Почему суда не делают из нержавеющей стали, чтобы изначально избежать проблем с коррозией?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Ржавчина — это намного более серьезная проблема, чем может показаться на первый взгляд. Ущерб, который наносит коррозия металлов, составляет в развитых странах от 2 до 4% ВНП. При этом каждый год общая масса вышедших из строя по причине коррозии конструкций, деталей и оборудования составляет от 10 до 20 % мирового производства стали.

Коррозии наиболее подвержены те объекты, что регулярно контактируют с водой, например, корпуса судов. Казалось бы, решить эту проблему можно было бы при помощи нержавеющей стали, однако она крайне редко применяется при строительстве корпусов кораблей. Получается, что у нержавейки есть какие-то серьезные недостатки, но какие именно? Давайте разбираться.

Сталь, которая (не) ржавеет

Нержавеющая сталь — это целое семейством сплавов, основу которых составляет железо и как минимум 11% хрома.В состав некоторых видов нержавейки входят кремний, титан, ниобий, никель, алюминий, селен, молибден, азот и другие элементы.

Независимо от сплава, нержавеющая сталь при определенных условиях будет ржаветь. Изначально на поверхности металла образуется тонкая оксидная пленка (преимущественно окись хрома), которая защищает его от дальнейшей коррозии. Очень важно, чтобы защитная пленка сохраняла свою целостность, не имела пор или трещин, иначе поврежденные участки начнут ржаветь. Для образования или восстановления оксидной пленки необходим кислород, его очень много в воздухе и недостаточно много в воде. Зато в морской воде содержится соль, которая служит катализатором коррозии.

Таким образом малейшее повреждение поверхности, которое неизбежно возникнет как результат естественного износа, даст старт коррозионным процессам у вроде бы "нержавеющей" стали. В частности, в подводной части наружной обшивки кораблей часто возникают трещины — это следствие усталости металла, который долгое время находится под воздействием вибраций. Конечно, нержавейка даже в таких условиях сможет дольше противостоять коррозии, чем обычная конструкционная сталь (если последняя ничем не защищена), но есть ещё несколько "но".

Сложности в работе

Построить корпус судна из нержавеющей стали намного сложнее, нежели из обычной стали. Нержавейка становится очень твердой и одновременно хрупкой при повторяющихся нагрузках. Из-за этого сверление нержавеющей стали должно выполняться медленно, под давлением и таким образом, чтобы режущая кромка сверла действительно аккуратно "срезала" металл.

Любое избыточное трение или отсутствие давления при сверлении приведет к потемнению стали, и она затвердеет до такой степени, что станет местами тверже, чем стандартное сверло из быстрорежущей стали. Про этот нюанс можно забыть, если использовать кобальтовые сверла, но последние в несколько раз дороже.

С нержавейкой существует также отдельная проблема с коррозионной стойкостью сварных швов из-за пористости. Впрочем, проблемы возникают не только при сварке: деформация крепежных элементов из нержавейки (особенно болтовых соединений) — не такое уж редкое явление.

Цена вопроса

Работы с нержавеющей сталью обходятся дороже, но что там со стоимостью самого материала? AISI 304 — это самая распространенная и одна из наиболее доступных марок нержавеющей стали в мире. Стоимость холоднокатаного листа AISI 304 находится в диапазоне от 300 до 400 рублей за кг. В то же время холоднокатаные листы стали без антикоррозионных свойств обходятся примерно в 65...70 руб. за кг.

Получается, что нержавейка обходится ~ в 5 раз дороже. Разумеется, эта разница сильно скажется на конечной стоимости корабля, ведь согласно исследованиям затраты на оплату труда и материалы составляют примерно 70% от общих затрат на судостроение. 30% от этого приходится на сталь, и это сопоставимо со стоимостью главного судового двигателя.

Существующие суда

Да, несмотря на всё вышесказанное, всё-таки нашлись умельцы, которые в 2014 году решили строить суда из нержавеющей стали. Правда это вовсе не океанские лайнеры или нефтяные танкеры, а яхты для состоятельных господ и патрульные катера. Речь о шведской компании Stainless Steel Yachts.

Они использовали дорогую дуплексную нержавеющую сталь марок Super-Duplex 2507 и Hyper-Duplex 3207, чтобы обеспечить лучшие антикоррозионные свойства в условиях постоянного контакта с морской водой, чем у той же AISI 304, но всё равно столкнулись со множеством сложностей в процессе сборки. Их яхты оказались слишком дорогими по меркам класса, в итоге после нескольких лет миллионных убытков компания объявила о банкротстве в марте 2022 года.

Вывод

Хотя судно с корпусом из нержавеющей стали позволяет тратить меньше времени и денег на обслуживание, но сложность работы и высокая цена даже сравнительно доступных марок нержавеющей стали делает её применение нецелесообразным. В целом обычную сталь не так уж и сложно защитить от ржавчины. Эпоксидная грунтовка, смазка, обслуживание в сухом доке раз в ~ 5 лет, электрохимическая защита в виде расходуемых анодов из цинка или алюминия — всё это позволяет стальным панелям служить по 25 - 30 лет. К этому времени судно обычно устаревает морально и технически, и судовладельцу становится выгоднее приобрести новый корабль, а не использовать старый.

28 комментариев

В
1. в морской воде нержавейка сдохнет не быстрее, чем обычная сталь. Для применения в морской воде просто не берите стандартные 18-8 (302-304 типы) — для этого есть тип 316 (например 316 RVS). В 316 добавляют молибден, и оно получается намного устойчивее к некоторым агрессивным средам типа морской воды.
2. Если покрыть «углеродку» защитным слоем и потом умудряться его постоянно поддерживать (а шансов на это у вас нет — микротрещины, царапины от оборудования в порту и т.п.) — то никто бы с нержавейкой и не пытался заморачиваться. А если уж даже самую дешёвую нержавейку пассивировать и следить за этим покрытием — вот тогда и правда вечный корабль будет.
Так что не пишите ерунду, если вопросом не владеете.
М
Ну, про то что нержавейка моментально сдохнет в солёной воде вы мягко говоря не правы. У меня отец работал всю жизнь машинистом холодильных установок. В процессе охлаждения молока с молочных ферм там использовался соляной раствор (охлажденный огромными холодильными компрессорами). Так вот этот соляной раствор по своей солености не в какое сравнение не идет с океаном, он гораздо круче. Естественно все это циркулировало по трубам и другому оборудованию из нержавейки. Не круглые сутки, но примерно 5-6 часов в день, 365 дней в году. И трубы как и оборудование служило годами, если не десятками лет и ничего с ним не случалось.
k
На скорость хим реакций очень сильно влияет температура. Что-то мне говорит, что соленая вода при -30 и при +15 далеко не одно и то же
Ж
Такто автор статьи и говорит, что дело не только в соли, основной проблемой является постоянное повреждение поверхности, чистый соляной раствор с постоянным давлением не идёт ни в какое сравнение с морем, где и песок и бетоные причалы и много чего ещё не способствующего целостности покрытий
a
Недолговечность такого решения привела к тому, что сейчас вместо солевого раствора в молочной промышленности используется этиловый спирт.
104898273888822270984@google
Ерунду не пишите. То-то в нефтянке и химпромышленности везде 12х18н… используется и работает годами, а среды там поагрессивнее, чем соленая вода. Все дело в дороговизне и сложности обработки, поэтому и не делают суда из нержавейки
T
как говорится, овчинка не стоит выделки. не настолько нержавеющий корпус продлит срок эксплуатации судна, чтобы имело смысл переплачивать за него в разы больше.
В
Даже если продлит в 2 раза в текущих экономических условиях нет никакого смысла. Корабль это инвестиция, которая должна отбить себя и заработать денег. Никто не будет платить за перевозку на судне из нержавейки больше денег. Никто не обслуживает хорошо сейчас грузовые коммерческие суда. Судовой дизель с несколькими капремонтами живёт столько же, сколько и сам корпус, их практически не меняют. Из за стоимости денег и плавают на дырявых на ходу подваривая дырявые места.
С
Вывод: суда нужно строить из титана.
1
так строят- только титан варить ещё сложнее)))
102357821724966265219@google
Все верно. По этой же причине из нержавейки не делают автомобили — она тяжело поддаётся формовке корпуса
S
И окраске тоже. Все автомобили были бы одного цвета — «металлик». И, кстати, таки делали когда-то такие автомобили — DeLorean DMC-12. Помните «Назад в будущее»?
283625916501@odnoklassniki
Наконец-то грамотно написанная статья. А то в последнее время все статьи пишутся учениками начальных классов с огромным количеством ошибок.
3089217@vkontakte
А я видел в порту Дании яхту сделанную из 6063 магний алюминиевого- кремнего сплава и на яхте ты был немец что всю жизнь работал сварщиком на заводе и к 50 годам с умел накопить денег у сварил там себе металлическую яхту))
Выделил довольным пипец просто
A
Если бы это имело смысл то делали бы. Это совсем если коротко.
1
а как же биметалл ( плакированная сталь)?
понятно, что это не дешево- но ведь используется, хоть и редко ( но в большом объеме).
О
Кто вам, дебилам, доступ в интернет дает?
S
Корпус судна покрывается свинцовым суриком, который не подвержен окислению и кородированию.Затем сверху закатывается специальной шаровой краской.Палуба точно также.Кроме всего прочего, при хорошем боцмане, ее постоянно чистят если появляется ржавчина, суричат и красят.
a
Есть алюминий. Он стоит дешевле нержавейки и ведёт себя при контакте с морской водой даже лучше.
И он куда популярнее нержавейки.
Не будь его, нержавейка скорее всего применялась бы чаще.
Пластики для малых судов приняются, но из-за отсутствия ремонтопригодности их применение на мелководье ограничено.
Есть ещё титан. Это лучший и бескомпромиссный материал, если бы только не его цена.
a
Так дорого что делают лопаты
M
«нержавейка» — слишком обобщенное понятие. Есть тысячи разновидностей сплавов коррозионностойкой стали (хоть пластичные, хоть легко свариваемые, хоть с повышенной стойкостью именно к морской воде) и постепенно добавляются всё новые, с улучшенными характеристиками. Корабли строят из так называемой «судовой стали» с повышенными антикоррозионными свойствами. Да, любая «нержавейка» всё равно со временем ржавеет, просто делает это медленнее.
110375684596790125908@google
никакой стали без углерода не бывает.
109702398729723284063@google
Вспомнил вдруг про алюминиевую моторную лодку у деда и ржавеющие у соседей)
10057898@vkontakte
Автор теоретик пишет о судах, на которых никогда не был! Я работал на танкере — химовозе, танки на химовозах делают из нержавейки и она надёжно держит воздействие самой агрессивной химии! Если из нержавейки делать корпус судна тоже, то оно будет вечным — будет работать и постоянно приносить прибыль. Двигатель и агрегаты можно ремонтировать или менять целиком, навигационное и радио оборудование можно регулярно обновлять.
Судовладельцу выгодно иметь побольше судов, чтобы они работали долго и приносили прибыль.
А судостроителям выгодно, чтобы суда постоянно ржавели и сдавались на металлолом, поэтому у них заказы расписаны на годы вперёд.
Благодаря судам из нержавейки все были бы довольны: судовладельцы, судостроители, грузоотправители, грузополучатели и моряки. Морские перевозки увеличили бы объёмы в разы, а мировая экономика сильно ускорилась бы! Жадность и недальновидность судостроителей сдерживает развитие морских перевозок. Точно так же идиоты хреново делают дороги, чтобы потом их постоянно ремонтировать и получать деньги за ремонт. Хотя есть необходимость стоить огромное количество новых дорог — прибыль будет за строительство новых дорог, только делайте качественно и рост экономики ускорится!

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Первый гревел Shulz: изучаем прототип велосипеда The Lightning

Бренд Shulz наконец-то дал возможность всесторонне рассмотреть, что из себя будет представлять первый гревел компании. Выпущенный видеоролик-анонс состоит из двух частей. В первой ведущий канала...

С какой скоростью надо ездить по лужам

В дождливую погоду дороги становятся особенно коварными, а лужи на асфальте — не просто лужи, а настоящие испытания для водителя и его автомобиля. Каждая такая встреча скрывает риски: от...

Почему на современных стиральных машиных нельзя отключить отжим, и как это исправить вручную

Если на моделях стиральных машин 7-10 летней давности управление оборотами отжима (вплоть до 0) было базовой возможностью, то у современной техники подобная функция встречается всё реже. Но для...

Как можно узнать, сколько герц в экране Айфона и на что они влияют

В мире смартфонов происходит настоящая революция, связанная с частотой обновления экранов. Долгое время стандартом считались 60 Гц, но теперь производители, включая Apple, переходят на более...

Как одеваться в жаркую погоду, чтобы было комфортно

Лето — пора яркого солнца и прогулок на свежем воздухе. Но высокая температура может стать настоящим вызовом, если тщательно не продумать образ. Поговорим о том, как правильно одеваться...

Обзор MobaPad M6S: максимально удобная альтернатива Joy-Conn для Nintendo Switch

Над альтернативой для штатных Joy-Conn игровой консоли Nintendo Switch работали сразу несколько производителей, причем относительного успеха добился каждый из них, но по возможностям лучше, чем...