Печки для бани из нержавейки. Печи для бани из нержавейки или чугуна? Что лучше? Преимущества банных печей из нержавеющей стали

Металлы и сплавы.
Нас будет интересовать только то, что относится к бане.
Чтобы понять, а из какого металла надо делать печи и трубы, проследим теперь историю создания легированных сплавов. Различают три класса сталей и сплавов:
1. КоррозионноСтойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
2. ЖароСтойкие - в смысле окалиностойкие - стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах (окисление) при температурах выше 550 °С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии;
3. ЖароПрочные стали и сплавы - способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени без заметной остаточной деформации и разрушения и обладающие при этом достаточной жаростойкостью (стойкость к коррозии и к образованию окалины). Основными характеристиками жаропрочности являются ползучесть и длительная прочность
Нержавейка - сталь легированная нержавеющая. В 1913 году Гарри Брирли (Harry Brearley), экспериментировавший с различными видами и свойствами сплавов, обнаружил способность стали с высоким содержанием хрома Cr сопротивляться коррозии в кислотной среде. Так началась эра нержавейки - сложнолегированной стали, устойчивой к коррозии в атмосфере и в агрессивных средах. Постепенно выяснилось, что коррозия происходит не только на поверхности металла, но и внутри между кристаллами при нагреве.
Любителя бани, который приобрёл металлическую печь (МП) и металлический дымоход особенно волнует вопрос, как изменяются свойства металла при нагревании его. На сегодня в этом плане утешительного мало. В том диапазоне температур, который наблюдается в топливнике МП (до 800-1000С) и в дымоходе (до 700- 900С) происходит и высокотемпературная коррозия, и выгорание металла (образование окалины) и деградация прочности (в 8-10 раз). Поэтому желательно не перекаливать печь (не топить сверх меры), но это бывает сложно выполнить неопытному истопнику. Если есть стекло в дверке печи, то через него можно наблюдать за скоростью и завихрениями языков пламени, и слышать характерный его гул. Однако иногда возникает синдром «бешенного истопника» - так назвали на испытаниях в Воронеже ситуацию, когда дымоход раскаляется до верхних пределов. Здесь явно не хватает средств контроля и устройств для подавления «разгона» печи.

Неудивительно, что вероятность возникновения повреждения металла очень высокая. Наиболее распространенной причиной отказов оборудования является старение металла. Под воздействием высоких температур, давления, агрессивных сред, а также с учетом длительной эксплуатации в металле активно протекают процессы старения: деградация структуры и изменение механических свойств, которые отрицательно влияют на работоспособность печи и могут стать причиной его аварийного разрушения.
С форума РусБани : ¦Внесу небольшие наблюдения из своего опыта: На рынках продаётся приблизительно около 90 процентов печей для бань с открытой каменкой (анализ собственных продаж) в ценовом диапазоне 8-20 тыс. руб. Интересная закономерность: такое ощущение, будто печи не прогорают, а прогнивают! Производители обратите внимание на конструкцию дна каменки!!! На неё в среднем идёт нагрузка порядка 100 кг: бак, либо сетка с камнями, да плюс дымоход! Никто дымоход не разгружает и он всей тяжестью давит на печь. В среднем бюджетная печь служит от 3 до 7 лет, смотря, с какой периодичностью топить. Интересные люди покупатели: у них печь прогорела года через 3, а они всё равно приходят и просят не то что того же производителя, а ещё и хотят ту же модель. Вот и приходится объяснять, что это то же самое только подверглось рестайлингу. Ржаветь в основном начинают либо сварочные швы либо дно каменки, которые в последствии и прогнивают-прогорают!
Кроме массы камней стоит обратить еще на один нюанс. При нагреве печи каменка металлическая увеличивает свой объем больше, чем камни. Камни проваливаются глубже. Затем при охлаждении печи каменка пытается восстановить свой объем, но не получается - камни заклинивает. В результате к следующему нагреву металл приходит в растянутом состоянии. ¦
-----------------------
Выше было написано про нержавейку.
Практика показывает, что при высоких температурах надо решать проблему не только коррозии и окалиностойкости металла для печи и дымохода, но и механической прочности (ползучести). Это задача совсем другая и для неё нужны другие металлы.

¦Жаропрочные сплавы - металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред. Начало систематических исследований жаропрочных сплавов приходится на конец 1930-х годов - период нового этапа в развитии авиациии, связанного с появлением реактивных и газотурбинных двигателей (ГТД).
Жаропрочные сплавы могут быть на алюминиевой, титановой, железной, медной, кобальтовой и никелевой основах. Наиболее широкое применение в авиационных двигателях получили никелевые жаропрочные сплавы, из которых изготавливают рабочие и сопловые лопатки, диски ротора турбины, детали камеры сгорания и т. п. В зависимости от технологии изготовления никелевые жаропрочные сплавы могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее жаропрочными являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050-1100C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках.
История . Первые жаропрочные стали для газотурбинных двигателей были разработаны в Германии фирмой Krupp в 1936-1938 годах. Высоколегированная аустенитная сталь Тинидур создавалась как материал рабочих лопаток турбины на температуры 600-700С. Тинидур - аустенитная сталь с дисперсионным твердением (Ni3Ti) и карбидным упрочнением. В 1943-44 годах годовое производство Тинидур составляло 1850 тонн. Институтом DVL и фирмой Heraeus Vacuumschmelze были разработаны аустенитые стали DVL42 и DVL52 (названия в Англии) на более высокие рабочие температуры 750-800C.
Длительная прочность жаропрочных сплавов при трёх температурах, МПа
Например, сплав MAR-M246 имеет длительную прочность 124 МПа после 1000 часов выдержки при 982 °C.
Т° и часы

В Германии 1940-х годов среди разработчиков авиационных ГТД существовало стремление повысить температуру газа перед турбиной до 900C. С этой целью институт DVL совместно с рядом фирм экспериментировал с аустенитными сложнолегированными сплавами. В ходе войны была признана невозможность подобного решения по причине острого дефицита в Германии легирующих элементов. В результате исследования приняли два направления:
1) создание полых охлаждаемых воздухом лопаток (рабочих и сопловых) при соответствующем снижении легирования используемых материалов;
2) исследование возможностей керамических материалов.
К 1942 году в Великобритании создан жаропрочный сплав нимоник-80 - первый в серии высокожаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на никель-хромовой основе. Создатель сплава - сэр Уильям Гриффитс (Griffiths W.T.) Основа сплава нимоник-80 - нихром (80 %Ni - 20 %Cr), известный своей высокой жаростойкостью и высоким электрическим сопротивлением. Ключевыми легирующими элементами сплава нимоник-80 являлись титан (2,5 %) и алюминий (1,2 %), образующие упрочняющую фазу.
Основу жаропрочных сплавов, как правило, составляют элементы Fe, Co, Ni (VIII группа табл. Менделеева). До 1940-х годов основу жаропрочных сплавов составляли железо или никель. Добавлялось значительное количество хрома для увеличения коррозионной стойкости. Добавки алюминия, титана или ниобия увеличивали сопротивление ползучести. В некоторых случаях образовывались хрупкие фазы из-за образования карбидов. В конце 40-х годов почти прекратили использование железа как основы жаропрочных сплавов. Предпочтение начали отдавать сплавам на основе никеля и кобальта. Это позволило получить более прочную и стабильную гранецентрированную матрицу.
В конце 1940-х годов была обнаружена возможность дополнительного упрочнения жаропрочных сплавов путём легирования молибденом. Позже для этой же цели начали применять добавки таких элементов, как вольфрам, ниобий, тантал, рений и гафний.

Самые широко распространенные печи в банях и саунах – металлические ( или ). Но и металлические печи бывают разные:

• из стали (черной и нержавейки);
• из чугуна.

Металлические печи из жаропрочной стали имеют небольшой размер, быстро нагревают помещение благодаря отличной теплопроводности, но они не могут аккумулировать тепло. Для устранения этого недостатка их . Еще один недостаток: сталь, хоть и жаропрочная, быстро прогорает.

Протапливая печь из черного металла, не увлекайтесь. Когда стенки раскаляются докрасна, начинает происходить процесс выжигания кислорода, идет активное окисление. В воздухе даже может появиться специфический привкус ржавчины (характерно для печей с использованием низкоуглеродной стали).

Печи из нержавейки достоинства и недостатки

Печи для бани из нержавейки более устойчивы к прогоранию: при нагреве нержавеющая сталь, в отличие от черной, не вступает в реакцию с кислородом, что намного продлевает срок ее службы. Но нужно учесть, что теплопроводность нержавейки ниже, что приводит к увеличению времени прогрева помещения. Учтите также, что нержавейка – не обязательно полированная. Сталь называется «нержавеющей» если в ее составе имеются хром или никель, которые и придают сплавам особые свойства, а не цвет. Бывает и вороненная нержавеющая сталь, которая имеет глубокий черный цвет.

Слабым местом топок из нержавейки является сварной шов. При быстром нагреве холодной печи из нержавейки возникает разность температур, которая приводит к возникновению напряженности в металле. Это и становится причиной разгерметизации швов. К тому же значительное температурное расширение становится причиной изменения геометрии топки: стенки «играют». Поэтому прогревать печь из нержавейки нужно постепенно, чтобы металл разогревался равномерно, приобретая вязкость.

Для того, чтобы избежать проблем с неравномерным прогревом, стенки топки и другие детали делают толще, но это ведет к значительному удорожанию изделия. Для того чтобы решить задачу, и несильно повысить цену печи, делают из нержавейки только топку. Это отличная комбинация, которая использует достоинства обоих видов металлов.

Печи из чугуна: плюсы и минусы

Печи из чугуна отливаются из серого жаропрочного чугуна. Обычно они состоят из нескольких деталей, которые соединяются между собой при помощи замков (если конструкцией замков не предусмотрено, можно использовать специальный герметик). Чугунные печи имеют большой вес (100-200 кг), высокую теплопроводность и коэффициент теплового излучения. Имея более толстые стены, чугун прогревает воздух с той же скоростью, что и стальные печи.

Нейтрален чугун и по отношению к воздуху: даже нагрев до высоких температур не приводит к активизации окислительных процессов. Еще один плюс таких печей: небольшой коэффициент линейного расширения: можно топить печь и не беспокоиться о том, что ее перекосит. К тому же чугун хорошо аккумулирует тепло, поддерживая температуру в парной даже после полного прогорания топлива. Кроме большого веса (нужен укрепленный фундамент) к недостаткам можно отнести высокую стоимость чугунных печей для бани. Но срок эксплуатации такой печи – 15 лет, что делает такую покупку оправданной.

Выводы

Если вы ограничены в средствах, то приобретение печи из нержавеющий стали, будет хорошим компромиссом в плане сочетания цены/качества.

При наличии средств и возможности сооружения прочного фундамента для печи, лучше купить печь из чугуна, которая прослужит долгие годы.