Приликом одабира челичних материјала за изградњу, мостове, поморске објекте и друге пројекте, Цортен Стеел (челик за временске услове), угљенични челик и нерђајући челик су најчешће разматране опције. Њихове суштинске разлике у цени материјала, тежини обраде и веку трајања директно одређују буџет пројекта, ефикасност изградње и дугорочне-трошкове рада. Овај чланак систематски упоређује ове три врсте челика како би помогао страним купцима да направе прикладнији избор материјала на основу потреба пројекта.
1. Цена материјала: значајан јаз изазван саставом легуре
Материјална цена челика је углавном одређена његовим саставом легуре и производним процесом. Постоји јасан хијерархијски јаз између Цортен челика, угљеничног челика и нерђајућег челика:
1.1 Угљенични челик (нпр. А36, К235)
Угљенични челик је најекономичнија опција, са ценом материјала од приближно 40-60 УСД/㎡ (на основу лимова дебљине 3 мм). Његова ниска цена је због једноставног састава-углавном гвожђа и угљеника, без скоро никаквих додатних легирајућих елемената. Ово га чини првим избором за пројекте са малим буџетима и ниским захтевима за отпорност на корозију, као што су привремене структуре и затворена некорозивна окружења.
1.2 Цортен Стеел (нпр. А588, С355Ј2В, К355НХ)
Цортен Стеел има умерену цену, са ценом материјала од око 60-90 УСД/㎡ (лимови дебљине 3 мм), што је 20-50% више од цене обичног угљеничног челика. Повећање трошкова долази од додавања елемената за легирање у траговима као што су Цу, Цр, Ни и П, који су неопходни за формирање само{7}}заштитног слоја рђе. Иако је почетни трошак већи од угљеничног челика, Цортен Стеел може да уштеди дугорочне-трошкове одржавања против корозије (као што је фарбање), што га чини исплативим на дужи рок.
1.3 Нерђајући челик (нпр. 304, 316)
Нерђајући челик има највећу цену материјала, у распону од 150-300 УСД/㎡ (лимови дебљине 3 мм) - 2,5-5 пута више од Цортен челика и 3-7 пута више од угљеничног челика. Висока цена се приписује његовом високом садржају легирајућих елемената: нерђајући челик 304 садржи најмање 18% Цр и 8% Ни, док нерђајући челик 316 додаје 2-3% Мо ради побољшања отпорности на корозију. Ови елементи формирају густ филм хром оксида на површини, пружајући одличну отпорност на корозију, али значајно повећавајући трошкове производње.
2. Потешкоће у обради: слично угљеничном челику, док је нерђајући челик изазовнији
Тешкоћа обраде је повезана са чврстоћом материјала, дуктилношћу и топлотном проводљивошћу. Цортен Стеел је ближи угљеничном челику по обрадивости, док нерђајући челик захтева више професионалне опреме и техника:
2.1 Угљенични челик
Угљенични челик има најмању потешкоћу обраде и одличну обрадивост. Може се лако сећи, савијати, заваривати и бушити коришћењем конвенционалне опреме за обраду. На пример, ласерско сечење, електролучно заваривање и ЦНЦ савијање могу се одвијати глатко без посебних подешавања процеса. Ово чини угљенични челик погодним за масовну производњу и пројекте са сложеним облицима компоненти.
2.2 Цортен Стеел
Обрадивост Цортен Стеел-а је слична оној код угљеничног челика, са само малим разликама у заваривању. Због додавања легирајућих елемената као што су Цу и Цр, Цортен Стеел захтева одговарајуће материјале за заваривање-отпорне на временске услове (нпр. ЕР50-ГНиЦуЦр) током заваривања како би се избегао губитак елемената легуре у шаву и обезбедила отпорност шава на корозију. Поред тога, потребно је контролисати унос топлоте током заваривања (струја 120-180А, температура међуслоја мања или једнака 150 степени) како би се спречила крхкост у зони захваћеном топлотом. Све у свему, његова потешкоћа обраде је нешто већа од угљеничног челика, али много нижа од нерђајућег челика, а обичне радионице за обраду челика могу испунити захтеве једноставним прилагођавањем.
2.3 Нерђајући челик
Нерђајући челик има највећу потешкоћу у обради, углавном због своје високе чврстоће, лоше топлотне проводљивости и лаког каљења. Током сечења, генерише велику топлоту, што захтева велику-опрему за сечење велике снаге и специјалне алате за сечење да би се избегла деформација материјала. Заваривање нерђајућег челика је захтевније: потребно је користити заштиту од инертног гаса (као што је заваривање аргоном) како би се спречила оксидација завара, а процес заваривања мора бити строго контролисан како би се избегла интергрануларна корозија. Поред тога, нерђајући челик је склон отврдњавању током савијања и штанцања, што може захтевати средњи третман жарења, повећавајући кораке обраде и трошкове.
3. Век трајања: одређен отпорношћу на корозију и нивоом одржавања
Век трајања челика у различитим окружењима веома варира, а главни фактор утицаја је отпорност на корозију. Цортен челик, угљенични челик и нерђајући челик показују очигледне разлике у веку трајања, посебно у корозивним срединама:
3.1 Угљенични челик
Угљенични челик има најкраћи век трајања у спољашњим или корозивним окружењима. Без-третмана против корозије (као што је фарбање), његов радни век у руралним срединама је само 5-8 година, а у индустријским или приобалним окружењима са високим-солом-примањем, чак је смањен на 2-3 године. Чак и уз редовно одржавање фарбања, њен радни век се може продужити само на 10-15 година, а потребно је и често префарбавање (сваке 2-3 године), што повећава дугорочне трошкове одржавања и оптерећење.
3.2 Цортен челик
Радни век Цортен Стеел-а је знатно дужи од угљеничног челика захваљујући свом{0}}самозаштитном слоју рђе. У руралним или блажим условима у унутрашњости, његов радни век може да достигне 30-50 година без додатног третмана против корозије; у индустријској атмосфери може да достигне 20-30 година; у приобалним срединама са високим-сланим-срединама, уз помоћне мере против корозије (као што је импрегнација силаном), његов радни век такође може да достигне 15-25 година. Кључна предност је у томе што након формирања стабилног слоја рђе (6-12 месеци) није потребно скоро никакво додатно одржавање, што значајно смањује дугорочне трошкове рада.
3.3 Нерђајући челик
Нерђајући челик има најдужи радни век у већини окружења, посебно у веома корозивним сценаријима. 304 нерђајући челик има радни век од више од 50 година у затвореним и отвореним благим окружењима, а нерђајући челик 316, уз додатак Мо, може да се користи у обалном -соли- спреју, хемикалијама и50 година за више година. Међутим, на његов радни век ће утицати у окружењима са високом концентрацијом хлоридних јона (као што је урањање у морску воду), а потребан је нерђајући челик од 316Л или више{8}}. Треба напоменути да дуг радни век нерђајућег челика такође зависи од правилне обраде (избегавање оксидације завара) и редовног чишћења (уклањање површинске прљавштине и јона хлорида).
