Jak uzyskiwana jest trwałość rynien dachowych ze stali?

Walory użytkowe systemów orynnowania są doskonale znane – w zasadzie wystarczy, jeżeli rynna odpowiednio szybko odprowadza wodę deszczową lub wodę z roztopów śniegu, aby uznać całość za dobrą inwestycję.

Obecnie liderzy rynku zapewniają długoletnią wytrzymałość, na przykład dając gwarancję na 50 lat bezawaryjnego użytkowania.

Skąd bierze się taka pewność w przypadku poszczególnych rynien dachowych? Dziś przedstawimy to zagadnienie w kontekście rynien stalowych.

Odpowiedni materiał w asortymencie z rynnami dachowymi

Do tworzenia rynien stalowych używana jest zazwyczaj stal nierdzewna, czyli klasyczna wersja stali udoskonalona poprzez dodatki stopowe. Najpopularniejszym przykładem jest stal chromowana, gdzie skład standardowego stopu żelaza z węglem stanowi minimum 11% dodatku chromu.

Jest to stal:

1. nieutleniająca się (z j. fr. inoxydable, więc często można spotkać skrót INOX),
2. odporna na korozję gazową, czyli pod wpływem działania czynników atmosferycznych,
3. odporna na korozję w cieczach, zatem niepodatna na działanie rozcieńczonych kwasów i roztworów alkalicznych (silnych roztworów zasadowych, na przykład węglanu sodu).

Całe orynnowanie, czyli rynny dachowe (poziome) oraz rury spustowe (pionowe), a także pozostałe elementy pokrywane są kilkoma warstwami innowacyjnych preparatów zabezpieczających, zatem pojawia się pytanie, skąd potrzeba stosowania tak wysokowartościowych materiałów w roli rdzenia.

Otóż:

• ważne jest, aby rynna nie zaczęła korodować od środka, a takie ryzyko niosłoby za sobą zastosowanie metali i stopów niskiej klasy,
• wytrzymałość rdzenia ma znaczenie, gdy dojdzie do uszkodzenia powłok lakierniczych, na przykład głębszych rys i rozległych otarć i rdzeń ten będzie wystawiony na działanie czynników zewnętrznych.

Warto zatem sprawdzić nie tylko rodzaj i jakość preparatów zastosowanych nawierzchniowo, ale również zapytać o środek profilu danego systemu orynnowania.

Nawet jeżeli nie dojdzie nigdy do wspomnianych wyżej uszkodzeń, będziecie Państwo zabezpieczeni na okoliczność ich wystąpienia.

Pierwotne właściwości i ich udoskonalanie

Geneza stali nierdzewnej to rok 1913, gdy w laboratoriach Brown Firth w Sheffield angielski inżynier Harry Brearley poddał wynaleziony przez siebie materiał (czyli właśnie mieszankę żelaza węgla oraz chromu) działaniu soku z cytryny oraz octu i zauważył, że stal ta nie rdzewieje.

Wynalazek objęto patentem w 1924 roku, a stal z tworzywa używanego głównie do produkcji sztućców stała się materiałem wszechstronnego zastosowania.

Jeżeli mamy skupić się na właściwościach samej stali, z pominięciem warstw nawierzchniowych rynien, praktyczne znaczenie mają przede wszystkim:

• sprężystość stali – określana w gigapaskalach (GPa), oznacza, jakie naprężenie wytrzyma materiał bez ryzyka odkształceń i uszkodzeń, a tym samym jakie ciśnienie jest potrzebne ab zmniejszyć masę stali o 0,5%; wysokiej klasy stal nierdzewna to zazwyczaj wartości około 200 GPa;
• wytrzymałość na rozciąganie i zerwanie – w przypadku gwałtownych zjawisk pogodowych, czyli wichur i huraganów, również te cechy mają znaczenie; testy wykonywane są na próbkach rozciąganych ze stałą szybkością w temperaturze 10-35°, aż do momentu rozdzielenia jej struktury;
• współczynnik przewodzenia ciepła – ważne, aby rynny nie nagrzewały się nadmiernie i w tym przypadku wybór stali to dobra decyzja; wartość na poziomie 58 W/(m·K) jest znacznie niższa niż 200 W/(m·K) w aluminium, co oznacza, że rynny aluminiowe nagrzewałyby się o wiele szybciej, z ryzykiem, że ulegną odkształceniu;
• zdolność do samoregeneracji – w wyniku rekcji chromu z tlenem powstaje cienka na około 0,001 mm powłoka tlenku chromu, która potrafi samoczynnie zregenerować uszkodzenia, czy to mechaniczne, czy powstałe wskutek działania substancji chemicznych; nawet gdyby doszło do rdzewienia, warstwa taka pokryje ogniska korozji, blokując ich rozwój.

Ważny jest również stosunek wytrzymałości stali do jej ciężaru. Obecnie systemy orynnowania są lekkie w porównaniu ze swoimi pierwowzorami, a nadal zapewniają stabilność, nie obciążając nadmiernie połaci dachowych.

Kilka warstw nawierzchniowych, nieskończenie wiele korzyści

Niektóre wersje rynien dachowych mają jedynie dodatkową powłokę w postaci ocynku, inne natomiast to często 3-4 dodatkowe warstwy i powłoki metalizowane lub z określonych preparatów nawierzchniowych.

Można pomyśleć, że to nadmiar, skoro sama stal ma unikalne właściwości, lecz liderzy branży, poddając swoje rynny stalowe licznym testom wytrzymałościowym wiedzą, że dodatkowe wzmocnienia są konieczne i z powodzeniem wybierają optymalne rozwiązania.

1. Warstwa ocynku – cynkowanie należy do metod, które sprawiają, że położona na stali warstwa cynku dodatkowo zabezpiecza przed korozją, nie wymaga konserwacji, zachowuje odporność na działanie promieni UV. Powierzchnia jest gładka, lśniąca, wyróżnia się dużą przyczepnością.
2. Warstwa pasywacyjna – związana ze wspomnianą wyżej zdolnością stali do samoregeneracji, a dokładniej z tworzeniem się tlenku chromu; wzrasta potencjał stali, zwiększa się jej odporność na powstawanie ognisk korozji, powłoka taka ściśle przylega do powierzchni.
3. Warstwa podkładowa – zazwyczaj wysokiej klasy farba, która pełni tolę kolejnej bariery ochronnej tak dla samego rdzenia rynny, jak i dla powłok, które znajdują się pomiędzy rdzeniem a podkładem. Może to być farba alkidowa, epoksydowa, poliuretanowa i inne nowoczesne.
4. Powłoka zewnętrzna – zazwyczaj grubowarstwowa, wykonana z preparatów o przedłużonej trwałości; może być całkowicie gładka, ale występuje też w wersji z przetłoczeniami, na przykład przypominającymi skórkę pomarańczy. Grubość takiej powłoki to standardowo 50-200 mikronów.

Ważne: to właśnie warstwa zewnętrzna rynny decyduje o jej kolorze. Kolor całego systemu orynnowania powinien być spójny, dlatego należy się upewnić, czy wszystkie elementy pochodzą z jednej partii produkcyjnej.

Alternatywa dla rynien ze stali? Tworzywo PCV

O rynnach ze stali myśli wiele osób, z którymi mamy kontakt w codziennej pracy, lecz często jesteśmy pytani o inne możliwości. Do wyboru są wtedy między innymi rynny PCV. Przeczytacie Państwo o nich wkrótce na naszym blogu.