Преимущества использования фасонных изделий из оцинкованной стали

Без фасонных изделий не обходится ни одна система вентиляции. В зависимости от разветвленности воздушных каналов могут использоваться от двух-трех до нескольких сотен подобных элементов — тройников, крестовин, уток, муфт, ниппелей, врезок, заглушек и т.п. Разумеется, в этом случае возникает известный экономический вопрос: как наиболее разумно подойти к выбору изделий и материалов, из которых они будут изготовлены. При этом необходимо учесть соотношение «цена — качество», чтобы принять взвешенное решение, которое позволит сэкономить там, где это возможно, без ухудшения технических характеристик и износостойкости.

Как показала практика, в этом отношении оптимальным решением являются изделия из оцинкованной стали. Данный материал обладает рядом важнейших преимуществ. Он недорог в производстве, благодаря цинковому покрытию отличается высокой устойчивостью к коррозии, легко подвергается механической обработке, характеризуется довольно высокой прочностью и жесткостью, износостоек и долговечен, а значит, идеально подходит для воздуховодов, эксплуатируемых в стандартных условиях, будь то жилые дома и административные здания или производственные цеха и спортивные арены.

С точки зрения экономической эффективности оцинкованная сталь также является наилучшим выбором для вентиляционных систем, предназначенных для работы в неагрессивных средах в течение 25—30 лет и более.

Оцинкованная сталь как основной материал для изготовления фасонных изделий

Использование оцинкованной стали для изготовления фасонных изделий обусловлено физико-химическими свойствами покрытия из цинка. Благодаря горячему цинкованию молекулы цинка вступают в химическую реакцию с основой из стали и формируют прочные цинко-железные сплавы (как правило, их толщина составляет от 7 до 25 мкм), защищающие металл от коррозии на молекулярном уровне. Что любопытно, такие сплавы способны самостоятельно восстанавливаться даже при незначительных повреждениях. Со временем они формируют на своей поверхности новые слои, которые и принимают на себя влагу, копоть и сажу, пыль, окислы и не дают им проникнуть внутрь металла. Это и позволяет гарантировать длительный, до 30 лет и более, срок службы изделий из оцинкованной стали.

Механические характеристики оцинкованной стали позволяют изготавливать из нее элементы как довольно простой, так и весьма сложной конструкции. При этом прочность абсолютно не страдает, что объясняется хорошими прочностными характеристиками металла:

• предел прочности оцинкованной стали — 270—410 МПа;

• предел текучести — 140—280 МПа;
• относительное удлинение — 20—25%;
• твердость по Виккерсу — 120—180 HV.

Такие характеристики обеспечивают стабильность геометрической формы изделия даже при значительных перепадах давления в воздушном канале вентиляционной системы.

Защитные свойства цинкового покрытия

Цинковое покрытие обеспечивает барьерную и катодную защиту основания из стали. Под действием влаги и кислорода на цинковом покрытии образуется патина из карбоната и гидроксида цинка, замедляющая коррозию. Как показали исследования, в условиях нормальной относительной влажности (40—60%) срок службы оцинкованных изделий достигает 25—30 лет без существенного ухудшения эксплуатационных характеристик.

Предельные величины, при которых допускается эксплуатация изделий из оцинкованной стали:

1. pH среды — 6—12 (для сравнения: в бытовых условиях нейтральной считается среда от 5 до 8,5 pH, как следствие, элементы из оцинкованной стали можно использовать не только в быту, но и на практически любых производственных объектах, за исключением фармацевтических, химических, пищевых и иных предприятий, с агрессивными средами);
2. относительная влажность — до 85% (без образования конденсата);
3. диапазон рабочих температур — от -30 до +120 °C;
4. воздействие слабых кислот и щелочей в парообразном состоянии.

По сути, такие характеристики позволяют отнести изделия из оцинкованной стали к универсальным решениям для вентиляционных систем, предназначенных для подавляющего большинства отраслей промышленности, не говоря уже о жилых домах и коммерческой недвижимости.

Сравнение оцинкованной стали с другими материалами

Анализ эксплуатационных характеристик различных материалов наглядно отражает конкурентные преимущества оцинкованной стали.

Как видно из таблицы, нержавеющая сталь превосходит оцинкованную по коррозионной стойкости, однако себестоимость изделий из нее в 2,5—3 раза выше. Фасонные изделия из алюминия требуют специальных соединений и имеют ограниченную совместимость со стальными воздуховодами. Таким образом, если система вентиляции не будет эксплуатироваться в агрессивных средах с повышенным содержанием в воздухе кислот, щелочей, морской соли или в условиях чрезмерно высоких температур (литейное производство и т.п.), воздуховоды, фасонные изделия, сетевое и иное оборудование из оцинкованной стали являются оптимальным вариантом.

Оценка качества фасонных изделий

Качество фасонных изделий определяется точностью геометрических размеров, механическими свойствами материала и надежностью соединений. К ключевым требованиям относятся:

• отклонение от номинальных размеров — не более допусков, установленных действующими стандартами;
• равномерная толщина цинкового покрытия по всей поверхности изделия (детали);
• отсутствие острых кромок и заусенцев;
• герметичность фальцевых соединений при рабочем давлении;
• стойкость к вибрации.

Толщина металла и размеры

Требуемая толщина оцинкованной стали выбирается исходя из рабочего давления в системе вентиляции и размеров самого фасонного изделия. Для круглых воздуховодов диаметром до 200 мм применяется сталь толщиной 0,5 мм, диаметром 315—630 мм — 0,7 мм, свыше 800 мм — 0,9—1,2 мм.

Фасонные изделия прямоугольного сечения выполняются из стали толщиной 0,7—1,5 мм. Допустимое отклонение от номинальных размеров — не более ±2 мм для изделий длиной до 500 мм и ±3 мм для элементов длиной свыше 500 мм.

Герметичность соединений

Класс герметичности фасонных изделий определяется в соответствии со стандартом СТБ 2522-2018 (аналогом международного стандарта EN 12237). Для изделий класса А утечка не должна превышать 0,027×P^0,65 л/(с×м²) при испытательном давлении, класса B — 0,009×P^0,65 л/(с×м²). Использование уплотнительных материалов и герметика повышает герметичность на 30—40%.

Фальцевые соединения с двойным загибом выдерживают рабочее давление до 1500 Па без дополнительного крепежа. В случае если воздух в вентиляционной системе будет нагнетаться под более высоким давлением, изделия дополнительно комплектуются ребрами жесткости.

Преимущества фасонных изделий из оцинкованной стали

Комплексный анализ эксплуатационных характеристик фасонных элементов, изготовленных из различных материалов, позволяет выявить ключевые преимущества изделий из оцинкованной стали перед альтернативными решениями.

Износостойкость и долговечность

Расчетный срок службы фасонных изделий из оцинкованной стали в системах общеобменной вентиляции составляет 25—30 лет, при эксплуатации в агрессивных средах — 15—20 лет. Таким образом, они могут эксплуатироваться в 2—3 раза дольше аналогов из углеродистой стали.

Стандартный диапазон рабочих температур для фасонных изделий из оцинкованной стали составляет от -40 до +80 °C. Это значит, что их можно устанавливать как в неотапливаемых помещениях, так и в системах горячего воздухоснабжения.

Простота монтажа

Благодаря простоте изготовления, огромному модельному ряду и стандартизированным способам соединения фасонные изделия из оцинкованной стали подходят для всех типов воздуховодов. Преимущества монтажа включают:

• соединение посредством фланцев и ниппельное соединение не требуют выполнения сварочных работ;
• изделия собираются с помощью обычных монтажных принадлежностей;
• монтаж осуществляется быстро и без каких-либо затруднений;
• при необходимости изделия легко и быстро демонтируются для проведения технического обслуживания или ремонта;
• относительно небольшая масса изделий из оцинкованной стали (они весят на 20—30% меньше аналогичных элементов из нержавейки) также существенно облегчает транспортировку и монтаж.

Экономичность

Цена фасонных изделий из оцинкованной стали на 40—60% ниже аналогов из нержавейки. Возможность вторичной переработки цинка и стали позволяет дополнительно сэкономить материалы на сумму до 15—20% от первоначальной стоимости. Если учесть еще и сравнительно небольшие эксплуатационные расходы и низкие затраты на монтаж/демонтаж, то фасонные изделия из оцинкованной стали можно смело назвать оптимальным выбором для вентиляционных систем, используемых практически во всех сферах, по соотношению «цена — качество».

Выводы

Постоянно растущие требования к энергоэффективности зданий стимулируют спрос на высококачественные вентиляционные системы. А значит, на первый план выступают надежность и износостойкость каждого их компонента, включая фасонные элементы. Оцинкованные фасонные изделия в полной мере отвечают этим требованиям. Они действительно надежны, устойчивы к коррозии и долговечны, легко подвергаются механической обработке, а для их сборки не требуется сварка. Данные изделия характеризуются достаточной герметичностью, при необходимости легко теплоизолируются, могут эффективно подавлять шумы и снижать уровень вибрации, регулировать расход и скорость воздуха.

Развитие технологий цинкования и совершенствование способов механической обработки металла существенно расширят возможности применения фасонных элементов из оцинкованной стали. Внедрение композитных покрытий на основе цинка в еще большей мере повысит коррозионную стойкость изделий в агрессивных средах, как следствие, появятся новые сферы для их применения, при этом сохранится полная совместимость с изделиями предыдущих поколений. Нет никаких сомнений в том, что такие элементы еще долго будут актуальны с технологической точки зрения. На сегодняшний же день других рациональных альтернатив оцинкованным фасонным изделиям для вентиляционных систем в большинстве случаев нет.