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不銹鋼管的廣泛應(yīng)用與其良好的使用性能密不可分。為保證不銹鋼管的使用效果，要有針對(duì)性地選擇不銹鋼管牌號(hào)。本文簡(jiǎn)要介紹了不銹鋼管的種類、銹蝕及防護(hù)，并就建筑中如何選擇不銹鋼管的牌號(hào)給出了指導(dǎo)意見。

建筑材料的不斷發(fā)展推動(dòng)著建筑科學(xué)的前進(jìn)，而不銹鋼管的出現(xiàn)使得建筑師的設(shè)計(jì)思想得以永久表達(dá)。不銹鋼管把兩個(gè)最基本的建筑材料特性即強(qiáng)度和耐久性非常完美地結(jié)合在一起，這在建筑材料中是唯一的，因此注定了不銹鋼管在建筑領(lǐng)域的獨(dú)特魅力。相對(duì)于傳統(tǒng)的碳素鋼而言，雖然不銹鋼管在初期的成本較高，但其長(zhǎng)期、良好的使用效果使得后期維護(hù)費(fèi)用大大降低，不過(guò)，不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)也會(huì)使不銹鋼管腐蝕，因此，必須針對(duì)使用場(chǎng)所，合理選擇不銹鋼管。

1不銹鋼管的種類

不銹鋼管是一種最低鉻含量為10.5%的耐腐蝕鐵基合金材料家族，通過(guò)調(diào)整鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉬(Mo)及其它元素的含量來(lái)改善其性能。在自然環(huán)境中，普通碳素鋼會(huì)因氧化作用而在表面生成粉末狀的鐵銹，如果不加制止，銹蝕便會(huì)一直持續(xù)下去，直到鋼材被完全腐蝕。而不銹鋼管也會(huì)被氧化，但其氧化產(chǎn)物不是一般的鐵銹，而是抗?jié)B性極好的氧化鉻薄膜，進(jìn)而可抵抗腐蝕介質(zhì)的進(jìn)一步侵蝕，實(shí)現(xiàn)不銹鋼管的“不銹”性能。根據(jù)化學(xué)成分和冶金特性大致可將不銹鋼管分為三類:奧氏體、鐵素體和馬氏體。部分國(guó)家則根據(jù)數(shù)碼編號(hào)將不銹鋼管進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分類，其中AISI(美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)編號(hào))和UNS(統(tǒng)一編號(hào))為常用的分類標(biāo)準(zhǔn)。

(1)奧氏體不銹鋼管。含有鉻和鎳的奧氏體不銹鋼管為AISI300系列，而含有鉻、鎳和錳的合金為AI-SI200系列。奧氏體不銹鋼管的特點(diǎn)在于其良好的綜合性能，包括耐蝕性好、強(qiáng)度高、易加工及可焊性好，并且能在較大的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的塑性和韌性。奧氏體不銹鋼管也是不銹鋼管市場(chǎng)的主流，約占不銹鋼管總產(chǎn)量的70%，而304牌號(hào)不銹鋼管則是奧氏體中應(yīng)用最為廣泛的合金鋼。

(2)鐵素體不銹鋼管。鐵素體不銹鋼管為只含鉻元素的AISI400系列不銹鋼管，這種不銹鋼管經(jīng)過(guò)加工便可達(dá)到一定程度上的硬化，但加工后的延展性則遜色于奧氏體不銹鋼管。鐵素體不銹鋼管有磁性，同時(shí)也有較好的耐蝕性及延展性。430系列不銹鋼管為鐵素體中最為常用的牌號(hào)。

(3)馬素體不銹鋼管。馬素體不銹鋼管為只含有鉻元素的AISI400系列不銹鋼管，此類不銹鋼管有磁性，延展性良好可以通過(guò)熱處理達(dá)到硬化，即使在溫暖潮濕的環(huán)境下也能抵抗銹蝕，其中某些型號(hào)的不銹鋼管熱處理后其抗拉強(qiáng)度甚至達(dá)到1379MPa。

2建筑中常用的不銹鋼管

不銹鋼管應(yīng)用于建筑領(lǐng)域已有80年之久，尤其以歐美及日本應(yīng)用較多，其在建筑中的應(yīng)用形式主要是外幕墻、屋面、地面、雨棚大門及欄桿扶手等。目前為止，建筑中常用的不銹鋼管主要有以下六種，見表1。

歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)304L、316L以及2205的使用及制作作了具體規(guī)定。此外，AISI已確認(rèn)的301、302、303、305等，在建筑領(lǐng)域中也有成功應(yīng)用的典范。

3不銹鋼管的腐蝕

值得注意的是，不銹鋼管在使用過(guò)程中也會(huì)發(fā)生不同程度的腐蝕，當(dāng)兩種電化學(xué)勢(shì)能相差較大的金屬相接觸時(shí)，便有可能發(fā)生這種腐蝕。如果水汽把這兩種金屬連接起來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生電流回路，從而形成電化學(xué)反應(yīng)。這種反應(yīng)會(huì)顯著地增加陽(yáng)極金屬的腐蝕速度。任何兩種不銹鋼管之間的勢(shì)能差都不足以引起此種腐蝕，只會(huì)有些影響，但是，碳素鋼與大面積的不銹鋼管接觸時(shí)，碳素鋼就會(huì)被迅速地腐蝕掉。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)盡可能避免不同金屬的相互接觸，無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)盡量杜絕水汽在接觸面附近聚集，必要時(shí)需做絕緣處理。

表2給出了常用金屬材料的電解難易程度的排序，其中排位越靠下的金屬，越容易成為陽(yáng)極，表中相距越遠(yuǎn)的金屬之間，越容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。當(dāng)然，金屬的相對(duì)數(shù)量也是影響因素，一般地，惰性金屬的增加會(huì)削弱電解作用。

4不銹鋼管的選擇

不同的使用場(chǎng)所，選擇的不銹鋼管也不盡相同，需綜合考慮使用環(huán)境、建筑造型以及后期維護(hù)的難易程度。一般來(lái)說(shuō)，處于中、低等污染環(huán)境及海邊16km范圍內(nèi)的建筑，應(yīng)優(yōu)先選用316不銹鋼管，如1999年竣工的新加坡賽馬場(chǎng)，該賽馬場(chǎng)地處海濱，高溫度、高濕度加劇了環(huán)境的腐蝕性，業(yè)主希望屋面既漂亮美觀又經(jīng)久耐用。事實(shí)證明，316不銹鋼管是滿足業(yè)主要求的極好選擇。而2000年建成的搖滾音樂博物館則是應(yīng)用304不銹鋼管的典范。該建筑位于美國(guó)西雅圖市中心，復(fù)雜的建筑造型以及豐富的外墻色彩，使得屋面材料必須使用不銹鋼管304或316，因?yàn)橹挥袏W氏體不銹鋼管才能通過(guò)電化學(xué)著色來(lái)獲得彩色效果。雖然西雅圖也是港口城市，但是電化學(xué)著色可以提高304的耐腐蝕性，同時(shí)考慮該建筑形狀有利于雨水的沖刷和定期維護(hù)，綜合比較后選擇304不銹鋼管。

一般而言，使用環(huán)境條件越惡劣，要求不銹鋼管的合金含量也越高。一般環(huán)境下，使用304/304L和316/316L是較為經(jīng)濟(jì)的，430型在室內(nèi)的使用效果非常好，而如果戶外使用要求較高時(shí)，則需盡量選擇耐腐蝕性更好的2205。如果設(shè)計(jì)中涉及到厚度大于6mm的焊接型材時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用低碳帶“L”的牌號(hào)。特別說(shuō)明的是，對(duì)于同一種牌號(hào)、同一種表面的不銹鋼管，不同的供貨商，其表面粗糙度也不盡相同，而表面粗糙度、紋理方向等都會(huì)影響不銹鋼管的使用效果。因此，設(shè)計(jì)說(shuō)明文件中應(yīng)提出對(duì)表面粗糙度的具體要求。

5結(jié)語(yǔ)

不銹鋼管經(jīng)常應(yīng)用于世界各地的知名建筑，這并非是一種單純的巧合，不銹鋼管的巧妙應(yīng)用，使得建筑本身在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里保持時(shí)尚。由于不銹鋼管具備建筑材料所要求的諸多理想性能，且個(gè)別型號(hào)已經(jīng)能滿足高級(jí)建筑應(yīng)用的嚴(yán)格要求，而不斷出現(xiàn)的新類型，也必定使不銹鋼管的使用范圍越來(lái)越廣泛。工程設(shè)計(jì)人員，應(yīng)了解不銹鋼管材料本身的特性，精心設(shè)計(jì)、合理選擇，借以展現(xiàn)不銹鋼管建筑的獨(dú)特魅力。