Выбор сталь для дымоходов

Перед тем как купить стальной дымоход, многие владельцы задаются простым вопросом — есть ли дешевая и надежная марка нержавейки, универсальный характер которой обеспечивает длительные сроки эксплуатации? Положительного ответа на этот вопрос, к сожалению, не существует, а все обратные утверждения некоторых производителей являются ничем иным, как рекламными уловками.
Оптимальным подходом при выборе материала для дымовой трубы является учет всех параметров эксплуатации печи, камина или отопительного котла — частота использования, вид основного топлива и типовая конструкция камеры сгорания. Другими факторами, которые определяют выбор, также являются температура на выходе отопительного прибора и содержание кислот в продуктах сгорания топлива.

Эксплуатационные параметры дымовых газов

Металл

Температура и химический состав являются основными параметрами продуктов сгорания любого топлива и, если температура прямо влияет на требования к жаропрочности дымохода, то с химическим составом не все так однозначно. При высоких температурах отходящих газов все агрессивные элементы выносятся в окружающее пространство и заметного влияния на долговечность дымовой трубы не оказывают. Совсем другая ситуация возникает при отрицательных температурах наружного воздуха и низкой температуре дымовых газов.

Для анализа воздействия агрессивных газов на стенки дымохода принято привлекать такое понятие как точка росы. Она показывает температуру внутри дымовой трубы, при которой влага дымовых газов начинает конденсироваться на ее стенках. Взаимодействие влаги и агрессивных химических веществ типа серы и азота приводит к образованию кислотных соединений, которые разъедают стенки дымовой трубы.

Типовым значением точки росы для большинства видов топлива является величина от 45 до 60 градусов Цельсия.
Из этого значения понятно, что, если температура газов на выходе отопительного прибора находится чуть выше точки росы, то выпадение конденсата на стенках дымохода является практически гарантированным. Особенно интенсивно конденсат образуется в холодное время года, когда происходит достаточно быстрое охлаждение продуктов сгорания по мере их движения в дымовой трубе. Кардинальным средством снижения количества выделяемого конденсата является двухконтурная конструкция дымохода, в которой внутренняя труба отделена от наружной слоем теплоизоляции.
К сказанному стоит добавить, что температура точки росы зависит от количества соединений серы в составе дымовых газов. По этой причине точка росы для печей, каминов и систем отопления на угле существенно выше, чем для отопительных приборов на дровах или природном газе. Типовым значением точки росы для угля является величина в районе 100°С.

Особенности практической эксплуатации дымоходов

Дымоход

Главной особенностью выбора дымохода для отопительных приборов любого типа является противоречие между высоким КПД и образованием конденсата в дымовой трубе в холодное время года. Высокий КПД снижает температуру отходящих газов и приводит к интенсивному образованию конденсата, а высокая температура на выходе отопительного прибора исключает конденсат, но является прямым признаком низкого КПД.
Вид используемого топлива служит еще одним фактором образования конденсата, разрушающими элементами которого являются азот и сера. С этой точки зрения полезно проанализировать состав и температуру выходящих газов для отопительных приборов разного типа:

  • Наиболее стабильными по температуре и составу отходящих газов являются отопительные приборы на природном газе. Высокий КПД котлов обеспечивает достаточно низкую температуру на выходе газового котла, однако низкое содержание серы и азота в составе продуктов сгорания определяют и низкую агрессивность дыма. При выборе стали для дымохода газового котла такие особенности позволяют снизить требования по максимальной температуре и стойкости к кислоте; 
  • Котельные установки на твердом топливе имеют две основных особенности конструкции, которые отражаются на составе и температуре продуктов сгорания. Котлы с обычной топкой имеют высокую (больше 100°С) температуру отходящих газов, что практически не приводит к образованию конденсата. Исключением являются угольные котлы, у которых температура образования конденсата (точка росы), как правило, находится в районе 100°С. К другой категории отопительных устройств на твердом топливе со сложной конструкцией топки относятся котлы длительного горения, у которых температура на выходе существенно ниже. Низкая температура продуктов сгорания и большое количество соединений серы и азота накладывают самые жесткие ограничения на выбор стали для дымохода бани или отопительного прибора с многоходовой конструкцией топки; 
  • Котлы на дизельном топливе выделяют на выходе большое количество кислотных соединений, а достаточно низкая температура отходящих газов определяет обильное выделение конденсата в холодное время года. Ответом на вопрос «какая сталь для дымохода лучше» для отопительных приборов данного типа, является выбор в пользу самых дорогих и кислотостойких видов нержавейки. 
Отдельной позицией стоит отметить котлы конденсационного типа, у которых процесс выделения конденсата из продуктов сгорания природного газа организован внутри отопительного прибора, что кардинально снижает температуру и количество агрессивных веществ на выходе устройства. Необходимость в нержавеющей стали для газового дымохода у котлов такого типа отсутствует полностью, а для изготовления дымовых труб конденсационных котлов можно использовать даже полимерные составы.
Сталь 430

Преимущества нержавеющей стали для котлов на разных видах топлива

  • широкий выбор марок нержавеющих материалов позволяют сохранить долговечность и надежность дымовой трубы при оптимальном подходе к формированию ее цены; 
  • пластичность нержавейки дает возможность выпускать основные и комплектующие элементы с минимальными отклонениями геометрических размеров; 
  • жаропрочность большинства видов нержавейки гарантирует длительный срок службы дымохода для систем отопления с минимальным содержанием конденсата; 
  • долговечность дымовых труб из нержавеющей стали полностью окупает повышенные расходы на их приобретение; 
  • широкая номенклатура монтажных изделий и комплектующих существенно упрощают монтаж дымохода, справиться с которым может даже не подготовленный человек. 

Параметры отдельных видов нержавеющей стали

В настоящий момент самым распространенным способом маркировки нержавейки является стандарт Американского института железа и стали - AISI (American Iron and Steel Institute). По этому стандарту самыми популярными видами стали выступают 5 основных марок (AISI 304, AISI 316, AISI 321, AISI 409 и AISI 430), которые разделены на два класса - ферритные марки серии 400 и аустенитные марки серии 300. Первые обладают магнитными свойствами, тогда как вторые являются не магнитным материалом.
Производство дымоходов     Производство дымоходов

Подробный анализ всех популярных марок стали был описан в статье «Какая нержавейка лучше для дымохода», а в данном материале мы сосредоточимся на эффективности каждой марки для дымовых труб конкретных отопительных приборов, каминов и печей.

С точки зрения долговечности, кислотостойкости и жаропрочности, все марки нержавейки серии 300 являются самыми надежными видами стали, однако за эти параметры приходится платить достаточно высокой ценой. В особо сложных условиях применяются марки AISI 316 и AISI 321, а в более облегченных вариантах - AISI 304.
Нержавеющие стали серии 400 относятся к категории бытового назначения, а их основное применение сосредоточено в пищевой промышленности, автомобилестроении и производстве бытовой техники. В производстве дымовых труб данные марки используются для внешней облицовки двухконтурных моделей типа сэндвич и для изготовления внутренней трубы в отопительных приборах с минимальным количеством выделяемого конденсата.
Катушка металла
Несколько советов по выбору стали для двухконтурного дымохода
  • Для внешней оболочки двухконтурных дымоходов отопительных приборов на любом виде топлива целесообразно использовать самую недорогую марку нержавейки — AISI 409. Такая особенность снижает общие расходы и уменьшает срок окупаемости. Также данный вид нержавейки можно использовать для систем отопления с котлами конденсационного типа; 
  •  Для отопительных систем на природном газе жаропрочность стали имеет вторичное значение, а процесс образования конденсата не содержит большого количества агрессивных соединений. По этой причине в качестве материала для внутренней трубы двухконтурного дымохода можно использовать нержавейку марок AISI 430 и AISI 304. Первая марка больше подходит для низкотемпературных систем на основе теплых полов, а вторая — для всех остальных; 
  • Для твердотопливных систем отопления, каминов и банных печей с прямой конструкцией топки и дымохода главным параметром является жаропрочность стали, а образование конденсата сведено к минимуму. Для дымовых труб таких отопительных приборов можно использовать нержавейку марки AISI430, которая имеет минимальную стойкость к коррозии, однако обладает достаточно высокой стойкостью к температуре; 
  • Котлы длительного горения на твердом топливе имею достаточно низкую температуру отходящих газов, что вызывает обильное выделение конденсата. При этом в составе отходящих газов присутствует достаточное количество агрессивных соединений. Для внутренних дымовых труб таких систем лучше использовать нержавеющую сталь марки AISI321; 
  • Дизельные и угольные котлы относятся к отопительным приборам с самым агрессивным составом отходящих газов. Такая особенность диктует необходимость использования марок стали с самыми высокими параметрами устойчивости к воздействию кислот — AISI 316 и AISI 321. При этом высокое значение точки росы для угольных систем определяет предпочтительность марки AISI 321; 
  •  При выборе марок нержавеющей стали всегда нужно учитывать тот факт, что нержавейка AISI 316 и AISI 321 подходит практически для всех отопительных систем, а выбор в пользу других видов связан ТОЛЬКО с попытками снизить затраты на приобретение дымохода, без заметной потери его качества. 

Вывод

Анализ параметров систем отопления, продуктов сгорания топлива и марок нержавеющей стали позволяет сделать уверенный вывод, что при проектировании и выборе дымовой трубы практически всегда присутствует возможность уменьшить общие затраты на проект. Такая возможность связана с большим разбросом температур и состава дымовых газов, а также особенностями образования конденсата в системах отопления с разными принципами работы и разными видами топлива.

Читайте также