Resistiendo edificios de acero en nuestra vida
¿No hay edificios tan extraños a tu alrededor: es una estructura de acero sólido, pero está cubierta de óxido rojo y negro, como si hubiera estado parado en el viento y la lluvia durante cientos de años? ¿Puede el óxido en un edificio así seguir funcionando? ¿Es seguro? Puedo decirte categóricamente: ¡seguro! No solo es seguro, sino que también es más duradero que el acero ordinario y no se oxidará incluso si está expuesto al aire durante varias décadas. Este tipo de óxido superficial, de hecho, el material duradero es en realidad un tipo especial de acero, llamado acero resistente a la intemperie. No lo mires como "feo", de hecho, de alta gama.
El acero resistente a la intemperie tiene aplicaciones especiales
El acero resistente a la intemperie, también conocido como acero resistente a la corrosión atmosférica, es un acero de baja aleación entre el acero ordinario y el acero inoxidable. Está hecho de acero al carbono ordinario y una cierta cantidad de cobre, así como elementos resistentes a la corrosión como fósforo, cromo, níquel, titanio y vanadio. No solo tiene las características de fácil extensión, alta resistencia y resistencia a la fatiga del acero ordinario, sino que también puede lograr de 2 a 8 veces la resistencia a la corrosión en términos de acero al carbono ordinario.
Debido a su excelente rendimiento, el acero resistente a la intemperie es caro. El acero resistente a la intemperie con un rendimiento similar tiene un precio de aproximadamente un 60% más alto que el del acero ordinario. Por lo tanto, no mires que el acero resistente a la intemperie es feo, el edificio general no puede permitírselo.
El acero resistente a la intemperie se usa solo para estructuras como contenedores, vehículos ferroviarios, torres de perforación de petróleo y plataformas de perforación que tienen un entorno hostil y requieren una alta resistencia a la corrosión. Para el hormigón armado utilizado en edificios ordinarios, debido a que las barras de acero enterradas en el hormigón rara vez están en contacto con el oxígeno y el agua, ¡los ingenieros son reacios a usar acero resistente a la intemperie aquí!
Por qué el acero resistente a la intemperie es tan especial
El hierro puro no es fácil de oxidar, pero el acero ordinario generalmente contiene impurezas como cobre y carbono. Estas impurezas tienen menor actividad que el hierro, y forman una batería primaria con hierro en aire acuoso (es decir, una corriente generada por reacción de oxidación-reducción). El dispositivo separa la oxidación de la reducción y proporciona una "carretera" para la corrosión del acero.
El óxido generado por la corrosión del acero es una estructura porosa suelta en la que muchas microfisuras conectan los poros entre sí. De esta manera, el óxido, como una esponja, puede continuar absorbiendo la humedad del aire, permitiendo que el acero se oxide aún más hasta que esté completamente oxidado.
El acero resistente a la intemperie es diferente del acero ordinario. Al principio, también se oxidará en la superficie como el acero ordinario. Debido al alto grado de aleación, este proceso es incluso más rápido que el acero ordinario. Sin embargo, debido a la celosía más complicada dentro del acero resistente a la intemperie, se forma una capa de óxido denso negro oscuro debajo del óxido suelto en la superficie. Esta capa de óxido consiste en nanopartículas de α-FeOOH. En esta capa de óxido uniforme, el átomo de níquel reemplaza la posición de una parte del átomo de hierro, de modo que la capa de óxido tiene selectividad catiónica y se suprime la permeación aniónica corrosiva.
Es esta capa de óxido denso la que hace que el acero resistente a la intemperie se oxide, pero el interior no continuará oxidándose. De hecho, siempre que distinga cuidadosamente, puede ver que la superficie del acero resistente a la intemperie no es la misma que la del óxido ordinario: el óxido del acero resistente a la intemperie es uniforme y denso, y la superficie del acero protege el acero contra la superficie del acero; mientras que el óxido está rayado y suelto, un toque dejará caer el residuo. En lugar de proteger el acero, tal óxido "lleva al lobo a la habitación" y succiona agua y oxígeno sobre la superficie de acero.
