Bra Konstruktioner i Rostfritt Inom Arkitekturen

Bra konstruktioner i rostfritt inom arkitekturen

Euro Inox har bemödat sig att kontrollera, att all information i denna publikation är tekniskt korrekt. Emellertid bör läsaren beakta, att detta material är avsett enbart för allmän information. Euro Inox , dess medlemmar, medarbetare och konsulter ansvarar inte för några förluster, material- eller personskador vilka direkt eller indirekt kan hänföras till information i denna publikation.

ISBN 2-87997-069-5
© Euro Inox 2002, 2003


Ordinarie medlemmar

Acerinox
www.acerinox.es

Outokumpu Stainless
www.outokumpu.com/stainless

ThyssenKrupp Acciai Speciali Terni
www.acciaiterni.it

ThyssenKrupp Nirosta
www.nirosta.de

Ugine & ALZ Belgium
Ugine & ALZ France
Groupe Arcelor
www.ugine-alz.com


Associerade medlemmar

British Stainless Steel Association (BSSA)
www.bssa.org.uk

Cedinox
www.cedinox.es

Centro Inox
www.centroinox.it

Informationsstelle Edelstahl Rostfrei
www.edelstahl-rostfrei.de

Institut du Développement de l’Inox
(I.D.-Inox)
www.idinox.com
International Chromium
Development Association (ICDA)
www.chromium-asoc.com

International Molybdenum
Association (IMOA)
www.imoa.info

Nickel Institute
www.nickelinstitute.org

Polska Unia Dystrybutorów Stali (PUDS)
www.puds.com.pl

SWISS INOX
Informationsstelle für nichtrostende Stähle
www.swissinox.ch



1. Introduktion

Arkitekter föreskriver rostfritt stål såväl för dess utomordentliga korrosionshärdighet som för dess utseendemässiga kvaliteter. För att ta vara på båda dessa kvaliteter krävs bra konstruktioner. Rostfritt stål är inte svårare att klippa, forma och sammanfoga än andra metalliska material, men sätten kan vara olika. Att ta hänsyn till dessa mindre skillnader kan vara nyckeln till att lyckas.

Målgrupperna för denna trycksak är arkitekter, produktutvecklare, föreskrivare, fastighetsägare och andra personer engagerade i materialval och som, utan att behöva gå in på detaljer i tillverkningstekniken, önskar en checklista över de viktigaste punkterna som man bör tänka på.

Avsikten med denna information är att göra dessa föreskrivare uppmärksamma på några av de värderingskriterier som är användbara som hjälp för att:
• Kontrollera ritningsdetaljerna
• Välja rätt verkstad
• Övervaka utförandet på byggarbetsplatsen
• Godkänna arbetet före överlämnandet

2. Valet av material

ostfritt stål är en grupp som omfattar mer än hundra legeringstyper. Deras gemensamma kännetecken är att de har en högsta kolhalt av 1,2% och en minsta kromhalt av 10,5%. Inom denna grupp finns det sådana som är olika härdiga mot vissa medier – från de mycket milda förhållandena inomhus i en kontorslokal till de mera aggressiva utomhus t.ex. i havsmiljö eller i stänkzonen på byggnadsdetaljer utsatta för vägsalter eller havsvatten.

Men, för mer än 90% av alla byggnadsdetaljer klarar man behovet med en handfull stålsorter. Många av dessa är de ”austenitiska” rostfria stålen, som är legerade med i huvudsak krom (Cr) och nickel (Ni) och de är omagnetiska i leveransutförandet.

1.4301
Detta är den allra vanligaste klassiska stålsorten och kallas ”18-8” eller ”18-10”. Den är en stållegering med omkring 18% krom (Cr) och 8 till 10,5% nickel (Ni). Den europeiska standardbeteckningen enligt EN 10088/1 är X5CrNi18-10 / 1.4301 och den motsvarande amerikanska är 304. Ett vanligt användningsområde är för grytor och kastruller, köksutrustning i hemmet och i restaurangkök. Den är också en standardkvalitet för inomhusdetaljer och på byggnadsexteriörer i normal inlandsmiljö. Fördelarna med denna stålsort är dess utomordentliga formbarhet och svetsbarhet, som gör det möjligt för arkitekten att skapa komplicerade former, skarpa linjer och osynliga skarvar.

1.4307
I stället för typ är X5CrNi18-10 / 1.4301 väljer verkstäderna ofta X2CrNi18-9 / 1.4307 med lägre kolhalt för att säkerställa bra svetsbarhet hos material tjockare än 6 mm. Även i tunnare dimensioner kan dock X2CrNi18-9 / 1.4307 alltid ersätta 1.4301 utan nackdel.

I mera korrosiva miljöer bör man använda en stålsort som även legerats med molybden (Mo). Redan vid låga halter höjer molybden det rostfria stålets härdighet mot punktkorrosion avsevärt. Mo-legerade stål är lämpliga i kustmiljöer, där halider (huvudsakligen klorider) finns i atmosfären och kan avsättas på exponerade ytor. När fukten torkar lämnas saltet kvar på ytan. Denna process upprepas ständigt, vilket leder till en saltkoncentration som blir mycket högre än den i luften.

Vägsalter är en annan källa till klorider och som utsätter gatuinstallationer och lägre delar av husfasader för angrepp. I industrimiljöer kan luftföroreningar förekomma som innehåller svaveldioxid. Även under sådana förhållanden är det viktigt att använda Mo-legerade stål. De bör också övervägas för mildare miljöförhållanden, när man inte kan räkna med att tillfälle till rengöring kan säkerställas.

1.4401
Den mest typiska representanten för denna Mo-legerade ståltyp är X5CrNi
Mo17-12-2 / 1.4401. Med avseende på halten av krom och nickel liknar den 1.4301, men dessutom innehåller den 2 till 2,5% Mo. Den amerikanska motsvarig-heten är 316.

1.4404
På samma sätt som för baskvaliteten 18-8 ovan finns det en lågkolhaltig variant X2CrNiMo17-12-2 / 1.4404 (316L) som vanligen används för godstjocklekar över 6 mm, men den kan alltid användas som ersättning för 1.4401 (316) även i tunnare dimensioner utan tekniska eller synliga skillnader.

1.4571
Som ett alternativ till den lågkolhaltiga X2CrNiMo17-12-2 / 1.4404 kan man använda stålsorten X6CrNiMoTi12-12-2 / 1.4571 (316 Ti) för skruv och bult och andra icke-dekorativa produkter. Förutom innehållet av Cr, Ni och Mo, innehåller stålet även titan (Ti), en stabiliseringstillsats som säkerställer full korrosionshärdighet i svetsar av grov stång och plåt.

Det är viktigt att notera att denna stålsort inte är lämplig för polering och bör därför inte specificeras vid krav på dekorativ finish.

En andra grupp av rostfria stål är de så kallade ferritiska stålen. De är legerade med Cr (ej Ni) ibland med tillsatser av Mo och stabiliserade med Ti och/eller Nb för att ge korrosionshärdighet i svetszoner:

1.4510
Ett exempel på en sådan tillämpning är taktäckning, där en (förtennad) ferritisk sort X3CrTi17 / 1.4510 ibland används. Det är ett stabiliserat kromstål med en korrosionshärdighet som är jämförbar med 1.4301 (304).

1.4016
Den icke-stabiliserade motsvarigheten X6Cr17 / 1.4016 används i huvudsak för inomhusändamål.

Med detta relativt begränsade urval av stålsorter kan de flesta arkitektoniska byggnadskomponenter konstrueras och tillverkas med gott resultat. Endast för mycket speciella ändamål kan det behövas andra stålsorter. Fästanordningar för tak till inomhusbassänger är t.ex. utsatta för en extrem korrosionsmiljö. Kombinationen av mekanisk belastning och kondens från kloridhaltig fuktig luft gör korrosionsmiljön extremt påfrestande. Tack vare den metallurgiska utvecklingen finns det numera höglegerade rostfria stål (t.ex. X1NiCr MoCuN25-20-7 / 1.4529 och X1CrNiMoCu25-20-5 / 1.4539) och super-duplex stål (X2CrNiMo25-7-4 / 1.4410) för de mest krävande behoven.

På den nedre delen av skalan finns de ferritiska lågprisstålen med 10,5 till 12% Cr som X2Cr12 / 1.4003. De kan användas för icke synliga ändmål inomhus, men är inte lämpliga för vanliga arkitektoniska byggnadskomponenter.


Vid bedömning av offerter är det därför viktigt att kontrollera att det finns hänvisning till specificerad stålsort enligt EN 10088. Enbart beteckningen ”rostfritt stål”, även det populära uttrycket ”18-8”, kan innebära att olika stålsorter med helt olika materialkost-nader används och göra det omöjligt att jämföra anbud från olika tillverkare på ett korrekt sätt.



3. Ytutförandet

För användningsändamål inom arkitekturen är kraven på ytfinish i allmänhet mycket högre än inom andra teknikområden. Det är då helt avgörande att inga oklarheter finns i kommunikationerna mellan arkitekt och verkstad.

De rostfria stålens olika ytor är definierade i EN 10088/2. En sammanfattande beskrivning av förekommande ytutföranden inom arkitekturen har lämnats i Euro Inox publikation ”Guide för val av rostfri ytfinish”.

Men observera att dessa endast indikerar utförandet och att stora variationer kan förekomma. Finish 2B från en leverantör är t.ex. inte exakt densamma som 2B från en annan. Även hos en och samma tillverkare kan det förekomma smärre skillnader mellan olika tillverkningsposter av rostfri plåt och band. För att undvika besvärliga diskussioner på ett senare tillverkningsstadium kan följande försiktighetsåtgärder rekommenderas:

• Tillämpa endast specifikationer enligt EN 10088/3
• Bifoga även ytprover som överenskommits mellan arkitekt och leverantör
• För kritiska objekt, använd rostfritt stål från samma tillverkningspost eller band

Tillverkade komponenter som paneler eller fasadkassetter skall utföras så, att de konsekvent kan monteras åt samma håll i förhållande till det rostfria stålets valsningsriktning. I annat fall kan man under vissa förhållanden se avvikande reflektion av ljuset. Man bör därför vara noga med att i specifikationen ange att leverantören markerar valsningsriktningen på den rostfria plåtens baksida. Samma regel bör gälla för slipningsriktningen, då slipad och polerad plåt specificerats.

Man skall undvika att blanda rostfria paneler av ferritiska (kromstål) och austenitiska (krom-nickelstål) även om båda ståltyperna kan vara tekniskt användbara. De kromlegerade ferritiska stålen har en något kallare färgton än de krom-nickel-legerade austenitiska stålen. Denna nyansskillnad mellan de ferritiska och austenitiska stålen kan vara störande i installationer med höga krav på utseende.


Euro Inox CD-rom ”Guide to Stainless Steel Finishes” ger en verklighetstrogen bild av det stora antalet tillgängliga ytutföranden. Denna information kan också beställas som trycksak utan kostnad.



4. Konstruktionen

Svetsade komponenter bör tillverkas i verkstad i största möjliga utsträckning. I konstruktionsarbetet bör man också tänka på att lämna tillräckligt utrymme för svetsningsarbete och bandslipning av svetsfogar. Undvik också att skapa trånga utrymmen där fukt och smuts kan ansamlas.



5. Tillverkningen

Bästa sättet att säkerställa ett gott resultat är att välja en kvalificerad verkstad med god erfarenhet av rostfritt stål. Ett titt på leverantörens verkstad och hans tidigare arbeten i rostfritt stål ger arkitekten en god uppfattning om den kvalitetsnivå verkstaden har på sitt arbete.


5.1 Undvika föroreningar

Korrosionshärdigheten hos rostfritt stål kan äventyras av föreningar från kolstål, ofta i form av järnpartiklar från skärning, slipning och svetsning. Av denna anledning rekommenderas starkt att hålla arbeten med kolstål och rostfritt stål åtskilda i verkstaden. Separata uppsättningar av handverktyg bör också användas. Utrustning som t. ex kantpressar kräver noggrann rengöring när man går över från arbete med kolstål till rostfritt stål.

Vid lagring och hantering av rostfritt stål måste all direktkontakt mellan rostfritt stål och kolstål, t.ex. lyftgafflar, kedjor, etc., undvikas.


5.2 Svetsfogning

I första hand bör arkitekten sträva efter att konstruera sina komponenter av rostfritt stål så, att behovet av svetsning på byggarbetsplatsen minimeras, eftersom det är mycket enklare att hålla svetsningsparametrarna under kontroll i en verkstad än ute vid montageplatsen.

Även om de flesta svetsningsmetoderna som används för kolstål också är lämpliga för rostfritt stål, är det av utslagsgivande betydelse att använda rätt tillsatsmaterial. De skall i allmänhet vara högre legerade än det svetsade basmaterialet.

Ett mycket användbart mått på en verkstads förmåga är utseendet hos lagda svetsfogar.

För en svets är det slutliga utförandet av avgörande betydelse. Svetsningen ger alltid en anlöpningsfärg (oxidering) på och omkring svetsen. Det rostfria stålets naturliga självläkande förmåga kan inte garanteras på det oxiderade området. Dessa oxider måste därför avlägsnas, antingen kemiskt genom betning, eller mekaniskt genom slipning och polering.

Svetsning förstör den dekorativa ytan hos slipat rostfritt stål, och det krävs en slipning och polering för att återställa denna. Genom att använda ett slipband med samma korngrovlek som för den ursprungliga ytfinishen (vanligen 180 eller 240 korn), kan svetsen göras mindre synlig.


5.3 Mekanisk fogning

Skruv- och bultförband är andra vanliga hopfogningsmetoder. Ett vanligt fel är att använda galvaniserad skruv eller bult för montering av rostfritt stål. Att förbinda det ”ädlare” rostfria stålet med en mycket oädlare metall som skruv eller bult av kolstål (även om den är förzinkad), eller nit av aluminium, medför att en galvanisk cell kan bildas i närvaro av en elektrolyt. Till och med inomhus kan fukt i omgivande luft utgöra en sådan elektrolyt. I en galvanisk cell bildas en elektrisk ström, som går från det oädlare materialet ( zink, kolstål eller aluminium) till det ädlare (rostfria stålet), vilket medför att det oädlare korroderar bort. Detta är orsaken till att galvaniserad skruv och bult, som annars skulle hålla i årtionden, börjar rosta mycket snabbt när de är i kontakt med rostfritt stål. Rostfläckarna från denna korrosionsprocess kan också förorena det rostfria stålet och orsaka korrosion hos detta. Det är därför mycket viktigt att använda fästanordningar av rostfritt stål för komponenter av rostfritt stål.


5.4 Monteringsteknikens inverkan på synlig planhet

För hårt tilldragen skruv vid montering av paneler av rostfritt stå kan medföra skevhet hos dessa. Punktsvetsning kan vara ett lämpligt alternativ. Om detta görs på ett riktigt sätt (för rostfri tunnplåt med en minsta tjocklek av 1,5 mm) kommer punkterna inte tränga igenom så att de syns på framsidan.

Speciellt för små komponenter har hopfogning med lim fått växande användning. Med denna teknik undviker man problem med distorsion; men fogarna kan brytas isär eller rivas upp vid höga påkänningar.

”Oil canning” är en oplanhet som kan uppstå vid tillverkningen kassetter och paneler. Rostfritt stål (särskilt de austenitiska) har en lägre värmeledningsförmåga och högre temperaturutvidgning än kolstål. Det är därför viktigt att inte göra panelerna alltför breda och dessutom ge utrymme för temperaturrörelser.



5.5 Rengöring och underhåll

Även en perfekt utförd konstruktion av rostfritt stål kan fördärvas av en olämplig första rengöringsoperation. För närmare detaljer, se vår information ”Rengöring och underhåll av rostfritt stål inom arkitekturen”.



Mer att läsa

- Publikationen “Architects’ Guide to Stainless Steel” av Steel Construction Institute (SCI) innehåller ytterligare informationer.

- En utförligare beskrivning av bearbetningsmetoder för rostfritt stål finns i publikationen ”Working with Stainless Steel” som kan beställas från Euro Inox för EUR 50.



 PDF: Bra Konstruktioner i Rostfritt Inom Arkitekturen