Огнестойкая сталь

Когда слышишь 'огнестойкая сталь', первое, что приходит в голову — будто это какая-то волшебная сталь, которая вообще не плавится. На деле же всё куда прозаичнее. Я лет десять работаю с металлоконструкциями, и до сих пор сталкиваюсь с заказчиками, которые уверены, что огнестойкая сталь — это отдельный вид металла, который не требует дополнительной обработки. Приходится разъяснять, что это обычная сталь, но с особыми легирующими добавками — молибденом, хромом, иногда никелем. Именно они позволяют сохранять прочность при высоких температурах. Но даже такая сталь имеет свой предел — обычно около 600-700°C, дальше начинается критическое снижение несущей способности.

Что на самом деле скрывается за термином

В нашей практике на огнестойкую сталь всегда смотрим с точки зрения конкретного проекта. Например, для каркаса торгового центра важно не просто использовать сталь с повышенным пределом огнестойкости, но и правильно рассчитать сечение элементов. Помню, в 2019 году мы работали над многоэтажным коммерческим объектом в Сиане — там как раз применялась сталь марки S355JR с дополнительной обработкой. Но ключевым моментом стало то, что мы усилили узлы соединений, потому что при пожаре именно они выходят из строя первыми.

Часто сталкиваюсь с тем, что проектировщики недооценивают важность скорости нагрева. Огнестойкая сталь — не панацея, если не учтены тепловые расширения. На одном из объектов при испытаниях выяснилось, что балки деформировались не из-за потери прочности стали, а из-за неравномерного прогрева. Пришлось пересчитывать всю систему креплений.

Кстати, у нас на производстве в ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг есть специальный стенд для тестирования образцов. Недавно проверяли партию стали для мостового перехода — при 550°C некоторые образцы начали терять форму быстрее расчетного времени. Выяснилось, что проблема в технологии охлаждения при производстве стали. Такие нюансы обычно в сертификатах не указывают.

Практические сложности при монтаже

С монтажом огнестойкой стали всегда возникают специфические трудности. Например, сварка — требуется строгое соблюдение температурного режима, иначе легирующие элементы начинают выгорать. Мы в своей практике выработали правило: предварительный подогрев до 150-200°C для толстостенных элементов. Но и это не гарантия — как-то раз при сварке балок перекрытия появились микротрещины, которые обнаружились только при ультразвуковом контроле.

Еще один момент — обработка поверхности. Огнестойкая сталь часто требует специальных грунтовок, обычные могут отслаиваться при нагреве. Мы сотрудничаем с химическими лабораториями, чтобы подбирать составы, которые не теряют адгезию при высоких температурах. Для объектов типа производственных цехов это особенно критично.

На нашем сайте https://www.zxth.ru есть примеры реализованных проектов, где мы использовали разные марки огнестойкой стали. Но честно говоря, в открытом доступе мы публикуем далеко не все детали — некоторые технологические нюансы составляют ноу-хау компании.

Распространенные ошибки и как их избежать

Самая частая ошибка — экономия на соединениях. Видел проекты, где использовалась качественная огнестойкая сталь, но обычные болты класса прочности 4.6. При температуре 400°C они уже теряют несущую способность. Мы всегда настаиваем на высокопрочных болтах 8.8 или 10.9, даже если это увеличивает стоимость проекта на 5-7%.

Другая проблема — неправильная оценка условий эксплуатации. Для цехов с агрессивной средой нужно учитывать не только огнестойкость, но и коррозионную стойкость. Как-то раз мы заменяли конструкции на химическом производстве — предыдущие подрядчики использовали обычную огнестойкую сталь без цинкового покрытия, и через два года появились очаги коррозии.

В наших производственных цехах в районе Янлин мы специально оборудовали участок для обработки огнестойкой стали — отдельные станки для резки и гибки, чтобы избежать загрязнения материала. Это кажется мелочью, но на деле влияет на качество конечного продукта.

Реальные примеры из практики

В 2021 году мы монтировали каркас для логистического центра — там использовалась сталь с пределом огнестойкости R90. Особенность была в том, что некоторые колонны имели переменное сечение. Пришлось разрабатывать индивидуальную схему монтажа, чтобы не нарушить целостность конструкции. Кстати, именно тогда мы окончательно перешли на лазерную резку для таких сложных профилей — старые методы не давали нужной точности.

А вот негативный пример — пытались сэкономить на проекте склада, использовали более дешевую сталь китайского производства. Хотя по сертификатам она соответствовала требованиям, при контрольных испытаниях образцы показали результат на 15% ниже заявленного. Пришлось срочно менять поставщика и нести дополнительные расходы. Теперь работаем только с проверенными металлургическими заводами.

Для мостовых конструкций мы вообще применяем особый подход — там огнестойкая сталь должна сочетаться с ударной вязкостью. Последний проект — пешеходный мост через реку Вэйхэ — потребовал использования стали с добавлением ванадия. Это удорожает конструкцию, но зато гарантирует надежность при резких перепадах температур.

Перспективы и новые разработки

Сейчас появляются новые марки стали с улучшенными характеристиками. Интересно наблюдать за разработками в области наноструктурированных сталей — они promiseют повысить предел огнестойкости до 120 минут без увеличения массы конструкций. Но пока это лабораторные образцы, в массовое производство они не пошли.

Мы в ООО Шэньси Чжисинь Тяньхун Металл Мануфэкчуринг постепенно внедряем системы мониторинга состояния конструкций в реальном времени. Это позволяет отслеживать изменение характеристик огнестойкой стали в процессе эксплуатации. Планируем в следующем году оборудовать такими системами хотя бы 30% сдаваемых объектов.

Кстати, недавно получили запрос на изготовление нестандартных ферм для атриума бизнес-центра — там требовалось обеспечить предел огнестойкости 150 минут. Пришлось комбинировать разные подходы: и специальную сталь, и огнезащитную обмазку. Получилось дорого, но зато безопасно.

В провинции Шэньси, где находится наше производство, климатические особенности тоже влияют на выбор материалов. Летняя жара и высокая влажность требуют дополнительной защиты даже от огнестойкой стали. Мы разработали собственные технологические карты для разных сезонов монтажа — это снижает риски деформации конструкций.