Нержавеющий или оцинкованный крепеж: что лучше?

Крепеж из нержавеющей и оцинкованной стали ценится за прочность и стойкость к коррозионному разрушению. Однако некоторых покупателей отпугивает высокая цена изделий из нержавейки. При этом производители утверждают, что она полностью оправдывается улучшенными эксплуатационными характеристиками деталей из этих сплавов по сравнению с оцинкованным крепежом.

Так ли это на самом деле? Стоит ли переплачивать за нержавеющую сталь или разумнее сделать выбор в пользу более доступной по стоимости оцинковки? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Нержавеющий крепеж: плюсы и минусы

Главным химическим элементом, по которым отличают нержавейку от углеродистой стали, является хром. Обычный процент этого ингредиента в сплаве, состоящем также из железа и углерода, начинается от 10,5 % и может доходить до 24 % в зависимости от марки. Например, в резьбовом крепеже (болты, гайки) для придания коррозионной стойкости содержание хрома должно быть не менее 17 %. Для усиления антикоррозийных свойств в составе материала могут присутствовать никель, молибден, селен, марганец и другие добавки. Жаростойкие нержавеющие сплавы содержат до 24 % хрома.

Хром отвечает за образование на поверхности крепежа невидимой, но прочной пассивирующей пленки оксида хрома, которая не исчезает со временем. Она защищает метиз от коррозионного разрушения и, что крайне важно, самовосстанавливается при малейших повреждениях. Это гарантирует длительную эксплуатацию крепежных элементов в самых сложных условиях.

Преимущества крепежа из нержавеющей стали

Нержавеющий крепеж демонстрирует целый ряд эксплуатационных достоинств:

• Максимальная устойчивость к коррозии. Нержавейка отлично противостоит воздействию высокой влажности, солей, кислот, щелочей, что обеспечивает долговечность метизов даже в агрессивных химических и климатических условиях.
• Механическая прочность. Крепежи выдерживают серьезные статические и динамические нагрузки, не деформируются при вибрациях и ударах.
• Экологическая и санитарная чистота. Нержавеющая сталь не выделяет вредных веществ, может безопасно применяться во всех областях, включая пищевую промышленность и медицину.
• Эстетика. Нержавеющие изделия сохраняют привлекательный вид и зеркальный блеск на протяжении десятилетий, не мутнеют и не темнеют
• Минимальные требования к обслуживанию. Отсутствует необходимость в регулярной антикоррозионной обработке.

Даже при эксплуатации в сложных условиях крепеж может прослужить до 50 лет без существенного ухудшения характеристик.

Недостатки нержавеющего крепежа

Несмотря на внушительный перечень положительных свойств, у нержавейки есть и свои ограничения:

• Высокая стоимость по сравнению с метизами из обычной стали, даже с учетом затрат по нанесению цинкового или другого защитного покрытия.
• Повышенная пластичность. Предел текучести крепежа из нержавейки ниже, чем у оцинкованных углеродистых марок сталей при одинаковой прочности на разрыв.

Также нержавеющие резьбовые соединения имеют склонность к заклиниванию (заеданию резьбы) при сборке без применения специальных смазочных материалов.

Разновидности нержавеющей стали

Для производства крепежа используются различные марки нержавеющей стали.

• Аустенитные сплавы. Имеют в составе не менее 18 % хрома и более 8 % никеля. Именно такая сталь применяется в большинстве крепежей (около 70 % всего производимого объема) благодаря сочетанию пластичности, устойчивости к коррозии и достаточной прочности. Из аустенитной нержавейки производятся болты, гайки, шайбы, винты, саморезы, штифты, используемые в машиностроении, на стройке, в пищевой отрасли.

Самая распространенная марка — А2 (пищевая), аналоги: AISI 304, 12Х18Н10 (ГОСТ), 1.4301(DIN). Сплав идеально подходит для работы с пищевыми продуктами и в условиях высокой влажности.

Более устойчивый к агрессивным средам — сплав А4 (аналоги: AISI 316/1.4401/03Х17Н14М2). В него добавлен молибден в количестве 2–3 %. Он позволяет стали противостоять воздействию кислот, хлора, солей. Крепежи из такой нержавейки нашли широкое применение при строительстве морских и химических объектов.

Производители маркируют метизы в зависимости от класса прочности и химического состава. Например, изделия типа А2-70 гарантируют высокую прочность и устойчивость к коррозии, что актуально для строительных работ на открытом воздухе или во влажных помещениях.

• Мартенситные марки. Содержат больше углерода, а также добавки вольфрама и хрома. Благодаря этому отличаются высокой твердостью, жаропрочностью и используются для изготовления крепежа, который работает при значительных механических нагрузках или в средах с высокой температурой.
• Ферритные сплавы. Обладают более высоким содержанием углерода, чем у мартенситных сталей. Крепеж из этих сплавов очень прочный и твердый, встречается редко и обычно используется для узкоспециальных целей.

Оцинкованный крепеж

Под этим термином подразумеваются изделия, изготовленные из конструкционной стали, покрытые снаружи защитным цинковым слоем. Такой подход позволяет существенно увеличить стойкость к ржавчине и разрушению металлических поверхностей при достаточно умеренной себестоимости. Ведь основная цена формируется за счет недорогой основы, а цинковый барьер лишь защищает металл от агрессивного воздействия.

Методы цинкования крепежа

Существует несколько технологий, каждая из которых придает определенные эксплуатационные качества метизу:

• Горячее цинкование — изделия погружаются в ванну с расплавленным цинком при 450 °C. В результате на поверхности формируется равномерное покрытие толщиной 70–120 мкм, обеспечивающее надежную защиту на долгие годы.
• Гальваническое цинкование — цинковый слой наносится с помощью электролиза, что гарантирует более тонкую (4–20 мкм), но визуально аккуратную поверхность; такие изделия имеют привлекательный глянец, однако защитный эффект ограничен.
• Термодиффузионный способ — применяется для обработки крепежа сложной конфигурации: изделие вместе с порошком цинка подвергается нагреванию в ванне, формируя устойчивый и однородный антикоррозийный барьер.
• Газоплазменное цинкование — цинк напыляется на метиз с помощью струи горячего газа, образуя пористый, но весьма стойкий защитный слой.

Для ремонта и обновления покрытий используется холодное цинкование (10–30 мкм) — на изделие наносится цинкосодержащий состав кистью или воздушным распылением.

В серийном производстве крепежа распространение получили технологии горячего, термодиффузионного и гальванического цинкования.

Преимущества крепежа с цинковым покрытием

Себестоимость производства метизов из оцинкованной стали существенно ниже нержавеющих аналогов (примерно в два раза). Это делает оцинкованный крепеж более доступным по цене. Тем более при правильной эксплуатации, особенно в сухих или умеренно влажных условиях, оцинкованный метиз стоек к коррозии. К плюсам стоит отнести также устойчивость оцинковки к перепадам температур и атмосферным осадкам, что позволяет использовать ее при наружных работах.

Недостатки оцинкованного крепежа

К главным минусам цинковых покрытий относятся:

• Ограниченный срок службы. Даже при качественном покрытии цинк постепенно истончается, так что максимальная продолжительность эксплуатации изделий обычно не превышает 15–20 лет.
• Уязвимость к механическим повреждениям. При появлении царапин, сколов или трещин сталь становится восприимчивой к влаге, что ведет к ее локальному коррозионному разрушению.
• Недостаточная стойкость к кислотным и щелочным средам. Цинк легко вступает в реакцию с агрессивными реагентами, поэтому такие крепежные изделия не рекомендуются для применения в химических или пищевых производствах.

Также оцинкованные крепежи не предназначены для эксплуатации при постоянном контакте с влагой.

Что лучше выбрать

Для принятия решения нужно учитывать:

• Условия эксплуатации. Для объектов, находящихся на открытом воздухе, подверженных осадкам, колебаниям температуры, целесообразнее использовать крепеж из нержавеющей стали любого аустенитного типа. Если работы проводятся в среде с повышенной влажностью (бассейны, бани, сантехническое оборудование), то, безусловно, в приоритете также нержавеющие детали. Для промышленных объектов, где имеют место воздействия солей, кислот, щелочей используйте крепеж только из кислотостойких марок A4 или выше.
• Экономические соображения. При отсутствии высоких требований к сроку службы выбирайте оцинкованные изделия.
• Требования к безопасности и эстетике. Крепежные элементы, вступающие в контакт с пищевой продукцией или напитками, должны быть исключительно из нержавейки. Для наружных конструкций, где важен эстетичный вид деталей на протяжении многих лет, также эффективнее выбирать нержавеющие метизы.

Ниже приводим таблицу сравнения характеристик крепежа, которая поможет сделать верный выбор.

Практические рекомендации по выбору:

• Если основной критерий — долговечность и безопасность, рекомендуется отдать предпочтение крепежу из нержавеющей стали.
• Там, где ограничений по сроку службы и специальным условиям эксплуатации нет, разумным выбором станут менее дорогие оцинкованные метизы.
• Если требуется обеспечить стойкость не только к влаге, но и воздействию химикатов, хлора или солей, то выбирайте нержавейку.

При необходимости экономии, но желании увеличить срок службы крепежа, выбирайте изделия, прошедшие горячее цинкование.

Часто задаваемые вопросы

Почему крепеж из нержавейки дороже оцинкованного?

Ответ кроется в технологии получения сплава и стоимости легирующих компонентов (хрома, никеля и др.), которые входят в состав стали. Процесс выплавки и обработки нержавейки сложнее, а само сырье дороже.

Может ли оцинкованный крепеж полноценно заменить нержавеющий?

Оцинковка будет эффективна там, где внешняя среда не содержит агрессивные вещества или постоянную влагу. В таком случае она вполне может заменить нержавейку. Однако в условиях интенсивного контакта с водой, химикатами, солями или при требованиях к санитарно-экологической чистоте необходимо применять только нержавеющие метизы.

По каким еще критериям выбирать крепеж?

Дополнительно требуется учитывать:

• уровень механических нагрузок;
• вероятность возникновения вибраций;
• воздействие атмосферных или химических факторов;
• материал соединяемых конструкций;
• предполагаемую длительность эксплуатации.

Выбирайте крепеж под конкретную задачу, решив, какие факторы — цена, долговечность, эстетичность, безопасность — для вас приоритетные. В случае затруднений обращайтесь в ООО «КЕРН». Наши эксперты всегда готовы помочь.