Какой металл не ржавеет: сравнение нержавейки, оцинковки, алюминия

«Дайте металл, который не ржавеет» — с этой фразы у нас на складе начинается чуть ли не каждый второй разговор про уличную конструкцию. Отвечать на неё одним словом нечестно: металлов «без коррозии вообще» в природе нет, есть четыре разных способа её обмануть, и у каждого свой ценник, свой срок и свой список сред, где способ не работает. Я собрала в одну карту то, что мы обычно проговариваем при отгрузке: нержавеющая сталь, оцинковка, алюминий и медь с латунью — механизм защиты, реальные сроки в нашем климате и слабые места, о которых обычно узнают уже на объекте.

Почему железо ржавеет, а эти четверо — нет

Обычная сталь во влаге окисляется, и её оксид — рыхлая рыжая ржавчина — поверхность не защищает: он впитывает воду и ведёт процесс вглубь, пока есть чему ржаветь. Все «нержавеющие» решения устроены иначе. Они либо строят на поверхности плотную плёнку, которая сама себя чинит, либо подставляют под удар вместо железа другой металл.

Нержавеющая сталь по ГОСТ 5632-2014 — это сталь с содержанием хрома не менее 10,5%. Хром мгновенно связывает кислород в оксидную плёнку толщиной в единицы нанометров: она прозрачна, невидима и затягивает свежую царапину за секунды, пока рядом есть воздух. Алюминий (сплавы по ГОСТ 4784-2019) работает так же, только его оксид ещё и твёрдый — именно плёнка, а не какое-то «благородство» металла, держит алюминиевый профиль на фасаде десятилетиями. Медь марок М1, М2, М3 по ГОСТ 859-2014 окисляется медленно и уходит в патину — устойчивый слой основных карбонатов, который консервирует металл на столетия; зелёные крыши европейских ратуш — это она.

Оцинковка играет в жертву. Цинк электрохимически активнее железа, поэтому в паре «цинк — сталь» во влаге расходуется он, а сталь остаётся катодом и не корродирует. Это принципиальное отличие от краски: царапина до металла на окрашенной стали — начало ржавчины, а на оцинковке цинк какое-то время прикрывает собой и рез, и место сверления. Толщина слоя и есть весь ресурс. Тонколистовой прокат по ГОСТ 14918-2020 несёт от 7 до 20 мкм цинка на сторону, горячее цинкование готовых изделий по ГОСТ 9.307-2021 — от 40 до 200 мкм. Разница в разы, и путать эти две вещи нельзя: подробности мы разбирали в сравнении горячего и гальванического цинкования.

Четыре решения: сравнительная таблица

Нержавейка — чемпион по универсальности, но и у неё есть условия эксплуатации: морская соль, реагенты и налипшая грязь локально пробивают пассивную плёнку. Как именно это происходит, мы разобрали в статье почему ржавеет нержавейка, а какую марку брать под какую задачу — в гиде по выбору AISI 304, 316 и 321. У оцинковки ресурс упирается в класс покрытия: чем он выше, тем дольше живёт лист — разбор в статье про классы Zn100–Zn275.

Сколько лет держится защита: считаем, а не обещаем

Срок службы считают для пары «металл плюс среда» — сам по себе металл никакого срока не имеет. Международная классификация ISO 9223 делит атмосферы на категории агрессивности от C1 (сухое отапливаемое помещение) до C5 (побережье и промзона), а ISO 9224 даёт для каждой категории скорость коррозии. По цинку эти цифры известны точно, на них и считают ресурс оцинковки. По остальным трём металлам корректнее говорить не о скорости, а о том, какая марка в этой среде работает, а какая уже нет.

Дальше арифметика простая. Полновесная оцинковка Zn275 — это порядка 20 мкм цинка на сторону. В городской атмосфере (C3) слой уходит со скоростью 0,7–2,1 мкм в год, значит первой рыжей точки ждать от 10 до 28 лет. Вдоль дорог, которые зимой солят, и у портовых терминалов среда переходит в C4 — тот же лист живёт 5–10 лет, а лёгкий Zn140 толщиной около 10 мкм вдвое меньше. Поэтому на приёмке имеет смысл спрашивать не «оцинкованный ли это лист», а какой класс покрытия записан в сертификате.

Разница между Zn140 и Zn275 в закупке — копейки против переделки через семь лет.

Поправка на Северо-Запад: залив, реагенты и мокрая зима

Категорию среды нельзя взять из головы — для СПб, Ленинградской области и остального СЗФО работают три местных фактора, и тянут они в разные стороны.

Первый — солёность залива, и это хорошая новость. В Невской губе она держится в пределах 0,5–3 промилле, мористее 3–7 против 35 в открытом океане. Для нержавейки разница принципиальная: AISI 316L, который в океанской воде при постоянном погружении сдаётся за 6–18 месяцев, в наших условиях работает 3–7 лет, а в морской атмосфере с регулярной промывкой дождём — 15–30 лет. Подробный разбор с замерами по зонам — в статье про 316L в Финском заливе.

Второй фактор бьёт в обратную сторону — зимние реагенты. Хлориды с дорожного полотна оседают на металле сплошным налётом и не смываются там, где нет прямого дождя: под козырьками, в пазухах, на нижних поясах ограждений. Это и есть застойная зона, в которой нержавейка идёт точечной коррозией, а цинк расходуется кратно быстрее паспортного. Уличная конструкция в 20 метрах от солёной трассы фактически живёт в C4, даже если весь остальной район — спокойный C3.

Третий — время смачивания. В ISO 9223 категорию задаёт именно оно: чем дольше в году металл мокрый, тем быстрее идёт коррозия, и близость моря тут вторична. У нас относительная влажность держится выше 80% почти весь холодный сезон, а переходов через ноль за зиму набирается несколько десятков — конденсат появляется даже без осадков. Поэтому одна и та же оцинкованная ферма в сухом континентальном климате и на нашем побережье отработает разное число лет при одинаковом сертификате.

Практический вывод для СЗФО: по умолчанию считайте площадку категорией C3 и берите Zn275, а если до открытой воды меньше километра, рядом порт или дорога, которую зимой солят, — закладывайте C4 и либо поднимайте класс покрытия с окраской сверху, либо переходите на нержавейку. Для конструкций на открытом воздухе, кстати, есть и отечественная привязка — исполнение У1 по ГОСТ 15150-69, его обычно и пишут в спецификациях.

Выбор от задачи: короткая карта

Уличные конструкции — территория оцинкованного проката: расход цинка на городском воздухе невелик, а цена защиты вне конкуренции. Где её слой всё же уместнее нержавейки и где наоборот, мы сравнивали в разборе оцинковка или нержавейка — выбор по среде. Всё, что моют, дезинфицируют и держат мокрым, — это нержавеющий лист и прокат из него. Там, где каждый килограмм на счету, выигрывает алюминиевый прокат: характеры сплавов собраны в гиде марки алюминия. Инженерка — отопление, кондиционирование, электрика — остаётся за медным прокатом.

Отдельно про слабое место оцинковки, которое чаще всего и портит статистику: рез и сварка. В месте, где кромку отпилили или прожгли, цинка нет, и защита держится только за счёт соседнего слоя. Открытые торцы после раскроя закрывают цинконаполненным грунтом — как это делается правильно, разобрано в статье чем покрасить оцинковку. Со сваркой отдельная история: цинк плавится при 419 °C и кипит при 907 °C, то есть в дуге он просто испаряется, а пары его вредны — нужны вытяжка и зачистка шва, подробности в материале про сварку оцинкованного металла.

Гальванические пары: как испортить любой из четырёх

Металлы из разных групп не всегда дружат между собой. Соединили два разных металла, добавили влагу — получили батарейку, в которой менее благородный работает анодом и расходуется ускоренно. Причём страдает именно «хороший» металл в паре с ещё более благородным: алюминий рядом с медью, цинк рядом с медью, обычная сталь рядом с нержавейкой. Допустимые и недопустимые сочетания перечислены в ГОСТ 9.005-72 — там, где в таблице стоит «недопустимо», спорить не стоит, проверено многими объектами.

Три ошибки, которые мы видим чаще прочих:

● Медный водосток над оцинкованной кровлей. Дождевая вода стекает с меди, несёт её ионы вниз по скату и съедает цинк на полосе ниже по потоку — покрытие уходит за пару сезонов, хотя лист был полновесный.

● Алюминиевый лист на стальном крепеже без изоляции. Во влажной атмосфере алюминий вокруг каждого болта белеет и рыхлеет. Лечится капроновой или полиамидной шайбой и втулкой, крепёж — нержавеющий А2, А4.

● Соотношение площадей наоборот. Мелкий нержавеющий крепёж в большом оцинкованном листе почти безвреден: маленький катод, большой анод, потери размазаны. А вот оцинкованный болт в крупной нержавеющей конструкции сгрызается быстро — площадь катода в разы больше. Мелкая деталь в узле должна быть из более благородного металла — тогда пара безопасна.

Универсальное решение — разделять. Диэлектрическая прокладка, изолирующая втулка, слой краски в зоне контакта или переход через третий металл. Сухие отапливаемые помещения такие союзы прощают, улица и конденсат — нет.

Просьба «металл, который не ржавеет» — это всегда начало разговора, а не конец. Следующий вопрос: где стоит, что по нему течёт, чем моют. Одна и та же нержавейка в цеху молокозавода вечна, а у солёной дороги покрывается точками за сезон. Не бывает нержавеющих металлов — бывают правильно подобранные под среду.

— Зотова Ольга Владимировна, ТД «ИнвестМет»

Частые вопросы

Какой металл вообще не ржавеет?

В строгом смысле — никакой: у любого металла есть среда, которая его разрушает. В практическом смысле не ржавеют четыре группы: нержавеющая сталь, алюминий, медь с латунью — за счёт самовосстанавливающихся защитных плёнок — и оцинкованная сталь, где железо прикрыто жертвенным слоем цинка. Разница между ними в цене, сроке и списке условий, которые они не прощают. Нержавейка универсальнее всех, оцинковка дешевле всех, алюминий легче втрое, медь живёт дольше здания.

Что лучше для улицы — оцинковка или нержавейка?

Для конструкций — забор, кровля, каркас, крепёж — оцинковка: полновесный класс Zn275 даёт 10–28 лет в городской атмосфере за разумные деньги. Нержавейка выигрывает там, где к стойкости добавляются гигиена, эстетика без подкраски или агрессивная среда: пищевые производства, перила, фасады, химия. Грубое правило: то, что красят и обслуживают, — оцинковка; то, что должно жить без ухода с видом «как новое», — нержавейка.

Ржавеет ли алюминий?

Рыжей ржавчины на нём не бывает — железа в сплаве нет. Но корродировать алюминий умеет: его защитную оксидную плёнку разрушает щёлочь, поэтому свежий бетон и цементные растворы для него агрессивны, а в контакте со сталью или медью без изоляции алюминий расходуется как менее благородный металл пары. В нейтральной атмосфере и пресной воде алюминиевый прокат живёт десятилетиями, темнея, но не разрушаясь.

Почему тогда ржавеет нержавейка?

Потому что её защита — тонкая пассивная плёнка оксида хрома, и пробить её можно локально: хлоридами от морской соли и дорожных реагентов, застойной грязью, под которой нет кислорода для «ремонта» плёнки, или частицами обычной стали, вжатыми в поверхность при обработке. Получается точечная коррозия при целом остальном листе. Все сценарии с фотографиями разобраны в статье почему ржавеет нержавейка.

Сколько лет служит оцинковка на улице?

Считается от массы цинка. Класс Zn275 — это около 20 мкм на сторону, и в городской атмосфере категории C3 покрытие расходуется за 10–28 лет, в зоне реагентов и промзоны (C4) — за 5–10 лет. Лёгкий Zn140 живёт вдвое меньше при тех же условиях. Ускоряют расход кислые среды, постоянная сырость и открытые резы, поэтому при покупке смотрят не на слово «оцинковано», а на класс покрытия в сертификате.

Какая нержавейка не ржавеет в морской воде?

Для постоянного погружения в солёную воду нужна как минимум AISI 316L с молибденом, а лучше дуплексная сталь — гибрид аустенитной 316L и магнитной ферритной 430, у которого стойкость к точечной коррозии заметно выше. В Финском заливе задача мягче, чем в океане: солёность здесь 0,5–7 промилле против 35, и 316L при погружении отрабатывает 3–7 лет, а в морской атмосфере с промывкой дождём — 15–30 лет. Обычная 304 в брызговой зоне зацветает точками за первый же сезон.

Как отличить нержавейку от оцинковки на глаз?

По поверхности и по кромке. У оцинковки характерный сероватый матовый тон, часто с «морозным узором» кристаллов, а на срезе видна светлая сердцевина обычной стали под тонким слоем покрытия. Нержавейка одинакова насквозь: рез такой же серебристо-серый, как и плоскость, царапина не обнажает другой металл. Магнит критерием не является — ферритные марки вроде 430 магнитятся, оставаясь нержавеющими; про этот миф у нас есть отдельный разбор про магнит на приёмке.

Можно ли соединять разные металлы в одной конструкции?

Можно, но через разделение: прокладки, шайбы, изолированный крепёж. Прямой контакт разнородных металлов во влаге создаёт гальваническую пару, в которой менее благородный расходуется ускоренно: алюминий страдает от меди и стали, цинк — от меди. Допустимые сочетания перечислены в ГОСТ 9.005-72. Сухие помещения такие союзы прощают, улица и конденсат — нет. Правило простое: между разными металлами всегда что-то диэлектрическое, а мелкая деталь в узле должна быть из более благородного металла.

По теме: почему ржавеет нержавейка ● оцинковка или нержавейка — выбор по среде ● классы цинкового покрытия Zn100–Zn275 ● марки алюминия и аналоги