На заводе сборных железобетонных изделий стеновая панель весом в несколько тонн плавно поднимается, поворачивается и точно устанавливается краном. За этим, казалось бы, лёгким движением скрывается важное инженерное решение: тип стали, используемой для анкерные болты. Голая сталь, горячеоцинкованная сталь или электрооцинкованная сталь — эти, казалось бы, обычные металлы на самом деле являются «спасательным кругом», выдерживающим огромный вес. Выбор неправильного анкерного болта может привести к падению конструкции, задержке строительства или даже серьёзному инциденту.

Трио Iron Armor: технические секреты покрытия

1. Анкерные болты из голой стали: палка о двух концах грубой силы

Анкерные болты из необработанной стали, изготовленные из высокопрочной легированной стали, обладают высокой прочностью на разрыв (обычно достигающей 800–1000 МПа) и экономичностью. Однако их главным недостатком является высокая скорость коррозии во влажной среде. Лабораторные данные показывают, что после трёх месяцев воздействия влажности >60% на их поверхности появляется видимая красная ржавчина, а прочность на разрыв снижается на 15%. Поэтому они подходят только для временной установки в сухих помещениях или в качестве временного крепления при заливке бетона (который затем закрывают).

2. Анкерные болты из стали горячего цинкования: на страже тяжелых условий эксплуатации

Процесс производства можно описать как «ванну с расплавленной лавой для стали»: после семи этапов очистки (обезжиривания, травления и флюсования) анкерные болты погружаются в ванну с расплавленным цинком при температуре 460 °C, образуя слой цинково-железного сплава толщиной 80–100 мкм. Этот процесс даёт три основных преимущества:

- Жертвенная анодная защита: слой цинка подвергается коррозии в первую очередь, защищая лежащую под ним сталь и обеспечивая срок службы 20–50 лет.

- Механическое сцепление: цинк проникает в микропоры стальной поверхности, создавая адгезию в 10 раз прочнее, чем при гальванопокрытии.

- Полное покрытие: даже зазоры в резьбе герметизируются слоем цинка, не оставляя слепых зон.

Компромиссом является возможная потеря прочности на 5–8 % из-за высокотемпературного отжига и шероховатая поверхность с цинковыми включениями (требующая специальных прокладок для предотвращения царапин).

3. Анкерные болты из электрооцинкованной стали: элегантные защитники точных условий

В электрохимической ванне электрический ток стимулирует осаждение ионов цинка, образуя зеркальное покрытие толщиной всего 10–12 мкм. Его основные преимущества заключаются в следующем:

- Нулевая термическая деформация: процесс при комнатной температуре сохраняет первоначальную прочность стали (особенно подходит для сверхвысокопрочных сталей свыше 1000 МПа).

- Гладкая поверхность: снижает износ строп и продлевает срок службы кабеля на 30%.

- Точные размеры: равномерное покрытие гарантирует отсутствие потери посадки резьбы.

Однако испытания в соляном тумане показывают, что его коррозионная стойкость составляет всего одну пятую от стойкости горячего цинкования в аналогичных условиях, а срок его службы на открытом воздухе обычно не превышает пяти лет.

Как покрытие влияет на безопасность подъема?

Осторожно — дьявол кроется в деталях: четыре подводных камня при нанесении покрытия

1. Проблема совместимости: горячеоцинкованные анкеры могут вызывать электрохимическую коррозию (средняя глубина коррозии составляет 0,2 мм в год) при контакте с алюминиевой опалубкой. Решение: используйте нейлоновые изоляционные прокладки или перейдите на систему, полностью изготовленную из нержавеющей стали.

2. Слепая зона затухания магнитного поля: остатки бетона или масла на оцинкованной поверхности могут снизить сцепление магнитного держателя на 40%. Очистку следует производить скребком из нержавеющей стали (железные инструменты запрещены во избежание намагничивания).

3. Риск эксплуатации при высоких температурах: При использовании анкеров с горячей оцинковкой вблизи печи для пропаривания температура, превышающая 80 °C, может привести к размагничиванию цинкового слоя. Производитель ПК на севере Китая столкнулся с поломкой анкера из-за зимней пропаривания. Проблема была решена путём перехода на термостойкие модели с неодимовыми магнитами (рабочая температура 150 °C).

4. Определение поддельной гальванизации: некачественные гальванические цинковые покрытия толщиной менее 5 мкм можно обнаружить с помощью магнитного толщиномера (стандартное требование — ≥10 мкм).

Поэтому крайне важно отдать приоритет отраслевым стандартам и их соблюдению.

Как горячеоцинкованные, так и электрооцинкованные подъемные анкеры подчиняются различным отраслевым стандартам и нормам, чтобы гарантировать их безопасность и эффективность при подъемных работах.

Например, в Австралии подъёмные анкеры должны соответствовать стандарту AS 3850.1:2015, который устанавливает конкретные требования к производству, испытаниям и использованию подъёмных анкеров в строительстве, гарантируя их безопасность, надёжность и соответствие требованиям к качеству. Этот стандарт включает положения о надлежащем использовании стали с покрытием и без него, подчёркивая важность защиты от коррозии для обеспечения целостности конструкции подъёмных систем.

Аналогичным образом, в США процесс горячего цинкования регламентируется стандартом ASTM A123/A123M, гарантирующим соответствие толщины и качества покрытия требованиям защиты от коррозии. Стандарт ASTM B633, применяемый к гальваническим покрытиям, включая электроцинкование, регламентирует толщину, адгезию и эксплуатационные характеристики покрытия для различных сфер применения. Эти стандарты служат руководством по выбору подходящего метода защиты от коррозии в зависимости от воздействия окружающей среды и требований к механической нагрузке.

Производители подъемных анкеров обязаны соблюдать эти стандарты, чтобы гарантировать соответствие своих компонентов требованиям безопасности и долговечности, особенно в условиях, подверженных коррозии. Соблюдение этих отраслевых стандартов гарантирует подрядчикам и инженерам надежность и долговечность используемых изделий, предотвращая дорогостоящие и опасные последствия разрушения стали из-за ржавчины.

Наконец, руководство по выбору на основе конкретных сценариев: как сделать так, чтобы каждый анкерный болт подходил для конкретной работы.

🏗️ Предпочтение отдается анкерным болтам, оцинкованным методом горячего цинкования

- Высококоррозионные среды: прибрежные здания, химические заводы, зоны замерзания-оттаивания (коррозия от противогололедных реагентов)

- Подъем тяжелых грузов: большие балки и колонны весом >5 тонн, двутавровые плиты (требуется магнитная система класса 2100 кг)

- Полное управление жизненным циклом: анкерные болты общего назначения, требующие повторного использования (например, пресс-формы для сборочных линий)

⚡ Предпочтение отдается электрооцинкованным анкерным болтам

- Прецизионные элементы: Декоративные бетонные плиты (наличие цинковых включений на поверхности не допускается)

- Сухие помещения: сборные железобетонные внутренние перегородки, мебельный бетон

- Применение сверхвысокопрочной стали: болты класса прочности 10.9 и выше (во избежание термической хрупкости)

⛔ Где использование голой стали строго запрещено

- Постоянно открытые точки подвеса: подвесные конструкции, такие как художественные бетонные скульптуры.

- Среды с высокой влажностью: подвальные помещения, водоочистные сооружения