Нержавеющая сталь aisi 304 в дымоходах. Как правильно выбрать дымоход из нержавеющей стали

Итак, обо всем по порядку.

Современные стальные дымоходы изготавливаются, как правило, двухконтурными, т.е. состоят из внутренней и наружной трубы, разделенных слоем теплоизоляционного материала. Если наружная труба является в большей степени декоративным элементом, определяющим внешний вид дымохода, то от свойств внутренней трубы зависят такие важнейшие его характеристики, как пожаробезопасность, надежность, срок службы. В качестве внутренней может быть использована керамическая труба или труба из нержавеющей стали.

Рассмотрим подробнее внутреннюю трубу, изготовленную из нержавеющей стали. Что за материал нержавеющая сталь и в чём его особенности?

Ключевыми компонентами нержавеющей стали являются хром и никель, которые и определяют ее основные свойства. Важны и другие легирующие элементы. Например, присутствие в нержавеющей стали небольшого количества титана (0,1-0,3%) улучшает длительную прочность стали при высокой температуре и дает возможность применять ее для изготовления дымоходов от твердотопливного отопительного оборудования (камины, печи и т.п.). При высоких температурах титан препятствует выгоранию углерода и исключает межкристаллитную (межзерновую) коррозию.

Кроме структуры и химического состава большое влияние на устойчивость дымохода к коррозии оказывает кристаллическое строение, которое должно быть равномерным и мелкозернистым. Очень важно и состояние поверхности, которая должна быть чистой и гладкой.

Оптимальными материалами по соотношению цена-качество для изготовления внутренней трубы дымохода являются жаропрочные коррозионностойкие стали марок AISI 409 или AISI 439 толщиной 0,8-1,0 мм. Стали AISI 409, AISI 439 являются безникелевыми нержавеющими сталями ферритного класса. Обе стали легированы, в том числе, титаном, и являются аналогами отечественных марок 08Х13 и 08Х17Т (по ГОСТ 5632-72). Стали имеют сбалансированный химический состав, обеспечивающий коррозионную стойкость в большинстве окислительных сред и стойкость к межкристаллитной коррозии.

Сталь AISI 409 обладает хорошей стойкостью к образованию окалины вплоть до 700°С. Классифицируется как жаростойкая при периодической эксплуатации до 815°C и при непрерывной эксплуатации вплоть до 700°C. Ползучесть не наблюдается вплоть до 500°С, но при превышении данной температуры механические свойства металла быстро деградируют. При наличии высоких нагрузок, а так же при температуре свыше 500°С рекомендуется использовать другие, более жаропрочные стали.

Сталь AISI 439 обладает лучшей устойчивостью в высокотемпературных газовых средах, образующихся при сжигании различных видов топлива, из-за большего (в соответствии со стандартом ASTM A240) содержания хрома 17-19%, против 10,5-11,7% в стали AISI 409. Коррозионная стойкость стали AISI 439, практически сравнима со стойкостью сталей аустенитного класса, как например отечественная марка 12Х18Н10Т, или AISI 304 и т.п. В сочетании с пониженным содержанием углерода, наличие в стали AISI 439 титана и алюминия, обеспечивает ей высокие пластические и прочностные свойства, аналогичные более дорогим никельсодержащими марками 300-й серии, а также более высокую стабильность структуры при сварке и нагреве. Сталь марки AISI 439 абсолютно устойчива к коррозионному межкристаллическому разрушению при температурном режиме от 500° до 850°С. Является жаростойкой и допускает длительную эксплуатацию при температуре до 850°C. Деградация механических свойств при температуре свыше 500°С проявляется в меньшей степени, чем у сталей аналогичного типа. По аналогии с отечественной маркой стали 08Х17Т, сталь марки AISI 439, согласно ГОСТ 5632-72, может быть рекомендована качестве заменителя стали марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т.

В итоге, по совокупности свойств, наиболее оптимальным материалом для изготовления внутренней трубы стального двухконтурного дымохода является сталь AISI 439.

Но какой бы высокой коррозионной стойкостью ни обладала та или иная сталь, под действием высоких температур и агрессивной среды дымовых газов, износ внутренней поверхности трубы неизбежен. Именно из-за износа внутренней трубы срок службы дымохода ограничен во времени. Очевидно, что дымоход с внутренней трубой из более тонкого металла придет в негодность раньше, чем его аналог с большей толщиной металла. Так, увеличение толщины металла с 0,8 до 1,0 мм продлевает срок службы дымохода минимум на 20%. Именно поэтому компания «Инжкомцентр ВВД» при производстве нержавеющих дымоходов использует для внутреннего контура сталь AISI 439 толщиной 1 мм.

Не менее важны и свойства теплоизоляционного материала, разделяющего внутреннюю и наружную трубы дымохода. Этот материал должен обладать определенными свойствами:

• быть устойчивым к длительному воздействию высоких температур до 700°С;
• в процессе эксплуатации не выделять веществ, вредных для здоровья человека;
• обладать низкой теплопроводностью (оптимально до 0,038 Вт/мК).

Есть несколько, наиболее подходящих для этой цели, материалов. Например, теплоизоляционный материал на основе базальтового супертонкого волокна (БСТВ). Из него изготавливаются прошитые маты (холсты), которые и используются в качестве теплоизолятора. БСТВ получают из расплавов горных пород при температуре 1450-1550°С (такая же температура в кратере действующего вулкана). Базальтовое волокно не горит, лишь только плавится в зоне указанных высоких температур, не выделяя при этом токсичных газов и соединений. Температура, при которой допустимо использование матов и холстов из БСТВ: от -270°С до +900°С. Высокая эластичность и большая длина базальтовых супертонких волокон гарантируют их прочное переплетение. Скрепление БСТВ друг с другом происходит силами естественного сцепления и не требует применения связующих веществ. Теплопроводность теплоизоляции из базальтового супертонкого волокна разных типов и марок, составляет от 0,033 Вт/мК до 0,038 Вт/мК (при 25°С).

В случаях, когда температура продуктов сгорания превышает 500-600°С рекомендовано использование керамической теплоизоляции, которая не теряет своих теплоизоляционных свойств даже при нагреве до 1000°С. Например, компания «Инжкомцентр ВВД», использует в качестве теплоизоляции керамическую вату Careblanket.

Careblanket огнеупорный без асбестовый материал плотностью от 64 до 160 кг/м3, с рабочей температурой до 1425°С. Как и базальтовое волокно не горит, лишь плавится при температуре 1600°С, не выделяя при этом токсичных газов и соединений. Обладает высокой механической прочностью, гибкостью, проявляет отличные теплоизоляционные свойства. Химически устойчив ко всем углеводородам, в том числе маслам, кислотам, щелочам и воде. А так же материал устойчив к резким температурным изменениям. Коэффициент теплопроводности изделий из керамической ваты разных типов и марок, составляет от 0,025 Вт/мК до 0,043 Вт/мК (при 1000°С).

К сожалению, на сегодняшний день все ещё используются такие материалы как стекловата, шлаковата, формованные из них и асбестосодержащих материалов теплоизолирующие элементы. В этих материалах для связки стекловолокон (или шлаковолокон) используют разные смолы (в основном на основе фенолов), которые представляют серьезную угрозу для здоровья людей, если их концентрация в воздухе превышает ПДК. А про опасность асбестовой пыли известно, наверное, всем.

Помимо целенаправленного выбора экологически чистых материалов необходимо подобрать и оптимальную толщину теплоизоляционного слоя. Слишком тонкий будет малоэффективен, толстый - приведет к утяжелению дымохода и увеличению его стоимости. Особенно важна эффективная теплоизоляция в условиях, когда дымоход устанавливается с наружной части здания. Это предотвращает появление конденсата, который, смешавшись с продуктами горения, может нанести ущерб дымоходу. К тому же, внешняя труба с изоляционным слоем не даёт промёрзнуть внутренней. Опыт эксплуатации показал, что наиболее эффективным о обоснованным на сегодняшний день, является применение теплоизоляционного материала с толщиной слоя 30-40 мм и плотностью 90-120 кг/м3.

Обращаем внимание, что использование базальтовой или керамической теплоизоляции в трубах для отвода продуктов сгорания не исключает применение противопожарных мер безопасности при установке и обслуживании дымоходов!

Что касается наружной трубы дымохода, то к ней не предъявляется каких-либо особенных требований. Коррозионная стойкость в окружающей атмосфере и надлежащий внешний вид - такими характеристиками должен обладать материал наружной трубы. Наиболее подходящий вариант сталь AISI 430 с зеркальной полированной поверхностью. AISI 430 является низко-углеродистой хромисто-железной нержавеющей сталью и имеет хорошее сопротивление коррозии в мягко коррозийных окружающих средах.

Ещё один весьма важный аспект, на который редко кто обращает внимание, это способ соединения элементов дымохода между собой. Пункт 4.39.6 ГОСТ 53321-2009 гласит: «Дымовой канал должен иметь ровную гладкую внутреннюю поверхность, не препятствующую чистке». Следовательно, в местах соединения диаметр дымохода не должен уменьшаться. Местное уменьшение диаметра дымохода приводит к нарушению ламинарного движения дымовых газов, турбулизации их потока. Это ухудшает тягу в дымоходе, в местах сужения оседает сажа, возникают проблемы с их прочисткой. Свободна от указанного недостатка так называемая «раструбная система стыковки». При этом концы труб отформованы с изменением их диаметров таким образом, что трубы плотно входят одна в другую, образуя гладкую внутреннюю поверхность. Специальные кольцевые упоры позволяют получить соединение труб, практически исключающее проникновение через него дымовых газов.

Это основные критерии, которые Вы должны учитывать при выборе дымохода. Качественная продукция всегда сертифицирована! Не забывайте спрашивать у производителей сертификаты на выпускаемую продукцию.

ПАМЯТКА ПРИ ВЫБОРЕ ДЫМОХОДА

На каждом изделии, которое Вы приобретаете, должна быть указана марка стали и ее толщина - это признак честного производителя. В противном случае, Вы приобретаете дешевую нержавеющую сталь, которая может прослужить Вам недолго и привести к неприятным последствиям.

На сегодняшний день на рынке дымоходных систем существует достаточно производителей, которые предлагают разные виды дымоходов из разных сталей разной комплектации. Чтобы не запутаться при выборе необходимой продукции, Вам важно знать хотя бы азы. Это поможет принять правильное решение с учетом ваших возможностей и потребностей. В этой статье мы очень кратко расскажем, на что надо обратить внимание при первом визуальном знакомстве с дымоходом.

В дымоходах главное - правильно выбрать первый (внутренний) контур трубы, второй контур трубы отвечает за внешний вид.

Основные критерии при выборе первого контура дымохода

Марка нержавеющей стали. Только этот фактор отвечает за долговечность дымохода. И у нее есть 2 главных показателя - коррозиестойкость, жаростойкость. Производители, в основном, используют ферритный (AISI 409, AISI 430, AISI 444) и аустенитный (AISI 304, AISI 316, AISI 321, AISI 310) классы нержавеющей стали. Ферритный класс почти в 2 раза дешевле аустенитного. Стоимость металла говорит о наличии в нем каких-то определенных элементов, которые и отвечают за эксплуатацию дымохода, за ее коррозиостойкость и жаростойкость. На основании этих параметров металла и дают рекомендации для применения их для определенного вида теплового оборудования.

И здесь правильное выражение - дороже, значит лучше. Но это и не говорит о том, что ферритные дымоходы применять нельзя - можно, но с глубоким осмыслением и в определенных типах использования, там где, не потребуется корозионная стойкость и не будет серьезных температурных воздействий на дымовые трубы.

Продольный шов трубы. Этот фактор отвечает за газоплотность элемента дымохода. Самым лучшим методом является "цельный" сварной шов, все остальные методы ("контактная роликовая","точечная") считаются второстепенными, вспомогательными, т.е. применяются в определенных местах, но самый худший вариант шва первого контура трубы - "завальцовка".

Соединение элементов дымохода между собой . Показатель герметичности всего дымохода. Лучший метод - метод холодной деформации, равномерно расширяющий торец трубы ("раструб", "раздувка"), он позволяет производить максимально плотное соединение элементов дымохода. Другие методы являются некачественными, худший из них - "гофра", когда деформация трубы происходит методом холодной деформации во внутрь трубы, при этом нет плотного соединения, и есть большие щели.

Напоминаем, что все это важно для одноконтурных труб и первого контура двухконтурных труб (дымохода-сендвича).

Основные критерии при выборе второго контура дымохода

Второй контур дымохода служит для ограждения изоляции от внешних воздействий: осадков, солнечных лучей. А также, по желанию, для придания трубе эстетического вида. Для внешнего контура применяют несколько видов металла:

оцинкованная сталь (самая дешевая комплектация дымохода), но здесь выражение - дешево, значит хуже - неправильно, т.к. такие трубы применяются в основном в закрытых каналах, где внешний вид не важен и нет смысла переплачивать за более дорогую комплектацию.

нержавеющая сталь - стандартное исполнение труб сендвич,сталь может быть матовой (AISI 304) более стойкая к атмосферным воздействиям,так и зеркальной (в основе AISI 430).

крашенная сталь - часто ее применяют на выходе дымохода из крыш, чтоб было все в одном цвете. Здесь выбор на Ваше усмотрение, основываясь на бюджете и личных предпочтениях.

Большинство производителей предлагают десятки разных конструкций дымоходов. Если Вы не специалист, самостоятельно разобраться в их особенностях будет крайне сложно.
Поэтому чаще всего делается простой выбор между маркой стали AISI 321 толщиной 0,5мм и маркой стали AISI 430, толщиной 1мм. Иногда в подборку добавляют AISI 439, толщиной 0,8мм.
Большинство покупателей придут к выводу, что сталь марки AISI 430, толщиной 1мм, будет лучше, чем сталь марки AISI 321, имеющая толщину лишь 0,5мм. Ведь все мы с детства привыкли, что чем больше, тем надежнее и лучше.
На самом деле все обстоит с точностью наоборот! И дело тут не в толщине стали, а в ее составе и химических свойствах. Почему ржавеют дымоходы, ведь они сделаны из нержавейки? Чаще всего причина кроется не в некачественном дымоходе, а в неверном выборе стали дымохода.
Главным врагом дымоходных систем является кислота, которая почти всегда присутствует в выделяющемся конденсате. Именно эта кислота с течением времени медленно, но упорно разъедает наш дымоход.

Кислоты, которые образуются при горении топлива.

Но и это еще не все! Из-за различных химических процессов, происходящих при сгорании топлива, мы получаем целых 3 разных вида кислот:

• Угольная кислота . Образуется в результате взаимодействия растворимого в воде углекислого газа и водяного пара.
• Серная кислота . Образуется при взаимодействии серного ангидрида SO3, содержащегося в отходящих газах печей (особенно работающих на дизельном топливе) и паров воды.
• Азотная кислота . Образуется при взаимодействии диоксида азота, выделяемого в процессе горения, и образующихся при этом паров воды.

А вот таблица с содержанием химических элементов в марках стали:
AISI 430 - жаростойкие нержавеющие стали общего применения с очень низкой коррозионной стойкостью. Применяются в основном в пищевой промышленности. Из данной стали изготавливают кухонные вытяжки и кастрюли.

AISI 439 – как мы видим из таблицы, данный вид стали стабилизирован титаном и имеет добавки никеля. Эта сталь относится к бюджетным, но вполне может применяться в отопительных приборах с небольшим кол-вом конденсата (а лучше с его отсутствием).

AISI 321 – данный вид стали содержит в себе большой объем никеля. Сталь коррозионностойкая, жаростойкая, жаропрочная, нержавеющая, с длительным сроком службы. Рекомендуемая температура применения от 600 до 800°С. Используется для изготовления каминов, бытовых котлов, труб, банных печей и теплообменников. Является кислотостойкой. И именно поэтому даже при толщине в 0,5мм дымоход из AISI321 служит дольше, чем аналогичный дымоход из AISI430. Так например, питерский производитель дымоходов «Вулкан» дает гарантию в 50 лет.

AISI 316 – содержит молибден - один из немногих легирующих элементов, способных одновременно повысить прочностные, вязкие свойства стали и коррозионную стойкость. Является оптимальным вариантом для дизельных и газовых котлов.

Поэтому, выбирая дымоход, лучше ориентироваться в большей мере на марку стали, а не на её толщину.