Скорость коррозии стали: сколько металла теряет конструкция за год в средах C1–CX
Скорость коррозии незащищённой стали в атмосфере — не одна цифра, а диапазон, который целиком определяется средой. ГОСТ 34667.2-2020 (идентичен ISO 12944-2) задаёт его через потерю массы и толщины стандартного образца низкоуглеродистой стали за первый год, и именно по этой потере среду относят к классу C1–CX. В городе и на складе без отопления с конденсатом это 25–50 мкм за год (0,025–0,05 мм), в промышленной зоне с высокой влажностью — уже 80–200 мкм. Ниже — таблица скорости коррозии стали и цинка по классам, перевод г/м² в мкм и мм, пример потерь двутавра 20Б1 и уголка 50×50×5 и путь от этой цифры к системе покрытия.
Как измеряют скорость коррозии стали: г/м² и мкм за первый год
В нормативке по защите металлоконструкций скорость атмосферной коррозии задают не в абстрактных «мм в год», а через результат простого опыта: стандартный образец низкоуглеродистой стали выдерживают год на месте и измеряют, сколько металла ушло. ГОСТ 34667.2-2020 (ISO 12944-2:2017) в п. 5.1.1 делит среды на шесть категорий C1…CX «в соответствии с ГОСТ ISO 9223», а в таблице 1 даёт границы этих категорий по потере массы (г/м²) и по уменьшению толщины (мкм) — отдельно для стали и для цинка.
Две единицы связаны плотностью металла. Если разделить граничную потерю массы стали на граничную потерю толщины, в таблице получается 7,5–8,1 г/м² на каждый микрометр — это и есть плотность стали около 7,85 г/см³ (1 мкм слоя на 1 м² весит 7,85 г). Поэтому пересчёт простой: г/м² ÷ 7,85 ≈ мкм, мкм ÷ 1000 = мм. Запрос «скорость коррозии стали мм/год» — это та же таблица, только с другим множителем.
Важная оговорка: таблица описывает именно первый год экспозиции. Это классификационная величина — по ней определяют агрессивность среды, а не прогнозируют, сколько металла уйдёт за 30 лет службы здания.
Таблица скорости коррозии стали и цинка по классам C1–CX
| Класс | Коррозионная активность | Сталь, г/м² за год | Сталь, мкм за год | Сталь, мм в год | Цинк, мкм за год |
|---|---|---|---|---|---|
| C1 | очень низкая | < 10 | < 1,3 | < 0,0013 | < 0,1 |
| C2 | низкая | 10–200 | 1,3–25 | 0,0013–0,025 | 0,1–0,7 |
| C3 | средняя | 200–400 | 25–50 | 0,025–0,05 | 0,7–2,1 |
| C4 | высокая | 400–650 | 50–80 | 0,05–0,08 | 2,1–4,2 |
| C5 | очень высокая | 650–1 500 | 80–200 | 0,08–0,2 | 4,2–8,4 |
| CX | экстремально высокая | 1 500–5 500 | 200–700 | 0,2–0,7 | 8,4–25 |
Разброс огромный: между чистым отапливаемым помещением (C1, меньше 1,3 мкм в год) и верхней границей CX (700 мкм в год) — более чем пятисоткратная разница. Поэтому вопрос «с какой скоростью ржавеет сталь» без указания среды не имеет ответа, а среднее число из интернета ничего не говорит о конкретной конструкции.
Для гражданских объектов, с которыми мы работаем, рабочий диапазон — C2–C4: от 1,3 до 80 мкм в год по стали. Классы C5 и CX — это агрессивная промышленность и морская среда.
Где какая скорость: типичные среды по таблице 1
Когда образцов нет, а решение нужно сейчас, класс назначают по описанию среды из той же таблицы. Формулировки ниже — дословные примеры стандарта, отдельно для наружных конструкций и для помещений. На одном объекте классы часто разные: каркас внутри отапливаемого склада и опоры навеса снаружи корродируют с разной скоростью.
| Класс | Сталь, мкм за год | Снаружи | Внутри помещений |
|---|---|---|---|
| C1 | < 1,3 | — | Отапливаемые помещения с чистой атмосферой, например офисы, магазины, школы, отели |
| C2 | 1,3–25 | Атмосферы с низким уровнем загрязнения: главным образом сельская местность | Неотапливаемые помещения, где может возникнуть конденсация, например склады, спортивные залы |
| C3 | 25–50 | Городские и промышленные атмосферы, умеренное загрязнение диоксидом серы; прибрежные зоны со слабой засоленностью | Производственные помещения с высокой влажностью и небольшим загрязнением воздуха, например пищевые предприятия, прачечные, пивоваренные предприятия, молочные предприятия |
| C4 | 50–80 | Промышленные и прибрежные зоны с умеренной засоленностью | Химические заводы, плавательные бассейны, прибрежные верфи и судоремонтные заводы |
| C5 | 80–200 | Промышленные зоны с высокой влажностью и агрессивной атмосферой и прибрежные районы с высокой засоленностью | Здания и зоны с почти постоянной конденсацией и с очень высоким загрязнением |
| CX | 200–700 | Морские районы с высокой засоленностью, промышленные зоны с экстремальной влажностью и экстремально агрессивной атмосферой и в тропическом и субтропическом климате | Промышленные зоны с экстремальной влажностью и экстремально агрессивной атмосферой |
Самая частая ошибка — считать неотапливаемый склад «помещением, значит C1». По таблице это C2: в неотапливаемом здании возможна конденсация, и сталь ржавеет заметно быстрее, чем в офисе. Второй частый случай — частично открытое здание: по п. В.1.1 стандарта, если помещение защищено от улицы только частично, коррозионное воздействие такое же, как у наружной атмосферы вокруг здания.
Что теряет конструкция: пример на двутавре 20Б1 и уголке 50×50×5
Микрометры в год звучат несерьёзно, пока их не переложить на сечение. Возьмём двутавр 20Б1 по ГОСТ Р 57837 (масса 21,3 кг/м, площадь поверхности 0,77 м² на метр, стенка 5,5 мм, полка 8 мм) и уголок 50×50×5 по ГОСТ 8509 (3,77 кг/м, 0,196 м² на метр, полка 5 мм). Потерю массы считаем как потерю стали в г/м² по верхней границе класса, умноженную на площадь поверхности метра; потерю толщины листа — как удвоенную потерю в мкм, потому что стенка ржавеет с двух сторон.
| Класс | Сталь за год | 20Б1: масса метра | 20Б1: стенка с двух сторон | 50×50×5: масса метра |
|---|---|---|---|---|
| C3 | 50 мкм | 308 г/м · 1,4 % | 0,1 мм из 5,5 (1,8 %) | 78 г/м · 2,1 % |
| C4 | 80 мкм | 501 г/м · 2,4 % | 0,16 мм из 5,5 (2,9 %) | 127 г/м · 3,4 % |
| C5 | 200 мкм | 1 155 г/м · 5,4 % | 0,4 мм из 5,5 (7,3 %) | 294 г/м · 7,8 % |
В C3 двутавр 20Б1 без покрытия за первый год может потерять до 1,4 % массы, уголок 50×50×5 — до 2,1 %. Чем тоньше элемент и чем больше у него поверхности на тонну, тем быстрее он теряет сечение в относительных цифрах: в C5 уголок теряет уже до 7,8 % массы за год. Поэтому связи, решётка ферм, прогоны и тонкостенные профили первыми выходят из строя, когда защита пропущена или повреждена.
Цинк корродирует в десятки раз медленнее: на этом стоит протекторная защита
В той же таблице есть вторая колонка — цинк. По верхним границам классов C2–CX он теряет толщину в 19–36 раз медленнее стали. Это и объясняет, почему цинк работает как защита: тонкий слой цинка (горячее цинкование или цинкнаполненный грунт) расходуется сам, оставаясь при этом намного «дольше живущим», чем сталь под ним, и защищает её протекторно даже в местах мелких повреждений.
| Класс | Сталь | Цинк | Сталь быстрее цинка |
|---|---|---|---|
| C2 | 25 мкм | 0,7 мкм | в 36 раз |
| C3 | 50 мкм | 2,1 мкм | в 24 раз |
| C4 | 80 мкм | 4,2 мкм | в 19 раз |
| C5 | 200 мкм | 8,4 мкм | в 24 раз |
| CX | 700 мкм | 25 мкм | в 28 раз |
Обратная сторона: цинк — тоже расходуемый металл, и в агрессивной среде его потеря растёт вместе с классом. Поэтому оцинковку в C4–C5 обычно перекрывают лакокрасочной системой, а окраска по цинку требует своей подготовки и совместимых материалов — без этого покрытие отслаивается.
От скорости коррозии к системе покрытия
На практике скорость коррозии нужна не сама по себе, а как вход в выбор защиты. Цепочка короткая: измеренная или назначенная по описанию потеря за год → класс среды → минимальная система покрытия по Таблице В.2 ГОСТ 34667.5-2021 (ISO 12944-5) под нужную долговечность → толщина и число слоёв в проекте АКЗ. Чем выше скорость, тем толще система при той же долговечности.
| Класс | Сталь, мкм за год | Минимум по В.2 | Наша система |
|---|---|---|---|
| C1 | < 1,3 | не нормируется (по декоративным требованиям) | Стандартная, 160 мкм |
| C2 | 1,3–25 | 1 сл. / 120 мкм | Стандартная, 160 мкм |
| C3 | 25–50 | 2 сл. / 180 мкм | Стандартная, 160 мкм |
| C4 | 50–80 | 2 сл. / 240 мкм | Усиленная, 240 мкм |
| C5 | 80–200 | 2 сл. / 300 мкм | Максимальная, 300 мкм |
| CX | 200–700 | не нормируется (ГОСТ 34667.9) | индивидуально, не наш профиль |
Как узнать скорость коррозии на своём объекте
- Измерить: выставить стандартные образцы стали и цинка на год и определить потерю массы или толщины — единственный способ, который стандарт признаёт «надлежащей классификацией».
- Назначить по описанию: подобрать формулировку из таблицы 1 отдельно для наружных конструкций и для помещений; при сомнении между двумя классами брать старший.
- Разделить объект на зоны: внутри отапливаемого здания, в неотапливаемых частях, под навесом и снаружи скорость коррозии разная — и система покрытия может быть разной.
- Проверить особые случаи приложения B: они не меняют класс, но требуют отдельного решения по защите.
- Зафиксировать класс в проекте АКЗ — от него считаются толщина, число слоёв и смета.
- Поверхность остаётся ниже точки росы несколько дней подряд или конденсация регулярная (водопроводные сооружения, трубопроводы охлаждения) (п. В.2.4).
- Рядом кислоты, щёлочи, соли, растворители, агрессивные газы или пыль (коксохимия, травильные и гальванические цеха, целлюлоза, кожевенное, НПЗ) (п. В.2.2).
- Рабочая температура поверхности 60–150 °C (средняя) или 150–400 °C (высокая): дымоходы, газоходы (п. В.2.5).
- Коробчатые или полые конструкции, не закрытые герметично со всех сторон (п. В.1.2).
- Поверхность увлажняется электролитами, в том числе временно; закрытые бассейны с хлорированной водой, животноводческие помещения (п. В.1.1).
- Абразивное воздействие переносимого ветром песка (эрозия) (п. В.2.3.1).
Частые вопросы
Какая скорость коррозии стали в мм в год?
Зависит от среды. По таблице 1 ГОСТ 34667.2-2020 потеря толщины низкоуглеродистой стали за первый год: C1 — меньше 0,0013 мм, C2 — 0,0013–0,025 мм, C3 — 0,025–0,05 мм, C4 — 0,05–0,08 мм, C5 — 0,08–0,2 мм, CX — 0,2–0,7 мм. Это классификационные значения первого года, а не прогноз на весь срок службы.
С какой скоростью ржавеет металлоконструкция на улице в городе?
Городская атмосфера с умеренным загрязнением — это C3: 25–50 мкм стали за первый год, или 200–400 г/м². Если рядом промышленность или побережье с умеренной засолённостью — уже C4: 50–80 мкм.
Как перевести потерю массы в г/м² в микрометры?
Разделить на плотность стали: 1 мкм слоя стали на 1 м² весит около 7,85 г. Например, 400 г/м² — это примерно 50 мкм, то есть 0,05 мм. Для цинка в таблице стандарта даны свои границы в обеих единицах.
Во сколько раз цинк корродирует медленнее стали?
По верхним границам классов C2–CX таблицы 1 ГОСТ 34667.2-2020 — в 19–36 раз. Поэтому тонкий слой цинка защищает сталь долго и протекторно, но в агрессивной среде его тоже перекрывают лакокрасочной системой.
Можно ли по скорости коррозии посчитать, сколько простоит конструкция без покрытия?
Напрямую — нет. Таблица стандарта описывает потерю за первый год и служит для классификации среды; дальше скорость меняется. Допустимую потерю сечения и запас на коррозию определяет конструктор, а защиту подбирают по классу среды и требуемой долговечности покрытия.
От расчёта до приёмки — ведём объект под ключ
Подберём решение под ваш объект и посчитаем смету по реальной ведомости, без запроса документов. Предварительное КП — за 30 секунд на сайте.