«НИКЕЛЬ», т. 35, № 1, 2020 г.

Ж У Р Н А Л

НИКЕЛЬ

ЖУРНАЛ ПОСВЯЩЁН НИКЕЛЮ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ «НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г.

Архитектура и строительство Никель — несущий элемент зодчества Проектно-конструкторские стандарты для нержавеющей стали

Нержавеющая сталь для навесных стен

«Древо ветра» — возрождение скульптуры

ЧЖАНГ ЖУН (ZHANG JUN) И СЮН ДУОКУЙ (XIONG DUOKUI), КОМПАНИЯ SUZHOU GOLD MANTIS CURTAIN WALL CO., LTD.

ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ № 18 БАНК КОММУНИКАЦИЙ, Г. СУЧЖОУ Навесные стены придают строениям внешнюю стабильность и внутреннюю элегантность. В здании сучжоуского филиала Банка коммуникаций (Bank of Communications) Китая в полной мере использованы уникальные свойства нержавеющей стали, дающей долговременный стоимостной и эксплуатационный экономический эффект и прекрасный внешний вид, отражающий строгость, безопасность и надёжность — свойства, требуемые от любого банка.

Разработчики данного проекта считают, что из всех материалов, используемых в строительстве навесных стен, нержавеющая сталь является самым высококачественным декоративным материалом с самым длительным нормативным сроком службы и самой высокой степенью регенерации в конце этого срока.

«НИКЕЛЬ», Т. Т. 35, 35, № № 1, 1, 2020 2020 Г. Г.

22 || «НИКЕЛЬ»,

Чжанг Жун (Zhang Jun) и Сюн Дуокуй

деталей фасада башни. Фасадное покрытие

(Xiong Duokui), разработчики и инженеры

межэтажных перекрытий произведено

навесной стены для проекта Банка

из нержавеющей стали толщиной 2 мм с

коммуникаций из компании Suzhou Gold

поверхностной отделкой в виде мазков

Mantis Curtain Wall Co., руководствовались

кистью, а система козырьков подвешена с

опытом возведённого в 1930 г. в США

помощью тросов из нержавеющей стали.

здания Крайслер-билдинг, небоскрёба

Первичные и вторичные лаги козырьков

Бурдж-Халифа (Башня Халифы) в Дубае

облицованы листами нержавеющей стали

и Международного финансового центра

толщиной 1,5 мм, а нижняя часть козырьков

Пинань в Китае. В них с огромным успехом

украшена трубами прямоугольного

была применена никельсодержащая

сечения размером 30 х 50 мм. Коллонада

нержавеющая сталь марки 316L (UNS

для кровельных балконов, облицованная

S31603), не подвергнувшаяся износу и не

листами нержавеющей стали толщиной

потребовавшая замены.

1,5 мм с зеркальным покрытием,

Расчётный срок службы нержавеющей

поднимается на 3,3 м.

стали марки 316L, использовавшейся

В общей планировке объекта использована

повсюду в 25-этажном здании, превышает

концепция «Ворота в сад Сучжоу»,

сто лет. Навесная стена из нержавеющей

навеянная традиционными сучжоускими

стали возносится на высоту 106 м, а круглые

садами. Конечный результат —

декоративные трубы из нержавеющей стали

впечатляющее интеллектуальное

с зеркальной поверхностной отделкой

офисное здание, являющееся важной

диаметром 150 мм и с толщиной стенок

достопримечательностью промышленного

2 мм использованы во всех системах

парка Сучжоу (Suzhou Industrial Park).

КОЛОНКА РЕДАКТОРА: ФОРМА И ФУНКЦИЯ

Прекрасные фасады из нержавеющей стали вот уже более 90 лет служат украшением самых культовых небоскрёбов мира. Но за элегантной наружностью скрываются серьёзная технология, улучшающая эффективность, внешний вид и способствующая устойчивому

Эмиссии CO2 во всём мире по секторам промышленности

На долю строительства и последующей эксплуатации зданий приходится 36% КЭТРИН ХУСКА (CATHERINE HOUSKA)

ГЛОБАЛЬНЫЙ АЛЬЯНС ЗА ЗДАНИЯ И СТРОЕНИЯ (GLOBAL ALLIANCE FOR BUILDINGS AND CONSTRUCTION)

развитию.

мирового потребления энергии и почти

Остальные 6% |

40% эмиссии парниковых газов. В Эксплуатация зданий 28%

Транспорт 23%

Промышленность 32%

Строительные материалы и строительство 11%

результате урбанизации большей части мира существующий фонд зданий и сооружений к началу 2060 г. вырастет ещё на 230 млрд квадратных метров площадей, что эквивалентно всему существующему сейчас фонду зданий и сооружений. От тщательного выбора материалов и проектных решений зависит нагрузка на окружающую среду. Поэтому использование

таких функциональных фасадов, как навесные стены, является грамотным подходом к строительству. Навесные стены защищают здание и его обитателей от неблагоприятных погодных условий, жары, шума, света, слепящего блеска и значительно повышают энергоэффективность. Не удивительно, что их популярность растёт. У архитекторов большой выбор материалов для навесных стен. Никельсодержащая нержавеющая сталь обеспечивает низкую теплопроводность и является идеальным материалом для строений, находящихся в агрессивной среде, или для не защищённых в архитектурном плане металлоконструкций. У неё превосходные затратно-стоимостные показатели полного жизненного цикла эксплуатации. В этом выпуске журнала «Никель» представлены великолепные примеры фасадов, вошедших в перечень самых культовых зданий мира, облицованных нержавеющей сталью. Взять, например, здание Крайслер-билдинг — изюминку архитектурного облика Нью-Йорка с 1930 г.

Во всём мире строительство зданий с повышенными эксплуатационными свойствами и проведение энергоэффективной модернизации фасадов существующих зданий, что включает и возведение навесных стен, несут в себе огромный потенциал энергосбережения. По оценке Международного энергетического агентства (International Energy Agency), экономия превышает всё конечное потребление энергии стран G20 в 2015 г. и равна почти 330 эксаджоулям совокупного энергосбережения в период до 2060 г. (1 эксаджоуль = 1018 джоулям). www.iea.org/etp/

Оно является доказательством того, что никельсодержащая нержавеющая сталь — больше, чем просто симпатичный фасад.

Клэр Ричардсон

Редактор журнала «Никель»

«НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г. | 3

03 04 06

08 11 12 14 15 15 16

Пример из практики № 18 Банк коммуникаций, г. Сучжоу Колонка редактора Форма и функция Никель. Занимательные факты

НИКЕЛЬ

Разработка и обновление проектно-конструкторских стандартов и норм проектирования для металлоконструкций из нержавеющей стали Преображение фасадов зданий и нержавеющая сталь Реставрация «Древа ветра» Стойкая нержавеющая сталь «НиРезист» — исключительная коррозиестойкость для спецоборудования Технические вопросы и ответы Низкое содержание углерода и свариваемость Новые публикации Выдержки из Универсальной системы обозначений металлов и сплавов Судно на Хадсон-Ярдс Новая достопримечательность Нью-Йорка

Звездный «Кибертрак» компании Tesla Электропикап футуристического дизайна «Кибертрак» компании Tesla больше похож на инопланетный вездеход, чем на автомобиль. Эффектный экзоскелет изготовлен из сверхпрочной холоднокатаной нержавеющей стали 30X для наивысшей прочности и долговечности. «Кибертрак» — он поступит в продажу в 2022 г. — будет производиться из всё той же марки нержавеющей стали 301 (UNS S30100), которая также используется ещё одной компанией Илона Маска (Elon Musk) SpaceX в их космическом корабле Starship. Марка 301 выбрана из-за её стоимости и эффективности, способности выдерживать и отражать высокие температуры. При использовании в условиях Земли она устойчива к деформации, повреждениям и долгосрочному коррозионному воздействию, обеспечивая максимальную защиту пассажиров. Трёхмоторная версия пикапа может за 2,9 сек. ускоряться до 60 миль в час (96,6 км/час). Она также может буксировать до 6500 кг груза.

КОМПАНИЯ TESLA

02

ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ФАКТЫ

СОДЕРЖАНИЕ

Журнал «Никель» издается Институтом никеля www.nickelinstitute.org

Авторы статей: Nancy Baddoo, Гари Коутс (Gary Coates), Catherine Houska, Christine Li, Гари Коутс (Gary Coates), Брюс МакКин (Bruce McKean), Гир Мо (Geir Moe), Ким Оукс (Kim Oakes), Одетт Зизолд (Odette Ziezold) Художественное оформление: компания Constructive Communications Публикация предназначена для общей информации читателя и не должна использоваться в практических целях без предварительной консультации специалиста. Несмотря на то, что, по мнению авторов, публикуемые технические сведения верны, Институт никеля, его члены, сотрудники и консультанты не гарантируют их пригодности для общего или специального использования и не несут никакой ответственности в связи с опубликованной здесь информацией.

ISSN 0829-8351 Отпечатано в Канаде на бумаге, изготовленной из вторичного сырья компанией Hayes Print Group. Графические материалы предоставлены: Обложка: ©David Churchill/arcaid.co.uk стр. 4 iStock©gchutka; стр. 9 iStock©dynasoar; стр. 10 iStock©Vera Tikhonova; стр. 11 ID 123688539 ©Hoywaii | Dreamstime.com ; стр. 12 iStock©MPKphoto

4 | «НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г.

ROYAL CANADIAN MINT

Д-р Хадсон Бейтс (Hudson Bates), президент Клэр Ричардсон (Clare Richardson), редактор communications@nickelinstitute.org

Благодаря новому эластокалорическому охлаждающему материалу технология охлаждения, используемая при заморозке и в многомиллиардной индустрии ОКВ (производство систем отопления-кондиционирования-вентиляции), близка к качественному рывку. Этим материалом является высокоэффективный и экологичный сплав с памятью формы, который можно легко приспособить для использования в устройствах большого размера. Разработанный международным коллективом под руководством профессора Ичиро Такеучи (Ichiro Takeuchi) совместно с Университетом Мэриленда новый охлаждающий материал представляет собой никель-титановый сплав, сформированный с помощью аддитивной технологии (объёмной 3-D печати). Он потенциально способен оказаться более эффективным, чем парокомпрессионное охлаждение, — технология, вот уже более 150 лет доминирующая на рынке и использующая химические хладоагенты, негативно влияющие на глобальное потепление. Новый охлаждающий материал всецело «зелёный». Профессор Такеучи занимался этой инновационной технологией около десяти лет, и вот теперь она на пороге коммерческого применения.

Водородное топливо экологичнее и дешевле

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, учёные из Австралии продемонстрировали, что для создания водородного топлива можно использовать всего лишь воду, железо и никель. Это дешевле и экологичнее традиционных методов расщепления КОМПАНИЯ MANSION YACHTS

воды. Команда исследователей из Технологического университета Суинберна (Swinburne University of Technology (UNSW)) и Университета им. Гриффита (Griffith University) смогла расщепить воду на водород и кислород, ускорить процесс

Плавающая новинка Это первая в мире яхта, полностью выполненная в нержавеющей стали. Эффектный дизайн и яркое легированное покрытие судна, названного «домом-яхтой» (Mansion Yacht), вызвали ажиотаж на 60-ой ежегодной международной выставке маломерных судов в Форт-Лодердейле. Модель с длиной корпуса 25,6 м, шириной 12,2 м и площадью в основании 840 м2 может вместить 149 человек. Четыре гидравлические стойки высотой 5,5 м, обладающие подъёмной силой в 500 т каждая, позволяют яхте подниматься в воде, тем самым придавая ей футуристический вид коттеджа, зависшего над водой. Семьдесят две солнечные батареи обеспечивают её «зелёной» энергией. В чём преимущество использования нержавеющей стали? «Она на четверть снижает расходы на техническое

химической реакции, использовав меньше энергии. Профессор Чуань Чжа (Chuan Zha) из Химической школы UNSW сказал: «(мы) покрываем электроды нашим катализатором для сокращения энергопотребления. На этом катализаторе существует тончайшая наноразмерная зона соприкосновения, где на атомном уровне встречаются никель и железо — это и становится активным местом расщепления воды. Именно здесь водород может быть отделён от кислорода и уловлен в качестве топлива, а кислород может быть выпущен в атмосферу как не оказывающий

обслуживание по сравнению с судном из стеклопластика», — сообщил Бруно Эдвардс

негативного воздействия на окружающую

(Bruno Edwards) из компании Mansion Yachts.

среду отход производства».

«НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г. | 5

ИЧИРО ТАКЕУЧИ (ICHIRO TAKEUCHI), УНИВЕРСИТЕТ МЭРИЛЕНДА (UNIVERSITY OF MARYLAND)

Эластокалорический охлаждающий материал

РАЗРАБОТКА И ОБНОВЛЕНИЕ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ СТРАНДАРТОВ И НОРМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

КОМПАНИЯ STANTON WILLIAMS C SEELE

Инженеры пользуются проектно-конструкторскими стандартами, чтобы ещё на предстроительном этапе убедиться в устойчивости сооружения и, тем самым, соблюсти национальные строительные нормы. По мере роста интереса к применению в сооружениях нержавеющей стали растёт и потребность во всеобъемлющих и экономически эффективных проектно-конструкторских стандартах использования нержавеющей стали в строительстве, и в этом году мы стали свидетелями небывалого всплеска активности в разработке таких международных норм проектирования. Проектноконструкторские стандарты для нержавеющей стали тесно связаны с существующими нормами проектирования для углеродистой стали, которые разнятся от страны к стране по философии подхода к стандарту, моделям проектирования, организации и способам подачи. В Европе все сооружения должны соответствовать стандартам Еврокодов — Общеевропейских строительных технических условий (кодексов). Версия второго поколения Еврокода на нержавеющую сталь находится в стадии подготовки. Она будет включать ряд значительных усовершенствований, в том числе нормы, учитывающие преимущества механического упрочнения. В неё будут также введены два класса прочности для упрощения выбора марки стали, а также будут полностью пересмотрены проектные нормы использования нержавеющей стали в условиях пожароопасности. Обновление проектно-конструкторских стандартов проводится для того, чтобы инженеры могли с уверенностью использовать все преимущества конструкционной нержавеющей стали.

6 | «НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г.

Институт никеля сыграл ключевую роль в поддержке разработки стандартов для нержавеющей стали в США. Американский институт по разработке стальных конструкций (The American Institute of Steel Construction (AISC)) пришёл к выводу о том, что наблюдаемый в США интерес к конструкционной нержавеющей стали заслужил подготовки отдельных всеобъемлющих норм проектирования — AISC 370, «Технические условия для зданий из конструкционной нержавеющей стали» (Specification for Structural Stainless Steel Buildings), которые должны выйти в 2021 г. Институт стальных конструкций

Великобритании (Steel Construction Institute) проводит вёрстку проекта с учётом мнений исследователей и экспертов из Европы, Китая и США. Одновременно радикально пересматриваются Технические условия ASCE 8-02 Американского общества инженеров гражданского строительства (American Society of Civil Engineers) «Проектирование холоднодеформированных структурных компонентов из нержавеющей стали» (Design of Cold-Formed Stainless Steel Structural Members) — их содержание расширяется и включает дуплексные нержавеющие стали, а проектно-конструкторские стандарты пересматриваются. Публикация новой версии ожидается в 2021 г. В Китае тоже занимаются обновлением стандартов — в 2015 г. были опубликованы первые китайские нормы проектирования для металлоконструкций из нержавеющей стали — CECS 410. Сейчас проводится их пересмотр с фокусом на разработку детальных проектно-конструкторских стандартов для сварных швов и монтажных соединений на болтах, а также норм проектирования сейсмических конструкций.

ДЖЕК ХОБХАУС (JACK HOBHOUSE)

КОМПАНИЯ STANTON WILLIAMS C SEELE

ДЖЕК ХОБХАУС (JACK HOBHOUSE)

Повышая стандарты в метрополитене Лондона Примером новых сооружений из нержавеющей стали являются два кристаллоподобных вестибюля на транспортно-пересадочном узле ТоттенхамКорт-Роуд (Tottenham Court Road) — реконструированной действующей станции лондонского метрополитена и новой станции скоростной железной дороги Кроссрейл (Crossrail).

металлоконструкциями из нержавеющей стали (650 м). Соображением первостепенной важности при выборе подходящего сплава нержавеющей стали были показатели ресурса

Строительство большего по размеру южного

прочности, свариваемость и способность

вестибюля высотой 15 м было завершено в

формирования рёбер минимального

2015 г., а северный вестибюль высотой 9,5 м

радиуса. Для конструкционных элементов

был открыт два года спустя. При разработке

более высокого вестибюля использована

дизайна рамного набора из стекла и каркаса

дуплексная марка 2205 (UNS S32205) из-за

из композитной нержавеющей стали

её исключительной прочности, в два раза

инженеры-проектировщики из компании

превышающей прочность марки 3161

Expedition тесно сотрудничали с компанией-

(S31603). В северном вестибюле применена

подрядчиком Seele, занимающейся

марка 316L, поскольку при более лёгкой

производством специализированного

формовке она обладает достаточной

стекла. Структура состоит из 1100 кв. м.

для действующей нагрузки прочностью.

ламинированного ударопрочного

Отделочные накладки обоих вестибюлей

стекла, поддерживаемого несущими

выполнены из марки 316L.

Спроектированные архитекторами компании Stanton Williams конструкции из стекла пропускают дневной свет в расположенное внизу помещение станции. Ночью они освещены, создавая эффектное защищённое пространство. Две конструкции вестибюлей разделены диагональной полосой стеклянных вставок в тротуарах, что также позволяет дневному свету проникать в расположенный внизу кассовый зал станции.

«НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г. | 7

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ ПРЕОБРАЖАЕТ ФАСАДЫ ЗДАНИЙ Среди материалов, широко применяемых в фасадах зданий, нержавеющая сталь является относительным новичком. Никельсодержащие нержавеющие стали использовались с начала двадцатого века и с тех пор проявляли себя исключительно хорошо — взять хотя бы небоскрёб Крайслер-билдинг в Нью-Йорке (1930 г.), в котором использована марка 302 (UNS S30200). Ведущие архитекторы компании Pelli Clarke Pelli Architects, Inc. (PCPA) вот уже 30 лет используют в проектах фасадов зданий нержавеющую сталь. «Фасады зданий из нержавеющей стали оказывают сильное визуальное воздействие и придают зданиям впечатляющие внушительность и блеск, продолжая выглядеть новыми даже с течением времени, — объясняет архитектор Джи Чжан (Jie Zhang), возглавляющий шанхайское отделение компании PCPA. — Однако успешное применение нержавеющей стали в фасадах зданий зависит от наличия соответствующего бюджета, тщательной проработки проекта, выбора технических характеристик, а также высокой точности изготовления и качества строительства». Здесь представлен ряд проектов PCPA, использовавших разные методы применения нержавеющей стали в фасадах зданий, отражающих возможности и сложности работы с нержавеющей сталью.

Здание Уан-Кэнада-Сквер (One Canada Square) положило начало использованию рельефных финишных отделок в фасадах сверхвысоких небоскрёбов.

8 | «НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г.

Уан-Кэнада-Сквер (One Canada Square), первый лондонский небоскрёб и главное здание делового квартала Канэри-Уорф (Canary Wharf) высотой 235 м, возносится простой квадратной призмой, увенчанной пирамидальной вершиной. Завершённая в 1992 г., эта башня чёткой и мощной формы является градообразующим памятником архитектуры нового района города, ставшего ещё одним финансовым центром Лондона. Команда проектировщиков выбрала нержавеющую сталь марки 316L (S31603) с рельефной финишной отделкой в виде льняной поверхности простого плетения, позже получившей наименование «кембрик».

Здание Уан-Кэнада-Сквер положило начало использованию рельефных финишных отделок в фасадах сверхвысоких небоскрёбов. Финиш в стиле «кембрик» обеспечил высокостабильную гладкость поверхности, глянец и направленность отражения панелей, что подчеркнуло архитектурный дизайн. А далее, за навесными стенами, нержавеющая сталь была также применена в вестибюле башни, козырьках, нависающих элементах и в общественных местах. Сейчас этот небоскрёб, простоявший уже почти тридцать лет, стал одной из самых известных достопримечательностей Лондона. Башни Петронас (Petronas Towers) в КуалаЛумпуре, возведённые в этот же период, когда-то были самыми высокими башнямиблизнецами в мире. Это строение является градообразующим элементом городского центра. Для того, чтобы создать уникальный дизайн в малайзийском стиле, команда проектировщиков черпала вдохновение из исламской культуры, климата КуалаЛумпура и традиционного малайзийского искусства. В основе проекта планировки башен-близнецов — два наложенных друг на друга квадрата, формирующих восьмиконечную звезду, — узор, часто встречаемый в предметах исламского народного промысла. По мере подъёма конструкция зданий 6 раз отступает ступенчатым образом, и на каждом уступе стены слегка наклонены наружу. Эта сложная техника использована для того, чтобы отдать дань уважения традиционному малайзийскому архитектурному стилю. Дизайн фасада должен был отражать

Дизайн башен Петронас (Petronas Towers) в Куала-Лумпуре отдаёт дань уважения традиционному малайзийскому архитектурному стилю.

как современность, так и непреходящее очарование традиций. Каркас башен-близнецов обёрнут стеклянными навесными стенами — панелями и структурными компонентами из нержавеющей стали марки 316 (S31600), мягко отражающими солнечный свет. Нержавеющая сталь используется в устройствах солнцезащиты как составная часть экологичного дизайна, призванного нивелировать большой угол падения солнечных лучей в данном регионе. Вдобавок нержавеющая сталь использована в панели перемычки и в структурных ограждениях колонн на вершине башни, придавая несокрушимое величие и жизнеспособность всему зданию. Центр Чхёнкхон-сентер (Cheung Kong Center), строительство которого было

завершено в 1999 г., является примером замечательного диалога архитектурного объёмно-пространственного решения (очертания, форма и размер) и детализации. Здание выделяется на фоне своих соседей, приняв простую форму высокой и пропорциональной квадратной призмы. Навесная стена представляет собой отражающее стекло, модулированное охватывающей решёткой из нержавеющей стали. Плотная сетка интегрированных светильников на фасаде здания позволяет сетчатому узору из нержавеющей стали мягко светиться в ночи, меняя свой цвет и дизайн во время праздников. Здесь были использованы три разных финишных отделки нержавеющей стали марки 316L — «кембрик», тонкий финиш № 4 с низкой

«НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г. | 9

© 2020 КОМПАНИЯ PELLI CLARKE PELLI ARCHITECTS

шероховатостью и матирование стеклянной

сталелитейных компаний мира. Меняющийся

дробью.

фасадный дизайн обогащает разнообразие

Новая штаб-квартира китайской сталелитейной компании Baowu Steel Group, расположенная на территории бывшей всемирной выставки World Expo в Шанхае, является одним из самых высоких зданий в данном районе. Это здание играло ключевую роль в перепланировке и новой застройке данной территории. Оно должно Слева направо: Центр Чхёнкхон-сентер (Cheung Kong Center) — навесная стена представляет собой отражающее стекло, модулированное охватывающей решёткой из нержавеющей стали. Новая штаб-квартира сталелитейной компании Baowu Steel Group обёрнута панелями из нержавеющей стали марки 316L с высокопрочным стеклом и солнцезащитными экранами. Башня Баоди-Плаза (Baodi Plaza) — в фасадах широко применяется полированная и рельефная нержавеющая сталь для придания зданию блеска внушительности и долговечности.

было иллюстрировать характерные черты

применяется полированная и рельефная нержавеющая сталь для придания зданию блеска внушительности и долговечности. Вертикальная и горизонтальная решётки, два метода исполнения деталей, плоские и лаконичные фасады представляли собой сложную задачу для производства панелей и строительства. Проектная группа тесно сотрудничала с

корпорации Baowu Steel Group. Системы

клиентом, поставщиками и подрядчиком в

ограждений каждого здания демонстрируют

выработке решений по деталям, таким как

два вида навесных стен. Уличный торец

нюансы направленности зерна, предельный

всех зданий обёрнут «твёрдым панцирем»

радиус сопряжения на сгибах и методы

из панелей, выполненных в нержавеющей

фиксации с использованием дублирующих

стали марки 316L с финишной поверхностью

несущих балок.

«кембрик», высокопрочного стекла и

Компания PCPA считает, что выдающиеся

солнцезащитных экранов. Специальные

дизайнерские решения не должны

элементы, хозяйственно-бытовые

ограничиваться фирменным стилем, но,

сооружения и закруглённые углы зданий

наоборот, должны рождаться в тесном

обёрнуты более открытым глянцевым

сотрудничестве с клиентом и в глубоком

«мягким панцирем» из высокопрочного

уважении к экологическому, экономическому

стекла. Материал для производства нержавеющей стали для панелей был произведён компанией Baosteel в Китае — компания Baowu Steel Group впервые

10 | «НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г.

архитектурного решения. В фасадах широко

и социальному содержанию проекта. Джи Чжан добавляет: «В практике применения нержавеющей стали в дизайне фасадов зданий все шаги — от концептуального

произвела его для архитектурных целей.

дизайна до материального воплощения —

Башня Баоди-Плаза (Baodi Plaza), штаб-

дополняют друг друга в обеспечении

квартира компании Baosteel в г. Гуанчжоу,

успеха проекта. Неподвластная времени

делает акцент на простоту и элегантность. Как

архитектура рождается из глубокого

и в здании шанхайского головного офиса, этот

понимания прошлого в сочетании с

проект демонстрирует фасады из нержаве-

дерзновенным стремлением к будущему».

ющей стали марки 316L, отражающие статус

А никельсодержащие нержавеющие стали

компании Baosteel как одной из крупнейших

обеспечивают долговечность здания.

ПАТРИК РЕЙНОЛДС (PATRICK REYNOLDS)

ДРЕВО ВЕТРА ВОЗРОЖДЕНИЕ СКУЛЬПТУРЫ

Скульптура «Древо ветра» (Wind Tree) работы Мичио Ихара (Michio Ihara) была установлена в Парке королевы Елизаветы (Queen Elizabeth Park) в Окланде, Новая Зеландия, в 1977 г., а затем в 2011 г. она была перевезена на новое место в район Wynyard Quarter, расположенный близ окландской гавани. Её фермы-«кисти» вновь закачались на ветру, а находящийся внизу бассейн посылал сквозь них вверх отражённые блики света. В 2014 г. проверка выявила коррозионное

Была проведена оценка различных вариантов

растрескивание на нескольких сварных узлах

исполнения узлов, и выбранный вариант

ферм, изготовленных из нержавеющей стали

был отправлен на одобрение скульптора

марки 316 (S31600).

Ихара, чтобы убедиться в том, что новый

Дальнейшее обследование проржавевшей

вариант исполнения узлов не изменил

поверхности трещин установило наличие

художественных черт скульптуры. Швы узлов

усталостных бороздок, коррозионного

нового дизайна были сделаны с помощью

повреждения и остаточного потускнения

сварки вольфрамовым электродом в среде

металла от высоких температур во время

инертного газа в категории FA стандарта

сварки — всё это является факторами, указывающими на возникновение коррозионной усталости. Прибрежное месторасположение «Древа ветра» относится к категории суровых морских сред с находящимися в атмосфере агрессивными

AS/NZS 1554:6:2012. Швы подверглись химической очистке для удаления цвета побежалости и механической полировке с обработкой поверхности до класса шероховатости 600.

ионами хлоридов, влияющими на появление

В 2018 г. наиболее повреждённые фермы

коррозионной усталости металла.

были заменены фермами нового дизайна,

Трещины в сварном шве и коррозия оказались серьёзными, поэтому были проведены временные ремонтные сварочные работы на некоторых узлах

В 1977 г. низкоуглеродистая нержавеющая сталь марки 316L в конструкциях широко не использовалась. Технологический прогресс в сталелитейном производстве сделал нержавеющую сталь сорта «L» общедоступной. Марка 316L подобным же образом обеспечит сохранность и коррозионную стойкость произведения искусства в будущем.

изготовленными из нержавеющей стали марки 316L (S31603). Шесть месяцев спустя новые фермы были проверены — растрескивания и коррозии в них

ферм. Окландский городской совет принял

обнаружено не было. Остальные 39 ферм

решение о реставрации «Древа ветра» для

были заменены в 2019 г. Ихара назвал это

обеспечения безопасности.

«возрождением скульптуры».

«НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г. | 11

«НИРЕЗИСТ» ИСКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ КОРРОЗИЕСТОЙКОСТЬ ДЛЯ СПЕЦОБОРУДОВАНИЯ Только 9% никелевой продукции используется в легированных сталях и литье, но значение этих материалов огромно. Они придают особые свойства специализированному и зачастую критически важному оборудованию. Представителями таких материалов являются чугуны Ni-Resist («НиРезист»), содержащие до 36% никеля. Их сопротивляемость коррозии и изломостойкость, превосходящие серый литейный чугун, делают эти материалы необходимыми для производства насосного оборудования, а непревзойдённые сопротивляемость окислению и жаропрочность делают их идеальными для поршневых колец.

структура обеспечивает повышенные

За формирование стабильной аустенитной микроструктуры, подобной микроструктуре аустенитной нержавеющей стали, отвечает никель. Аустенитная

подразделяется на два типа — сплавы с

жаропрочность и коррозиестойкость по сравнению с аналогичными показателями нелегированных или низколегированных серых литейных чугунов и ковких чугунов. Литейные свойства чугунов «НиРезист» сравнимы с подобными свойствами серых литейных и ковких чугунов — они легко поддаются механической обработке и сварке. Более детально эти полезные свойства показаны в Табл. 1. Семейство наличием углерода в виде чешуйчатого графита (ЧГ) и пластичные сплавы со сфероидальным графитом (СГ). Оба типа

Таблица 1: Полезные свойства сплавов «НиРезист» Коррозиестойкость

В солевых растворах, морской воде, среднекислых средах, щелочах и буровых водах нефтеносных районов, как бессернистых, так и сернокислых, сплавы «НиРезист» демонстрируют более высокую коррозиестойкость по сравнению с коррозиестойкостью обычных и низколегированных чугунов.

Износостойкость

Гильзы цилиндров, поршни, противоизносные компенсационные кольца и гильзы, подшипники, сальники и другие металлические части, трущиеся о металл, отлиты из сплавов «НиРезист». Они обладают великолепной стойкостью к задирному износу.

Эрозионная стойкость

Жидкости с механическими примесями, такие как шламы, в высшей степени агрессивны для большинства металлов. Сплавы «НиРезист» предлагают сочетание коррозионной и эрозионной стойкости, превышающей эти же свойства литейных чугунов, ковких чугунов и стали.

Пластичность

Сплавы «НиРезист» намного превосходят литейный чугун, особенно при низких температурах.

Термостойкость

Сплавы СГ применяются при температурах, доходящих до 1050 °C (1930 °F), из-за более высокой термостойкости по сравнению со сплавами ЧГ. Сплавы ЧГ редко используются при температурах, превышающих 315 °C (600 °F). Все сплавы «НиРезист» обладают относительно низкой степенью окисления в воздушной среде. Возникающие в результате окислы крепко прилипают к поверхности сплавов, со временем ещё сильнее снижая степень окисления.

12 | «НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г.

Таблица 2: Относительный состав некоторых заслуживающих внимания сплавов «НиРезист»

Тип

UNS

Ni

Cr

Si

Cu

Mn

C max

Прочность при растяжении МПa (кфунт/кв.дюйм)

Прочность при сжатии МПa (кфунт/ кв.дюйм)

Удлинение %

Сплавы «НиРезист» с углеродом в виде чешуйчатого графита (ASTM A436) 1

F41000

15.5

2

2

6.5

1

3.0

170-210 (24-30)

700-840 (100-120)

2

2

F41002

20

2

2

0.5 max

1

3.0

170-210 (24-30)

700-840 (100-120)

2

5

F41006

35

0.1 max

2

0.5 max

1

3.0

120-180 (17-26)

560-700 (80-100)

2

Тип

UNS

Ni

Cr

Si

Cu max

Mn

Предел Прочность при текучести растяжении МПa МПa (кфунт/кв. УдлинеC max (кфунт/кв.дюйм) дюйм) ние %

Сплавы «НиРезист» с углеродом в виде сфероидального графита (ASTM A439) D-2B

F43001

20

3

2

0.5

1

3.0

370-480 (53-69)

210-250 (30-36)

7-20

D-2M

-

21

0.1

2

0.5

4

2.6

440-480 (63-69)

210-240 (30-34)

13-18

D-5S

-

36

2

5.2

0.5

1.0 max

3.0

370-500 (53-71)

200-290 (29-41)

10-20

одинаковы по своему химическому составу

микроструктуры этих чугунов показаны на

за исключением небольшой присадки

Рис. 1 и Рис. 2.

графит в сфероидальную форму, что обеспечивает более высокие показатели прочности, пластичности и стойкости к воздействию повышенных температур.

Состав некоторых из самых заслуживающих внимания марок приведён в Табл. 2, а особые полезные свойства указаны в Табл. 3. Сплавы «НиРезист» великолепно ведут

Тем не менее более дешёвые типы ЧГ с

себя в самых тяжёлых условиях, о чём и

меньшими литейными проблемами и

говорит их наименование («резист» —

лучшей механической обрабатываемостью

сопротивляться, устоять против чего-либо,

тоже находят своё применение. Типичные

не поддаваться).

Таблица 3: Заслуживающие внимания сплавы «НиРезист» НиРезист 1

Хорошая коррозиестойкость с хорошей умеренной термостойкостью и износостойкостью. Используется в насосах, клапанах и особенно в поршневых кольцах и продукции, в которой необходима износостойкость.

НиРезист 2

Повышенное содержание никеля делает этот сплав более устойчивым к коррозии в щелочных средах — он применяется в оборудовании, имеющем дело с мылом, целлюлозой и пластмассами.

НиРезист 5

Самый низкий коэффициент теплового расширения у сплавов «НиРезист». Обеспечивает стабильность параметров деталей станков, фасонных матриц, инструментов и патрубов для компенсации температурного расширения.

D-2B

Хорошая сопротивляемость коррозии, коррозии-эрозии и фрикционному износу; используется при температурах до 760 °C (1400 °F) в таком оборудовании, как насосы, компрессоры, корпуса турбонагнетателей и коллекторы выхлопных газов.

D-2M

Сохраняет прочностные свойства в температуре окружающей среды до -170 °C (-275 °F). Это достигается с помощью марганцевых присадок. В основном используется в холодильном и криогенном оборудовании.

D-5S

Низкий коэффициент теплового расширения и окисления при температурах до 1050 °C (1925 °F) с хорошей стойкостью к тепловому удару. Используется в газовых турбинах, корпусах турбонагнетателей и коллекторах выхлопных газов.

Рис. 1 Типичная микроструктура сплавов «НиРезист» с наличием углерода в виде сфероидального графита

Разгрузочное угловое колено для трёхкорпусных выпарных установок для производства калия, изготовленное из марки 2b по классификации ASTM A436 (2900 кг)

КОМПАНИЯ HIGHLAND FOUNDRY LTD.

магния, которая в сплавах СГ преобразует

Рис. 1 Типичная микроструктура сплавов «НиРезист» с наличием углерода в виде чешуйчатого графита

«НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г. | 13

СПРОСИ ЭКСПЕРТА ПОПУЛЯРНЫЕ ВОПРОСЫ НА САЙТЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ИНСТИТУТА НИКЕЛЯ

В О

В: Улучшается ли свариваемость благодаря низкому содержанию углерода в аустенитных

Гир Мо (Geir Moe), лицензированный инженер, является координатором Службы технической консультации Института никеля. Наряду с другими специалистами-материаловедами, находящимися в разных странах мира, Гир Мо помогает конечным пользователям и спецификаторам никельсодержащих материалов, заинтересованным в получении технической помощи. Для того, чтобы пользователи с уверенностью применяли никель, эта команда всегда готова бесплатно предоставлять технические консультации по широкому ряду тем, таких, например, как нержавеющие стали, никелевые сплавы и никелирование

О: Нет. Цель низкого содержания углерода в

сварке углеродистой стали и ведёт к

сталях марки “L” (<0,03%) — предотвратить

заблуждению, что низкое содержание

формирование во время сварки вредоносного

углерода в марках “L” также влияет на

количества карбидов хрома. Эти карбиды

свариваемость и никельсодержащей

могут связать значительную часть хрома, тем

аустенитной нержавеющей стали. Однако

самым истощая хром вдоль границ зёрен и

в аустенитной нержавеющей стали никель

потенциально ухудшая сопротивляемость

стабилизирует микроструктуру при любой

коррозии, что может привести к

температуре, поэтому в результате сварки

межзёренной коррозии, как показано

микроструктурных изменений в свариваемой

на Рис. 1. Низкое содержание углерода

области не происходит.

характерно для всех нержавеющих сталей — оно обеспечивает их антикоррозионные свойства, — и, таким образом, межзёренная коррозия, возникающая в результате сварки, редко наблюдается в нержавеющих сталях.

«НИКЕЛЬ»

Напротив, содержание углерода

WWW.NICKELINSTITUTE.ORG

влияет на свариваемость углеродистой стали. Углеродистая сталь при повышенных температурах претерпевает Аустенитная микроструктура устойчива при температурах, превышающих ~727 °C (1340 °F), тогда как ниже этой температуры

800

устойчивой микроструктурой является

C = 0.05

феррит. Однако при быстром охлаждении

700

аустенита возникает менее пластичная микроструктура, называемая мартенситом.

600 0.2

0.5 1.0

5

10

50 100

500 10000

Время, минуты

Рис. 1: Время, необходимое для формирования вредоносного количества карбидов хрома, намного дольше для марок “L”, содержащих 0,03% C.

14 | «НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г.

ЖУРНАЛ

0,03%, не влияет на саму свариваемость.

Содержание углерода, будь то выше или ниже

микроструктурные изменения.

900

Посетите сайт: inquiries.nickelinstitute.org

О Н Л А Й Н

ИСТОЧНИК: СПРАВОЧНИК ПО КОРРОЗИИ КОМПАНИИ AVESTA SHEFFIELD, ИЗД. 8 (AVESTA SHEFFIELD CORROSION HANDBOOK, 8TH EDITION)

нержавеющих сталях марки “L”, таких как 304L или 316L?

Содержание в углеродистых сталях углерода >0,30% особенно проблематично и требует предварительного нагрева для уменьшения диапазона охлаждения, чтобы воспрепятствовать формированию мартенсита. Именно эта проблема при

ПОДПИШИТЕСЬ бесплатно на журнал «Никель». При появлении нового выпуска на сайте вы будете получать уведомление по электронной почте www.nickelinstitute.org ЧИТАЙТЕ журнал «Никель» онлайн на нескольких языках www.nickelinstitute.org/library/ ИЩИТЕ ПРЕДЫДУЩИЕ НОМЕРА журнала «Никель» в архиве онлайн, начиная с июля 2009 г. www.nickelinstitute.org/library/ СЛЕДИТЕ ЗА НОВОСТЯМИ О НАС в Твиттере Twitter @NickelInstitute ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ к нам на сайте LinkedIn (ЛинкдИн) — зайдите на страничку Института никеля СМОТРИТЕ видеоролики о никеле на канале Института никеля на YouTube www.youtube.com/user/NickelInstitute

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ Выбор сплава для работы в азотной

некоторые способы их промышленного

кислоте (10075) — в работе рассматривается

применения. Около 75% производимой

корродирующее влияние азотной

азотной кислоты используется в

кислоты в разных концентрациях. Здесь

производстве нитратных удобрений.

описывается самый распространённый

Эта полностью переработанная техническая

процесс производства азотной

публикация Института никеля — полезное

кислоты, коррозиестойкость различных

руководство для инженеров-материаловедов.

никельсодержащих и иных сплавов к

Эту публикацию можно бесплатно

воздействию азотной кислоты, а также

загрузить с сайта www.nickelinstitute.org

ОБНОВЛЁННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ Обновлённые технические публикации Институт никеля обновил 30 объёмных технических публикаций, изначально изданных ещё компанией ИНКО (International Nickel Company - INCO) и Американским институтом железа и стали (American Iron and Steel Institute (AISI)). Особенно популярные публикации, такие как изданная INCO «Коррозиестойкость никельсодержащих сплавов в серной кислоте и родственных соединениях» (The Corrosion Resistance of Nickel-Containing Alloys in

DESIGN GUIDELINES CORROSION FOR THE SELECTION CORROSION CORROSION OF ANDRESISTANCE USE OF RESISTANCE OF STAINLESS STEEL RESISTANCE STAINLESS STEEL NICKELSTEELS AND NICKEL-OF STAINLESS NICKEL AND NICKELMEMBRANE NICKELROOF AND NICKELMEMBRANE ROOF CONTAINING ALLOYS CONTAINING ALLOYS A DESIGNERS’ CONTAINING HANDBOOK SERIES ALLOYS IN HYDROCHLORIC A DESIGNERS’ HANDBOOK SERIES 9014 NOHYDROGEN A DESIGNERS’IN HANDBOOK SERIES INHYDROCHLORIC HYDROCHLORIC ACID, NOHYDROGEN 9034 ACID, 9034 AND NOHYDROGEN ACID, CHLORIDE CHLORIDE AND CHLORIDE AND CHLORINE (CEB-3) CHLORINE CHLORINE(CEB-3) (CEB-3)

Sulphuric Acid and Related Compounds) и публикация AISI «Рекомендации по выбору и применению нержавеющих сталей в проектировании» (Design Guidelines for the Selection and Use of Stainless Steels), предоставляют необходимую техническую информацию инженерам и конечным пользователям. Улучшено качество электронных изданий, и все публикации стали доступны для контекстного поиска.

A PRACTICAL GUIDE TO THE USE A PRACTICAL GUIDE TO THE USE OF ANICKEL-CONTAINING ALLOYS PRACTICAL GUIDE TO THE USE OF NICKEL-CONTAINING ALLOYS 279 NO ALLOYS OF NICKEL-CONTAINING NO 279 NO 279

Produced by ProducedIRON by AMERICAN Produced by AND STEEL INSTITUTE AMERICAN IRON AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE AND STEEL INSTITUTE

Эти публикации можно бесплатно загрузить с сайта www.nickelinstitute.org

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

Distributed by Distributed NICKEL by Distributed INSTITUTE NICKEL by NICKEL INSTITUTE INSTITUTE

Distributed by Produced by Distributed NICKEL by Distributed Produced by INCO INSTITUTE NICKEL by Produced by NICKEL INCO INSTITUTE INCO INSTITUTE

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ (весовой в %) сплавов и нержавеющих сталей, упомянутых в данном выпуске журнала «Никель»

UNS

C

Cr

Fe

Mn

Mo

N

Ni

P

S

Si

S30100 p. 4

0.15 max.

16.018.0

bal.

2.00 max.

-

0.10 max.

6.08.0

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

S30200 p. 8

0.15 max.

17.019.0

bal.

2.00 max.

-

0.10 max.

8.010.0

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

S30403 p. 14

0.03 max.

18.020.0

bal.

2.00 max.

-

-

8.012.0

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

S31600 p. 9, 11

0.08 max.

16.018.0

bal.

2.00 max.

2.003.00

-

10.014.0

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

S31603 p. 2, 7, 8, 10, 11, 14, 16

0.03 max.

16.018.0

bal.

2.00 max.

2.003.00

-

10.014.0

0.045 max.

0.030 max.

1.00 max.

S32205 p. 7, 16

0.030 max.

22.023.0

bal.

2.00 max.

3.003.50

0.140.20

4.506.50

0.030 max.

0.020 max.

1.00 max.

«НИКЕЛЬ», Т. 35, № 1, 2020 Г. | 15

ФОТОГРАФИИ СДЕЛАНЫ МАЙКЛОМ МОРАНОМ (MICHAEL MORAN) ДЛЯ СООТВЕТСТВУЮЩИХ КОМПАНИЙ

СУДНО НА ХАДСОН-ЯРДС Хадсон-Ярдс (Hudson Yards) в г. Нью-Йорке — самый большой по площади район новой частной застройки в США. Первая его очередь была введена в строй в 2019 г., и эффектная интерактивная скульптура The Vessel («Судно») стала визуальным центром притяжения этого района. Назначение спроектированной Томасом Хизервиком (Thomas Heatherwick) и его архитектурным бюро Heatherwick Studio новой уникальной 46-метровой (150 футов) достопримечательности — служить обзорной площадкой во время пешего подъёма, чтобы посетители могли с её высоты любоваться восхитительной панорамой города. Внешний вид конструкции цвета красной бронзы был достигнут с помощью изготовленного по специальным техническим требованиям покрытия, нанесённого методом осаждения паров в условиях вакуума на отполированную до зеркального блеска никельсодержащую нержавеющую сталь марки 316L (S31603) общим весом более 45 тонн.

Опорная поверхность основания The Vessel минимальна, но чем выше вверх по вертикали, тем больше его ширина.

16 «НИКЕЛЬ», | «НИКЕЛЬ»,Т. Т.35,35,№№1,1,2020 2020Г. Г.

Напоминая бесконечную парадоксальную лестницу с литографии голландского художника-графика М. К. Эшера, 154 замысловато переплетённых лестничных пролёта скульптуры The Vessel и 80 лестничных площадок позволяют посетителям взобраться наверх. Было важно, чтобы лестница и с течением времени сохраняла свою красоту и казалась лёгкой, отвечая при этом всем прочностным требованиям. Трубчатые балюстрады

пропускают ненавязчивое вечернее освещение. Они изготовлены из почти 80 тонн высокопрочной никельсодержащей нержавеющей стали марки 2205 (S32205) с финишным покрытием, произведённым с помощью абразивно-струйной обработки. Для посетителей с ограниченными физическими возможностями есть лифт, выполненный в ажурных переплетениях нержавеющей стали и стекла.