Beständiga fästelement i utsatta miljöer T U F FA K R AV PÅ K O R R O S I O N S H Ä R D I G H E T
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
När kraven är tuffa Är det viktigt att välja rätt
Inom tunnplåtsindustrin pågår en ständig utveckling. Nya produkter och byggsystem baserade på tunnplåtsteknik får en allt mer framträdande roll även inom bostadssektorn. Denna broschyr avser att underlätta valet av rätt fästelement och samtidigt påminna om de fällor och fel som inte sällan uppträder i samband med monteringsarbetet.
För att alla funktioner ska säkerställas är frågor om infästningsteknik ett område som bör komma in i ett tidigt skede av projekteringsarbetet. Ett väl fungerande infästningssystem ska ha erforderlig hållfasthet och vara rätt ergonomiskt utformat. Fästdonen ska vara beständiga ur korrosionssynpunkt och vara täta mot nederbörd. Sist men inte minst, fästdonen ska vara identifierbara.
2
Viktiga frågor att ta ställning till, inte minst när det handlar om sådant som ska sitta utomhus och dessutom utgör en säkerhetsfråga för en senare användare: • Vilka krafter kommer att påverka det som ska fästas in? • I viken miljö ska det sitta? • Vad är det för underlag? • Vilka krafter kommer att överföras till infästningspunkten?
Refererns: Teknikhandboken 2015
Innehåll
”En grundregel inom all infästningsteknik är att fästdonet har längre livslängd än det material som ska fästas in”
Innehållsförteckning 04-05
Material och föreskrifter – AMA Hus
16–17
Kolstål eller rostfritt stål?
06–07
Fokus på perfekt hållfasthet
18 Korrosionshastighet
08-09 Korrosionshärdighet
19 Täthet
10 Beständighet
20–21
11 Korrosion
22 CE-märkning
12–13
Vad är korrosion?
23
14–15
Material i skruvar
Skydd mot korrosion
Top Performance
3
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Ett av kraven är att fästdonen förutom kvalitet och teknisk prestanda även ska kunna härledas till tillverkaren.
Skruv för sammanfogning av sidoöverlapp samt montering av detaljer ska vara borrande med frisläpps- och klämfunktion anpassad till plåttjocklek.
Material och föreskrifter Utdrag ur AMA Hus
Taktäckningar och väggbeklädnader med mera av överläggsplattor eller dyligt av profilerad plåt.
Märkning Plåt ska vara märkt på ett sådant sätt att material och beläggningar kan spåras och identifieras vad gäller innehåll, kulör, kvalitet och tidpunkt för tillverkning. Fästdon Fästdon till taktäckningar och fasadbeklädnader ska vara av austenitiskt rostfritt stål A2 eller A4. Detta motsvarar kvalitet 1.4301 respektive 1.4404 enligt SS-EN 100885:2009. Vid infästning av aluminiumplåt till träunderlag får skruv vara av aluminium. Skruv för infästning av plåt i stålunderlag och för ihopfogning av plåt ska vara borrande alternativt gängpressande i förborrat hål.
4
Skruv för infästning av plåt i träunderlag ska vara borrande. Skruv ska ha ledad tätningsbricka med påvulkaniserat EPDM-gummi som har hårdhet anpassad till rörelser i underlaget. Skruv ska ha sexkantshuvud alternativt lågkullrigt huvud med invändig drivning. Skruv för sammanfogning av sidoöverlapp samt montering av detaljer ska vara borrande med frisläpps- och klämfunktion anpassad till plåttjocklek. Blindnit för sammanfogning av sidöverlapp på tak samt för montering av detaljer på tak ska vara trycktät. Blindnit för montering av detaljer ska ha en minsta diameter av 3,8 mm. För sammanfogning av sidöverlapp ska blindnit ha en minsta diameter av 3,8 mm.
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Turning Torso, Malmö Sweden, ett exempel på byggnader med hårda krav på bland annat infästningar där EJOT:s produkter används. Arkitekt: Santiago Calatrava, Spanien.
Alternativt får fästdon av annat material med motsvarande härdighet och egenskaper användas. Egenskaper ska vara dokumenterade på ett sådant sätt att jämförelse kan ske för olika korrosivitetsklasser enligt SS-EN ISO 9223 respektive korrosionsmotståndsklasser enligt SS-EN 1993-1-4.
Vid montering ska borrspån från stålunderlag, splintar av stål från blindnitar samt andra föremål av stål som kan orsaka korrosionsangrepp eller skador i färgbeläggningen eller på plåten snarast avlägsnas från monterad yta.
Infästning Infästning ska utföras med skruv i profilbotten. Fästdon ska anbringas vinkelrätt mot plåten på ett sådant sätt att anliggning erhålls mellan huvud, bricka, tätning och plåt. Hål för gängpressande skruv ska förborras. Hålstorlek ska anpassas till stålunderlagets tjocklek. Fördjupning i plåt vid huvud får inte vara sådant att vatten kan stå kvar.
5
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Fokus på perfekt hållfasthet Viktigt att dimensionera rätt
För att undvika brott i ett förband ska dessa alltid dimensioneras för uppträdande laster. Grundläggande krav på fästdon i ett infästningssystem är: • Erforderlig hållfasthet • Anpassad korrosionshärdighet • Täthet mot nederbörd • Ergonomiskt anpassad monterbarhet • Identifierbar märkning
Kinetik, hur snabbt kemiska reaktioner och andra kemiska processer sker och på vilket sätt processerna sker
Dimensionering ska utföras enligt gällande Eurokoder: • SS-EN 1990 behandlar grundläggande dimension-
• Infästning och sammanfogning av kallformade profiler
eringsregler avseende säkerhet, brukbarhet och beständighet
och profilerad plåt av kolstål regleras av Eurokod 3 (SS-EN 1993-1-3:2006) och för rostfritt stål Eurokod 3 (SS-EN 1993-1-4:2006) motsvarande för aluminium-
• SS-EN 1991 behandlar olika typer av laster som
påverkar en byggnad, till exempel snö och vindlaster • Infästning av byggnadsplåt till trä regleras av Eurokod 5
(SS-EN 1995-1-1:2005) • Infästning av byggnadsplåt till betong regleras av
Eurokod 2 (SS-EN 1992-1-1:2005)
6
konstruktioner enligt Eurokod 9 (SS-EN 1999-1-1:2007) Praktiskt tillämpbara dimensioneringsvärden tillhandahålls från producenterna av byggnadsplåt.
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Brottyper Skjuvbrott i fästdonet
Snedställning av fästdonet
Hålkantsflytning i plåten
Hålkantsflytning och snedställning är sega brott. Förband bör avstämmas så att dessa är dimensionerande.
Utdragsbelastning Plåtvikning
Överdragsbrott
Utdragsbrott
Dragbrott i fästdon
Genomstansning
Överdragsbrott och plåtvikning är sega brott. Förband bör avstämmas så att dessa är dimensionerande.
7
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Korrosionshärdighet När kraven är tuffa
En byggnad utsätts under sin livstid för olika yttre påfrestningar och ofta kan fästdonen vara den från korrosionssynpunkt svagaste länken.
För att fastställa livslängden hos de vanligast förekommande fästdonen har fältförsök genomförts i olika miljöer som är anpassade till korrosivitetsklasser enligt SS-EN 12944-2. Här beskrivs atmosfärens korrosivitet och exempel ges på ut- och invändiga miljöer, se tabell sid 9. Ett stort antal fästdon med olika material och ytbehandlingar har testats i korrosivitetsklasserna C3, C4, C5 och CX. Fästdonen provades monterade i polyester för att undvika galvanisk korrosion. Ett antal fästdon provades också monterade i olika typer av plåtmaterial för att
8
undersöka de galvaniska effekterna. Efter testerna analyserades fästdonen, huvudsakligen från säkerhetssynpunkt, men även ur estetisk synvinkel. Resultatet av försöken visar att endast rostfritt austenitiskt stål 1.4301 (A2) och 1.4401 (A4) syrafast SS-EN 10088-5:2009 samt aluminium är acceptabla för korrosivitetsklass C3 och C4. För C5 rekommenderas 1.4401 (A4) syrafast. Detta är också i enlighet med rekommendationerna i Eurokod 3 SS-EN 1993-1-3:2006 som avser kallformade profiler och profilerad plåt.
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Korrosivitetsklass
Miljöns korrosivitet
Exempel på typiska miljöer i den tempererade klimatzonen (Informativt) UTOMHUS
C1 C1
Korrosivitetsklass
C2 C2
Korrosivitetsklass
C3 C3
Korrosivitetsklass
INOMHUS Uppvärmda utrymmen med torr luft och obetydliga mängder föroreningar, till exempel kontor, affärer, skolor, hotell.
Mycket låg
Låg
Måttlig
C4
Atmosfärer med låga halter luftföroreningar. Lantliga områden.
Icke uppvärmda utrymmen med växlande temperatur och fuktighet. Låg frekvens av fuktkondensation och låg halt luftföroreningar, till exempel sporthallar, lagerlokaler.
Atmosfär med viss mängd salt eller måttliga mängder luftföroreningar. Stadsområden och lätt industrialiserade områden. Områden med visst inflytande från kusten.
Utrymmen med måttlig fuktighet och viss mängd luftföroreningar från produktionsprocesser, till exempel bryggerier, mejerier, tvätterier.
Atmosfär med måttlig mängd salt, påtagliga mängder luftföroreningar eller kustområden.
Utrymmen med hög fuktighet och stor mängd luftföroreningar från produktionsprocesser, till exempel kemiska industrier, simhallar, skeppsvarv.
Industriella eller kust- och havsområden med aggressiv atmosfär.
Utrymmen med fuktkondensation och mycket luftföroreningar.
Havsmiljöer med hög salthalt eller industriområden med extremt hög luftfuktighet och aggressiv atmosfär eller subtropiska och tropiska områden.
Byggnader och områden med nästan konstant kondens och aggressiva luftföroreningar.
Korrosivitetsklass
C4
Hög
Korrosivitetsklass
C5 C5
Korrosivitetsklass
CX
Korrosivitetsklass
Mycket hög
Extremt hög
För val av infästningar till miljöer med korrosivitetsklass C4, C5 och CX bör vår kundservice kontaktas då infästningar i sådana miljöer kräver teknisk rådgivning.
Vid val av beständighet i samband med extrema miljöer, till exempel simhallar, äventyrsbad och vägtunnlar, måste speciella utredningar göras. Här kan spänningskorrosion uppstå på austenitiskt rostfritt stål med svåra skador som följd. För infästning i dessa miljöer (CX) rekommenderas speciallegeringen 1.4529 (A5) eller likvärdigt material att användas. Dock måste risken för galvanisk korrosion beaktas. Speciellt gäller detta i havs- och industrimiljö.
I miljöer med måttlig aggressivitet utifrån kan fästdonen i många typer av konstruktioner påverkas av fukt inne i konstruktionen i form av kondens eller läckage. Speciellt stammen på korrosionsskyddsbehandlade borrande kolstålsskruvar för infästning av plåtmaterial till underlag av både trä och stål kan vara kraftigt korroderade. Orsaken till detta är att större delen av korrosionsskyddet försvinner samband med genomborrningen av plåten.
Rekommendationer Med hänsyn till livslängd och framtida underhållskostnader rekommenderas att fästdon används med minst samma livslängd som det infästa materialet.
Vid en besiktning utifrån ser man bara huvudet på fästdonet som oftast inte är angripet av korrosion. Vid demontering av sådana fästdon kan det visa sig att stammen på fästdonet är korrosionsangripen.
9
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Beständighet Byggnadsverksdelar och material som ingår i bärande konstruktioner ska antingen vara naturligt beständiga eller göras beständiga genom skyddsåtgärder och underhåll, så att kraven i brott- och bruksgränstillstånd uppfylls under byggnadsverkets livslängd.
Är permanent skydd inte möjligt ska förväntade förändringar av egenskaperna beaktas vid dimensioneringen. Konstruktionen ska vid förutsatt underhållsbehov utformas så att de påverkade delarna blir åtkomliga för återkommande skyddsåtgärder och underhåll.
Tele 2 Arena, Stockholm, ytterligare en av många bygnader där EJOT:s produkter används. Arkitekt: White arkitekter, Göteborg
Råd enligt SS-EN 1990:
Livslängdsgaranti
Förslag på avsedd livslängd (år)
Tillfälliga konstruktioner (bärverk eller konstruktionsdelar som kan nedmonteras med avsikt att kunna återanvändas bör inte ses som tillfälliga).
1
10
2
10–25
Utbytbara konstruktionsdelar, till exempel portbalkar och lager.
3
15–30
Bärverk i lantbruksbyggnader och liknande.
4
50
Bärverk i byggnader samt andra vanliga bärverk.
5
100
Bärverk i monumentala byggnader samt broar och andra anläggningar.
Eurokods förslag på avsedd livslängd.
10
Exempel
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Korrosion Vid tunnplåtsapplikationer har korrosionsfrågorna stor betydelse, dels därför att plåten är tunn, dels därför att tunnplåten ofta används som ett dekorativt ytmaterial. Korroderade fästdon kan leda till en rad problem framförallt utseendemässigt, men om korrosionen tillåts fortsätta kan även brott uppkomma.
Korrosion på huvud och bricka • Missfärgning av plåten • Reduktion av bärförmåga med hänsyn till överdragsbrott • Risk för läckage • Ökat behov av underhåll
Korrosion av skruvstammen • Reduktion av draghållfastheten
Dold korrosion Korrosion på den synliga ytan av skallen på utsidan av en fasad och korrosion på den synliga delan av skruvstammen på insidan av en byggnad kan lätt upptäckas. En mycket större säkerhetsrisk utgör korrosion på fästdonet inuti taket eller väggen. Detta visar sig först vid brott i fästdonet vilket kan resultera i att plåten lossnar helt eller delvis.
• Reduktion skjuvhållfastheten • Reduktion av utdragshållfastheten • Missfärgning av inre ytor
Fästdon: Lackerad, blankförzinkad borrande skruv. Applikation: Tak med trapetsprofilerad plåt till träåsar. Ålder: 10 år Resultat: Skruvstam kraftigt rödrostangripen. Huvud ej rostangripen trots att lacken är borta. Orsak: Träåsar ständigt fuktiga av kondensvatten orsakad av dålig ventilation.
Fästdon: Blankförzinkad, gängpressande skruv. Applikation: Vägg med trapetsprofilerad plåt till stålåsar och mellanliggande köldbryggeisolering. Resultat: Hela skruven rostangripen. Skruvstam nästan genomrostad i anslutning till åsen. Orsak: Fukt i köldbryggeisolering orsakad av övertryck i lokalen och felaktigt monterad ångspärr.
11
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Vad är korrosion? Många typer av korrosion förekommer. De mest relevanta för fästdon av stål är allmän korrosion, galvanisk korrosion, atmosfärisk korrosion och syrecellkorrosion.
12
Allmän korrosion Olegerat och låglegerat stål med mindre än 13% krom korroderar i neutralt vatten och i fuktig luft vilket resulterar i nästan lika förluster över hela ytan. Vattenfilmen medför att en elektrokemisk reaktion sker på stålytan som tjänstgör som både anod och katod. Anod- och katodytorna kan tänkas vara små och talrika och byta plats med korta tidsintervaller, vilket leder till fortskridande korrosion. Korrosionshastigheten ökar starkt vid närvaro av föroreningar och ökad fuktighet.
Atmosfärisk korrosion Vilket oftast kan betecknas som en form av allmän korrosion, kan påskyndas av olika kemiska ämnen. Utsläpp av svaveloxid från förbränning av fossila bränslen ger lokalt en förhöjd korrosionshastighet i industritäta områden. I dessa områden kan även emissioner av andra ämnen till exempel kväveoxid, klor, väteklorid, myrsyra och ättiksyra ge en ökad korrosionshastighet. I kustnära områden kan finnas höga halter av salt, natriumklorid i luften vilket ochså ger en förhöjd korrosionshastighet.
Galvanisk korrosion När två metaller är i kontakt med varandra i närvaro av en elektrolyt (fukt) uppkommer en elektrisk ström och den mindre ädla metallen löses upp (korroderar). Rosten breder ut sig snabbt när ett rostangrepp väl sätter in.
Korrosion på grund av luftningsceller Syrebrist kan uppstå i fuktig värmeisolering, i sidoöverlapp där fukt är instängd och i situationer där fukt är instängt och/eller föroreningar kan ansamlas. Området för förhindrat, lägre syretillförsel bildar anod och korroderar.
Självläkning zinkbeläggning Vid korrosionsskydd av stål med olika zinkbelägningar offras zinken (zink är oädlare än stål) och skyddar därigenom stålet (katoden) från att korrodera. Detta utnyttjas vid mindre skador i beläggningen (“självläkning“) då kvarvarande zinkskikt förmår skydda basmetallen, stålet, från korrosion. Beläggning på fästelement skadas oundvikligen vid monteringen varför denna skyddsverkan är väsentlig för fästelementets funktion.
Spaltkorrosion Spaltkorrosion leder till en kemisk sönderdelning av materialet i smala, oseglade spalter som inte är tillräckligt ventilerade. Reaktionerna som äger rum kan också göra korrosionsmediet ännu mer aggressivt. På grund av bristen på syretillförsel i området av sprickan är bildandet av ett passivt skyddsskikt inte möjligt. Avsaknaden av detta skyddande skikt innebär att även rostfritt stål kan attackeras i området med sprickor.
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Allmän korrision
Anodiskt utlöst zink täcker efter en tid skadan. Skyddet består så länge som zink finns omkring skadan.
Torr isolering
Fuktig isolering
Katod
Anod Galvanisk korrosion
Korrosion på grund av luftningsceller
Spänningskorrosionssprickor En särskilt kritisk form av korrosion är spänningskorrosionssprickor. Materialet skadas av en kombination av mekanisk och kemisk belastning. Det är möjligt att sprickor i materialstrukturen eller fullständiga skruvfrakturer uppstår utan synliga korrosionsprodukter. Spänningskorrosionssprickor kan delas upp i två olika typer:
Spaltkorrosion
Korrosion av sprickor i anodisk spänningskorrosion förekommer främst på ett stort antal rostfria stål. Om dessa används i mycket korrosiva atmosfärer, som inomhuspooler, kan sprickor i det passiva lagret spridas till hela materialstrukturen. Som ett resultat reduceras skruvens lastkapacitet till under det kritiska tvärsnittet. I motsats till detta kan katodisk spänningskorrosion främst uppstå i fallhärdade skruvar. Katodisk spänningskorrosion är också känd i detta sammanhang som väteinducerad försprödning. Genom ansamling av atomärt väte i skruvmaterialet utvecklas sprickor i skruven under påverkan av dragbelastningar, vilket minskar lastbärande kapacitet och kan leda till brott i fästelementet.
Spänningskorrosionssprickor
13
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Material i skruvar Många tror att rostfritt stål inte kan korrodera. Rostfritt stål är dock inte ett ensartat material utan en sammanfattande benämning på över 2000 olika typer av legeringar, som alla i varierande grad kan korrodera, dock mindre än kolstål. Rostfritt kan klassificeras i tre huvudgrupper: Ferritiskt, Martensitiskt och Austenitiskt rostfritt stål.
synliga korrosionsprodukter kan iaktas på ytan. Det är därmed lätt att förbise vid “normal“ korrosionskontroll
Ferritiskt rostfritt stål
Skruv i martensitiskt rostfritt stål kan rekommenderas högst i korrosivitetsklass C2 och i vissa fall i C3.
• Innehåller minst 12% krom • Har lägre brottöjning än austenitiskt rostfritt stål
Austenitiskt rostfritt stål
• Kan inte härdas
• Innehåller minst 17% krom
• Är känsligt för sprödbrott
Ferritiskt rostfritt stål är olämpligt för tillverkning av fästdon för utomhusmiljö. Martensitiskt rostfritt stål • Innehåller minst 11% krom • Kan vara känsligt för spänningskorrosionssprickning och väteförsprödning • Kan härdas • Har god värmeledningsförmåga (som kolstål) • Är magnetiskt
Spänningskorrosionssprickning och väteförsprödning är förrädiskt då sprickbildning kan penetrera materialet praktiskt taget utan att någon synlig korrosion eller
14
• Innehåller minst 8% nickel • Molybden kan också adderas för att förbättra korro-
sionsmotståndet • Är inte härdbart (se dock Anm 2 på sidan 15) • Har dålig värmeledningsförmåga (25% av kolstålets) Austenitiskt rostfritt stål kan användas i alla korrosivitetsklasser. Anm.1: Vid gängformningsprocessen härdas gängorna tillräckligt för att skruven ska bli gängpressande men inte tillräckligt för att borra i stålreglar. Genom speciell teknik, som innebär att en härdad borrsspets fästs till en austenitisk rostfri skruv kan den bli borrande. Det är viktigt vid montaget att alla gängor inuti och utanför reglarna är av austenitiskt rostfritt stål.
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Rostfritt stål A2 (V2A) 1.4301
Rostfritt stål A4 (V4A) 1.4401
Anm. 2: Extrem kallformning av austenitiskt rostfritt ståltråd kan medföra liten kvarstående magnetism, men utan att i övrigt påverka materialegenskaperna. Anm. 3: Några sorters austenitiskt rostfritt stål är känsliga för spänningskorrosionssprickning initierad av klor, därför bör försiktighet iaktas när materialet kan komma i kontakt med klor i miljö med lågt pH-värde till exempel i simhallar och vägtunnlar. I dessa fall kan varmförzinkat kolstål vara att föredra. Kolstål Fästdon av belagt kolstål har en rad begränsningar ur korrosionssynpunkt.
Rostfritt stål HCR 1.4529
• Kolstål rostar snabbt vid exponering i fuktig och föro- renad miljö. • Ytskydd med bra korrosionsmotstånd kan appliceras för att förlänga fästdonets livslängd, men det kommer bara att fördröja korrosionsprocessen. • Effektiviteten hos dessa beläggningar kan bara avgöras om man bedömmer förhållandet efter det att fästdonet har monterats i konstruktionen. • De korrosionsskyddande beläggningarna har ofta inte så bra vidhäftning. • Beläggningar på fästdon för infästning av fasad och takplåt kommer oundgängligen att skadas under montaget när huvuddelen av skruvstammen går igenom plåten och åsarna eller väggreglarna.
Materialtyp
Cr/Ni/Mo
Äldre beteckning
SS-EN 10088
USA Tyskland
Austenitiska
18/8
SS 2333 SS 2343 SS 2347
1.4301 1.4436 1.4401
304 A2 316 A4
Martensitiska
13/0,5
SS 2302 SS 2303
1.4006 1.4021
403 420
Beteckningar för några rostfria stål. Skruv av varmförzinkat kolstål kan användas högst i korrosivitetsklass C4, elförzinkat högst i korrosivitetsklass C1.
15
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Kolstål eller rostfritt stål? Vid val av material i fästdon bör man beakta följande faktorer.
för byggnadsdelar som är åtkomliga för inspektion och underhåll, annars 100 år.
• Material i skivor och underlag
I praktiken kan fästdon för infästning av yttre skivmaterial inte anses vara ersättningsbara utan att skivmaterialet blir så skadat att det också behöver bytas. I det fall den allvarligaste korrosionen kan komma att uppträda inuti väggen är det inte heller möjligt att karaktärisera fästdonen som möjliga att underhålla. Det innebär att man i permanenta byggnader bör välja beständiga fästdon. I tillfälliga byggnader kan enklare fästdon komma ifråga.
• Erforderlig livslängd • Yttre miljö • Inre miljö (vid byggnader) • Garantiåtaganden
Material i skivor och underlag Skivmaterialet till tak och fasader kan bestå av belagd stålplåt, aluminiumplåt, rostfri plåt, fibercementskivor, plastskivor, träfiberskivor m m. Det är praxis att använda fästdon av austenitiskt rostfritt stål för infästning av plåt av aluminium och rostfritt stål. Belagda kolstålfästdon kan komma ifråga vid alla andra skivmaterial förutsatt att det är lämpligt med hänsysn till de andra faktorerna, se ovan. Erforderlig livslängd Enligt BKR (Byggkeramikrådet) ska byggnadsdelar och material som ingår i bärande konstruktioner antingen vara beständiga eller kunna skyddas och underhållas, så att kraven i brottgräns och bruksgränstillstånd uppfylls under byggnadens livslängd. Livslängden för konstruktioner i säkerhetsklass 2 och 3 bör väljas minst 50 år
16
Yttre miljö Indelning i korrosivitetsklasser med hänsyn till atmosfärens korrosivitet framgår av tabellen på sidan 17. Det är inte lätt att precis definera var belagda fästdon av kolstål är lämpliga eller inte. Det är dock säkert att stålskruvar kommer att korrodera när de exponeras i alla klasser och att korrosionshastigheten ökar när man går nedåt i tabellen. Inre miljö I vissa byggnader är det lämpligt att använda rostfritt stål i fästdonen även om den inre miljön inte är direkt aggressiv. Detta gäller byggnader där det hanteras eller
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
förvaras varor med mycket högt värde, byggnader där hygienen är av högsta betydelse och i byggnader med känslig utrustning. Eventuell inträngning av vatten på grund av korrosion av fästdon skulle i sådana byggnader kunna bli mycket störande och det skulle bli dyrt att reparera eller ersätta varor och utrustning. Garantiåtaganden I vissa länder finns krav från byggherrar och fastighetsägare att tillverkarna ska garantera konstruktionens prestanda under en viss tid. Tillverkarnas garantier måste då vara realistiska och man måste skilja mellan förväntad funktionell tid och garantiåtagande. Om beständigheten hos fästelementet behöver garanteras är övre gränsen för kolstål begränsat. Fästdon av austenitiskt rostfritt stål kan ofta garanteras fungera upp till 30 år.
Rekommendationer vid olika korrosivitetsklasser Vid val av infästningsmaterial är det viktigt att känna till rangordningen mellan ädla och oädla material och miljön konstruktionen omges av. Man bör använda material i fästdonen som är ungefär lika oädla eller använda polymera material, som har låg elektrisk ledningsförmåga och därför inte är lika riskabla. Rostfritt stål är enligt tabell nedan att betrakta som ett ädelt material och skulle normalt ge kraftig korrosion på zink- och aluzinkbelagt material om metallisk kontakt uppkommer. Om en bra isolerande bricka används minimeras korrosionsrisken vilket gör att rostfritt stål kan användas. Marin miljö (korrosivitetsklass CX) är dock så korrosiv att ett oädlare material till exempel ett tjockt lager av zink rekommenderas. Kontakt bör dock alltid ske med plåtleverantören.
Se om plåten kan fungera ihop med andra material i korrosionstabellen
Ädlast (katod)
Metall
en (Volt) *havsvatten
en (Volt) 0 *normalt i 25 C
Guld (Au)
+0,42
1,36
Titan (Ti)
+0,38
0,9
Silver (Ag)
+0,30
0,8
Rostfritt *passivt
+0,05
0,34
Koppar (Cu)
+0,02
-0,14
Tenn (Sn)
-0,26
Rostfritt *aktivt
-0,29
Bly (Pb)
-0,31
-0,13
Oädelt material angrips, löses upp och skyddar det ädlare materialet
Platina (Pt)
Oädlast (anod)
Stål
-0,46
-0,44
Aluminium (Al)
-0,51
-1,66
Aluzink
-0,70
Förz. stål
-0,81
Zink (Zn)
-0,86
Magnesium (Mg)
-1,36
-0,76
Är det oädlare materialet litet i förhållande till det ädlare, går processen fortare
Så till exempel skyddas förzinkat stål av zink men inte koppar
* Passiv är en metallyta som fått en osynlig tunn reaktionshindrande beläggning, en hinna av kromoxid skapad av luftens syre. I syrefattig miljö kan inte ett passivt skikt bildas varför metallen är i ett aktivt tillstånd.
17
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Korrosionshastighet I de tuffaste miljörerna krävs en skruv som klarar kraven
Ungefärliga värden på korrosionshastigheten för stål, koppar, zink och aluminium i olika typer av atmosfär i Sverige. På de tre förstnämda metallerna rör det sig om relativt jämn avfrätning. På aluminium blir den jämna avfrätningen obetydlig. I stället bildas frätgropar, vars tillväxt på djupet dock avtar relativt snart, så att angreppet i det närmaste avstannar. 1 um = 1/1000 mm
Medel frätdjup (μm/år)
18
Stål
Koppar
Zink
Aluminium
Lantatmosfär
1,3–25
0,1–0,6
0,1–0,7
Obetydligt
Stadsatmosfär
25–50
0,6–1,3
0,7–2,1
Obetydligt
Havsatmosfär
80–200
2,8–5,6
4,2–8,4
Obetydligt
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Täthet Infästning av profilerad plåt på tak och fasad görs i dag huvudsakligen i profilbotten med skruv med tätningsbricka.
För att tätningsbrickan inte ska kunna påverkas av rörelser på grund av temperatur- och fuktrörelser, nederbörd, UV-strålning och aggressiva luftföroreningar, är det av stor
vikt att denna är rätt utformad och av lämpligt material. En ledad tätningsbricka med påvulkaniserat EPDMgummi uppfyller dessa krav på erforderlig livslängd.
15º
Tätningsbrickan vulkaniserad mot den skyddande metallbrickan.
Även vid plåtrörelser eller snett idragna skruvar (upp till 15º) är infästningen tät.
Rätt monterad.
EPDM behåller sin elasticitet och tar inte upp eventuella krympningar i underlaget.
19
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
1
2
3
4
Flera skydd
Skydd mot korrosion
1
Kolstål
2
Zinkflake beläggning
3
Organisk beläggning
4
Ytterligare beläggning
Om en ytbehandling appliceras på en stålyta för korrosionsskyddsändamål benämns detta i allmänhet som “skyddad mot korrosion“ eller “passivt korrosionsskydd“.
Ytbeläggningar för skruvar kan delas upp i ickemetalliska beläggningar och metallbeläggningar:
lementen. Förutom transparenta passiveringar används blå passiveringar främst för skruvar i byggbranschen.
Icke-metalliska beläggningar (med undantag av målsystem), såsom polering, erbjuder vanligtvis endast ett begränsat korrosionsskydd. Galvaniserade beläggningar eller zinkflake-beläggningar används vanligtvis för skruvar i byggbranschen, särskilt självborrande skruvar och självgängande skruvar.
Att applicera tätning eller organisk beläggning är ett annat sätt att förbättra tätning hos elektropläterade ytor. Termen tätningsmedel används för beläggning av tjocklekar från 1 till 3 um. Beläggningar som är tjockare än 3 um kallas toppbeläggningar.
Den vanligaste metallbeläggningen för fästelement är galvanisk zinkbeläggning (5–10 um) med efterföljande passivering. Passivering är ett konverteringslager skapat av en lösning efter nedsänkning som förbättrar korrosionsbeständigheten. Passivering uppnås genom att separera lösningar som innehåller krom. I enlighet med specifikationerna i REACH-direktivet använder EJOT endast Cr (VI) -fria beläggningar och passiveringar. Under passivering används termen tjockfilmpassivering för en beläggningstjocklek från 0,5–3 um. Passiveringar kan produceras i olika färger, beroende på kraven för fäste-
20
Zinkflake-beläggningar betraktas också som metallbeläggningar. Till skillnad från elektropläterade beläggningar finns det ingen risk för en tillverkningsrelaterad väteinducerad försprödning av basmaterialet. Zinkflake-beläggningar består i allmänhet av en oorganisk basbeläggning, som huvudsakligen består av zink- och aluminiumflingor, och en tätning. Dessutom kan organiska toppbeläggningar också appliceras för att förbättra korrosionsskyddet. Kombinationen av tätning och en elektropläterad beläggning eller zink-flake-beläggning är också känd som duplexbeläggning. Den förbättrade korrosionsbe-
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Allmän struktur för en galvanisk beläggning
Allmän struktur för zink-flake-beläggningar
Valfri ytbeläggning Transparent försegling: cirka 2 μm Svart ytbeläggning: cirka 10 μm
Färgad ytbeläggning Lagertjocklek: cirka 10 µm Transparent försegling Lagertjocklek: cirka 2 µm
Passivisering Blå passivisering: cirka 0.1 μm Tjockare passivisering: cirka 0.5 μm
Lager med korrosionsskydd: Zink (och aluminium) flakes Lagertjocklek: 5–20 μm
Lager med korrosionsskydd: Zink eller zinklegering (Zink/järn eller zink/nickel) Lagertjocklek enligt krav: 5–20 μm
Grundmetall (skruv/stål)
Grundmetall (skruv/stål)
Schematisk lagersammansättning
ständigheten uppnås genom en kombination av den slutliga effekten av toppbeläggningen och det katodiska korrosionsskyddet för basskiktet. Varmbeläggningar, såsom varmförzinkning och mekaniska beläggningar, är mindre lämpliga för självgängande och självborrande skruvar i byggbranschen på grund av de ibland höga skikttjocklekarna. EJOT använder duplexbeläggningar C 1000, CLIMADUR och EJOGUARD för sina produkter, förutom elektropläterade beläggningar i enlighet med DIN EN 4042 och zinkflake-beläggningar i enlighet med DIN EN ISO 10683.
Ytbehandling
Korrosionsmotstånd utan rödrost
Zn8/An//T0*
72 h NSS
Zinkflake
max. 720 h NSS
C 1000
1000 h NSS
CLIMADUR
15 Kesternich cycles (KWF 2.0 S)
EJOGUARD
1000 h NSS, 15 Kesternich cycles (KWF 2.0 S)
* galvaniserad, min. 8 μm blå passiverad Tabellen visar korrosionsmotståndet hos olika ytbehandlingar
Tack vare kombinationen av specifikt samordnade beläggningar ger EJOGUARD-ytan utmärkta korrosionsegenskaper. Med ett motstånd på tusen timmar i saltspraytestet i enlighet med DIN EN ISO 9227 och 15 Kesternich-cykler i enlighet med DIN 50018 utvidgas tillämpningsområdet för stålskruvar avsevärt beroende på nationella bestämmelser.
21
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
CE-märkning Rätt märkt för din trygghet
Sedan första juli 2013 måste byggprodukter som omfattas av en harmoniserad standard CE-märkas med tillhörande prestandadeklaration för att få säljas inom EU.
Enligt anvisningar i standarden upprättas en prestandadeklaration som beskriver produktens väsentliga egenskaper varefter CE-märkning kan ske.
Ett av kraven är att fästdonen förutom kvalitet och teknisk prestanda även ska kunna identifieras avseende tillverkare.
I de fall en harmoniserad standard saknas sker CE-märkning på frivillig väg. Då begärs en Europeisk teknisk bedömning (ETA) av ett bedömningsorgan (TKB). Med en ETA som grund kan prestandadeklarationen upprättas och produkten CE-märkas.
Slutsats: Använd endast fästdon med kända egenskaper och med möjligheter till identifiering.
En av fördelarna med en frivillig CE-märkning är att konkurrensen blir rättvisare när alla tillverkare måste deklarera sina produkter på samma sätt.
EJOT:s märkning, J3, avseende en austenitiskt rostfri skruv
22
Beständiga fästelement i utsatta miljöer
Top Performance Infästning för extrema miljöer EJOT® CORREMAKS är en rostfri gängpressande skruv tillverkad i austenitiskt rostfritt stål A5 (1.4529) avsedd för extrema miljöer med hög korrosionsbelastning genom klorid och svaveloxid. EJOT® borrande byggplåtsskruv (Super-SAPHIR) är unik med sin borrspets av härdat stål, homogent för-
CORREMAKS JZ1/JA1 CX Gängformande skruvar för konstruktioner med hög korrosionsbelastning. Korrosivitetsklass CX.
enad med skruvstammen i austenitiskt rostfritt material A2/A4 för utomhusmiljö. Det gör det möjligt att förena kraven på rostfritt material för utomhusmiljö och snabb och effektiv montering utan förborrning. Tätningsbrickan som tätar effektivt mot plåten gör skruven helt fulländad.
CX
Korrosivitetsklass
JA1
JZ1
ETA-10/0200
Borrande byggplåtskruv JF6/JT6 A4 Borrskruvar för användning i aggressiv utomhusmiljö. Korrosivitetsklass C5.
C5
Korrosivitetsklass
JT-6
ETA-10/0200
Borrande Byggplåtskruv JT3 A2 Borrskruvar för användning utomhus. Korrosivitetsklass C4.
C4
Korrosivitetsklass
JT-3
ETA-10/0200
Borrande Byggplåtskruv JT3-FR A2 Borrskruvar i rostfritt stål för användning i utomhusmiljö. Korrosivitetsklass C4.
ETA-10/0200
C4
Korrosivitetsklass
JT-3-FR
23
202001
EJOT Sverige AB Besök Sandtagsvägen 9, 702 36 Örebro Post Box 9013, SE-700 09 Örebro Epost infoSE@ejot.com Växel +46 19 20 65 00 Kundservice +46 19 20 65 10 ejot.se
@ejotsverige
/ejot.se
/ejotsverigeab
EJOT Sverige AB förbehåller sig rätten att ändra katalogens sortiment och tekniska specifikationer. För eventuella tryckfel ansvaras ej.