеві цвяхи приблизно за 3–5 років. Коли вологість тримається вище 60%, виникає так звана гальванічна корозія. Вона виникає, коли різні метали контактують у вологому середовищі, наприклад, сталеві цвяхи стикаються з алюмінієвими фартухами або мідними деталями. Ця взаємодія призводить до електрохімічних реакцій, що з часом призводять до руйнування металевих кріплень. Згідно з дослідженнями Національної асоціації підрядників з дахів, використання неправильного типу цвяхів у важких умовах є причиною приблизно 42% усіх випадків передчасного руйнування дахів, зафіксованих у їхніх польових звітах.

Вимоги будівельних норм до стійких до корозії цвяхів для покрівлі в прибережних, вологих та зонах із високим рівнем забруднення

Будівельні норми передбачають використання певних матеріалів кріплення залежно від умов навколишнього середовища:

• Прибережні зони (до 1 милі від солоної води) : цвяхи з нержавіючої сталі марки 316 за стандартом ASTM F1667
• Промислові/міські зони : гарячецинковані цвяхи з покриттям цинку ≥2,0 унції/фут² (ASTM A153)
• Вологі регіони (>55% середньорічної відносної вологості) : електроцинковані або полімерні цвяхи, що відповідають вимогам ICC-ES AC116

Усі продукти, що відповідають вимогам, повинні витримувати випробування за методом сольового туману ASTM B117 — не менше 1000 годин без утворення червоної іржі. Невідповідні монтажі загрожують відмовою у дозволі, анулюванням гарантії та відповідальністю за передчасну відмову системи.

Порівняння матеріалів цвяхів для покрівлі за стійкістю до корозії та конструкційною міцністю

Нержавіюча сталь (304 проти 316): Оптимальний варіант для середовищ із високим вмістом хлоридів та довготривалої надійності цвяхів для дахів

Цвяхи з нержавіючої сталі марки 316 вирізняються винятковою стійкістю до корозії хлоридами в прибережних зонах. Ці цвяхи часто витримують понад 1000 годин під час сольових спрей-тестів за ASTM B117 завдяки додаванню молібдену в їхній сплав. Хоча нержавіюча сталь марки 304 цілком підходить для більшості внутрішніх регіонів, вона просто не витримує умов, коли вміст повітряного солі перевищує 5 міліграмів на кубічний метр, і піддається точковій корозії. Обидва типи зберігають межу міцності на розрив понад 70 тисяч фунтів на квадратний дюйм, що означає, що вони не руйнуються в нормальних умовах навіть після багатьох років впливу перепадів температур та сильних вітрів, які намагаються витягнути їх із будівельних конструкцій.

Гарячеоцинкована сталь: еталон для економічних цвяхів для дахів, що відповідають будівельним нормам

Оцинковані цвяхи мають відмінний опір іржавіні та коштують приблизно на 40–60 відсотків менше, ніж їх аналоги з нержавіючої сталі. Згідно зі стандартом ASTM A153, звичайні оцинковані цвяхи зазвичай мають близько 1,85 унції цинку на квадратний фут. У прибережних районах, де соляний повітряний середовище прискорює корозію, підрядники часто вказують більш міцну версію з покриттям близько 3,0 унції/фут², яка значно довше служить перед заміною. Ці оцинковані кріплення відповідають вимогам будівельних норм у більшості регіонів, що знаходяться поза прибережними територіями. Польові випробування, проведені протягом багатьох років у таких місцях, як Флорида та Джорджія, показали, що вони зазвичай служать від п’ятнадцяти до двадцяти років у звичайних погодних умовах без помітних ознак руйнування.

Мідні та спеціальні покриття для дахових цвяхів: нішеві застосування та обмеження сумісності

Мідні цвяхи дуже добре працюють на шиферних та кедрових дахах, оскільки вони природно поєднуються і гарно виглядають разом із часом. Але будьте обережні при їх використанні поблизу алюмінієвих або стальних елементів, оскільки це може призвести до серйозних проблем із гальванічною корозією. Зараз існують спеціальні цвяхи з полімерним покриттям, які протидіють дії двоокису сірки (SO2) та іншим небезпечним промисловим забруднювачам, які всім відомі. Ці цвяхи особливо корисні, коли будівельні норми вимагають дотримання стандартів відповідності ICC-ES AC116. Проте слід бути обережним. Мідь розташована досить високо в гальванічному ряді, що означає, вона фактично руйнує сусідні алюмінієві або стальні матеріали. Деякі дослідження показали, що швидкість корозії може зростати аж у 100 разів швидше, згідно з електрохімічними діаграмами від NACE International. Це точно варто враховувати під час планування монтажу.

Уникайте гальванічної корозії: вибирайте цвяхи для дахів, сумісні з матеріалами покриття

Чому поєднання мідних фартуків або алюмінієвих елементів зі звичайними сталевими цвяхами для дахів прискорює вихід з ладу

Гальванічна корозія виникає, коли різні типи металів дотикаються один до одного в умовах вологи, наприклад, від солоної морської повітря поблизу узбережжя, звичайних опадів або конденсації на фабриках. Коли звичайні сталеві цвяхи контактують з більш благородними металами, такими як мідь або алюміній, у таких вологих умовах, вони стають жертвою цього процесу. Хімічна реакція руйнує сталь значно швидше, ніж звичайне іржавіння. Цей ефект пошкоджує дахові системи, і дослідження показали, що гальванічна корозія може скоротити очікуваний термін служби даху приблизно на 40 відсотків у районах із постійно високою вологістю, як зазначено в дослідженні NRCA щодо довговічності матеріалів.

Матриця сумісності матеріалів: безпечні комбінації для цвяхів та типових дахових конструкцій

Вибір хімічно сумісних матеріалів запобігає руйнівним гальванічним реакціям. Використовуйте цей довідковий посібник для оптимального підбору:

Завжди перевіряйте сумісність перед встановленням — особливо на переходах між матеріалами — щоб запобігти передчасному руйнуванню від корозії.

Перевірка захисту від корозії за допомогою стандартів і випробувань

ASTM A153, ASTM F1667 та посвідчення ICC-ES: що означають сертифікації для довговічності дахових цвяхів

Сертифікації за галузевими стандартами надають конкретні докази щодо властивостей матеріалів у реальних умовах експлуатації. Візьмемо, наприклад, ASTM A153, який перевіряє товщину та міцність зчеплення цинкових покриттів на оцинкованих цвяхах, що має велике значення, адже ці покриття мають бути достатньо довговічними, щоб захищати від іржавіння протягом тривалого часу. Потім є ASTM F1667, який оцінює як склад цих кріпильних елементів, так і їхні фізичні характеристики міцності. Стандарт передбачає мінімальну межу плинності 70 ksi, щоб вони могли витримувати навантаження навіть після багатьох років впливу погодних умов. Оцінки ICC-ES йдуть ще далі, вимагаючи, щоб незалежні експерти підтвердили, що продукти дійсно відповідають місцевим будівельним нормам у різних районах, схильних до корозії. Коли будівельні проекти використовують матеріали з такими сертифікаціями, підрядники сплять спокійніше, знаючи, що їхні дахи не почнуть протікати через відмову кріпильних елементів у майбутньому.

Дані випробувань на сольовий туман (ASTM B117) та циклічну вологість: Інтерпретація тверджень щодо експлуатаційних характеристик у реальних умовах

Прискорене тестування дає нам уявлення про те, як продукти зберігаються з часом, хоча найкращих результатів досягаємо лише тоді, коли глибоко вникаємо в деталі. Наприклад, випробування методом сольового туману за стандартом ASTM B117 показують точно, через який час на цвяху з'явиться характерна червона іржа. Найякісніші цвяхи з нержавіючої сталі марки 316 зазвичай витримують від 1000 до 1500 годин у таких тестах, що приблизно відповідає близько 20 років або більше в місцях поблизу узбережжя, де умови не дуже жорсткі. Існують також тести з циклічною вологістю, наприклад, за стандартом ASTM D5894. Вони створюють додаткове навантаження на матеріали, постійно перемикаючись між вологим і сухим середовищем — щось, що звичайні тести просто не можуть виявити. Вони виявляють проблеми з приляганням покриттів або зазорами по краях, які інакше могли б залишитися непоміченими. Оцінюючи технічні характеристики продуктів, не дайте себе обманути лише цифрами. Зосередьтеся на тому, що насправді відбувалося під час тестування: коли саме з'явилися перші ознаки іржі? Чи залишалося покриття цілим після всіх випробувань? Заява про «рейтинг 500 годин» нічого не варта, якщо ми не знаємо, де саме почалися пошкодження або як саме почалася корозія.

Часто задані питання

Які основні фактори викликають корозію дахових цвяхів?

Вологість, сольовий туман і промислові забруднювачі є основними чинниками, що сприяють корозії дахових цвяхів.

Як виникає гальванічна корозія?

Гальванічна корозія виникає, коли різні метали контактують між собою та піддаються впливу вологи, що призводить до електрохімічних реакцій, які руйнують металеві кріплення.

Які будівельні норми застосовуються до дахових цвяхів?

Будівельні норми визначають матеріали кріплення залежно від умов навколишнього середовища, зокрема прибережних територій, промислових зон і вологих регіонів.

Чому нержавіючу сталь надають перевагу в прибережних районах?

Нержавіюча сталь марки 316 має винятковий опір хлоридній корозії, що робить її ідеальною для прибережних середовищ.