Co jest mocniejsze, stal czy aluminium? Różnica pomiędzy systemem stalowym i aluminiowym. Rodzaje stopów aluminium stosowanych do produkcji ram rowerowych

Wybierając produkty metalowe – podgrzewane wieszaki i poręcze na ręczniki, naczynia i płoty, kraty czy poręcze – wybieramy przede wszystkim materiał. Tradycyjnie za konkurencję uważa się stal nierdzewną, aluminium i zwykłą stal czarną (węglową). Chociaż mają wiele podobnych cech, to jednak znacznie się od siebie różnią. Warto je porównać i dowiedzieć się, co jest lepsze: aluminium lub Stal nierdzewna(stal czarna ze względu na niską odporność na korozję nie będzie brana pod uwagę).

Aluminium: charakterystyka, zalety, wady

Jeden z najlżejszych metali powszechnie stosowanych w przemyśle. Bardzo dobrze przewodzi ciepło i nie ulega korozji tlenowej. Aluminium produkowane jest w kilkudziesięciu rodzajach: każdy z własnymi dodatkami zwiększającymi wytrzymałość, odporność na utlenianie i plastyczność. Jednak z wyjątkiem bardzo drogiego aluminium lotniczego, wszystkie mają jedną wadę: nadmierną miękkość. Części wykonane z tego metalu łatwo ulegają odkształceniom. Dlatego nie można stosować aluminium tam, gdzie podczas pracy produkt jest narażony na działanie wysokiego ciśnienia (np. uderzenie wodne w instalacjach wodociągowych).

Odporność na korozję aluminium nieco zawyżone. Tak, metal nie „gnije”. Ale tylko ze względu na ochronną warstwę tlenku, która tworzy się na produkcie w powietrzu w ciągu kilku godzin.

Stal nierdzewna

Stop nie ma praktycznie żadnych wad - poza wysoką ceną. Nie boi się korozji, nie teoretycznie jak aluminium, ale praktycznie: nie pojawia się na nim film tlenkowy, co oznacza, że z biegiem czasu „ Stal nierdzewna„nie blaknie.

Nieco cięższa od aluminium stal nierdzewna jest bardzo odporna na uderzenia, wysokie ciśnienie i ścieranie (szczególnie gatunki zawierające mangan). Jego przenikanie ciepła jest gorsze niż aluminium: ale dzięki temu metal nie „poci się” i jest na nim mniej kondensacji.

Na podstawie wyników porównania staje się jasne, że do wykonywania zadań wymagających małej masy, wytrzymałości i niezawodności metalu, stal nierdzewna jest lepsza od aluminium.

Aluminium niewątpliwie posiada szereg niezaprzeczalnych zalet, które od dawna są znane każdemu. Jednak materiał jest dość złożony, nie tyle w działaniu, co w instalacji. Stosując stop aluminium w podsystemach fasadowych należy bezwzględnie kierować się listą dość szczegółowych zasad, które zapewnią długoletnią i bezawaryjną pracę w przyszłości. Trzeba przyznać, że w realiach rosyjskiego rynku budowlanego spełnienie tych warunków jest dość trudne, zwłaszcza biorąc pod uwagę fakt, że dostawcy podsystemów aluminiowych często nie dyskutują o konieczności przestrzegania tych zasad

Przedstawiamy więc porównawczy opis podsystemów stalowych i aluminiowych.

* Przy dużym skoku temperatury rozszerzanie się stali jest nieznaczne i wynosi około dwóch milimetrów, a dla systemów aluminiowych wartość ta jest od dwóch do trzech razy większa. Dlatego konieczne staje się zamontowanie niektórych połączeń ruchomych. Jeśli chodzi o zastosowanie stali, połączenia są trwałe, a zatem bardziej niezawodne.

* Kolejną istotną zaletą systemu stalowego są mocowania. W systemie stalowym absolutnie wszystkie wsporniki są nośne, co oznacza, że cała blacha jest równomiernie rozłożona. Ponadto z pierwszego punktu wynika, że wszystkie mocowania są sztywne i nieruchome, mocowanie odbywa się za pomocą wkrętów samogwintujących i nitów. Natomiast w systemach aluminiowych obowiązkowy jest podział na wspornik wiatrowy i nośny. Okazuje się, że całym ciężarem okładziny obciążane są jedynie wsporniki nośne.

* Wsporniki wiatrowe przejmują obciążenia generowane przez wiatr. Aby przymocować prowadnicę do wspornika, należy wykonać w niej podłużne otwory. Wszystkie mocowania wykonywane są za pomocą nitów, a nie wkrętów samogwintujących. Ponadto warto wziąć pod uwagę warunki atmosferyczne i temperaturę, w jakiej montowana jest konstrukcja, ponieważ od tych warunków będzie zależał punkt mocowania nitu.

* Systemy stalowe wymagają stosowania łączników jednolitych z częścią elewacyjną. Oznacza to, że wszystkie elementy mocujące będą również wykonane ze stali ocynkowanej lub materiałów nierdzewnych. System aluminiowy przewiduje również zastosowanie elementów ze stali nierdzewnej, w szczególności wkrętów samogwintujących i nitów. Jednak każdy instalator powie Ci, że elementy ze stali nierdzewnej mają pewne wady, a mianowicie: nity ze stali nierdzewnej są kilkukrotnie droższe od wkrętu samogwintującego, a użycie nitu wymaga większej staranności i dużo czasu. Pociąga to za sobą fakt, że często nity ze stali nierdzewnej zastępuje się śrubami ocynkowanymi, co samo w sobie stanowi rażące naruszenie ogólnych wymagań.

* Stal jest materiałem mocniejszym od aluminium, dlatego ma prawie 2,5 razy większą nośność. Prowadzi to do zastosowania cieńszych części podczas montażu, co pomaga znacznie zmniejszyć całkowitą masę konstrukcji.

* Aluminiowe systemy fasadowe są również droższe, ponieważ wymagają zainstalowania w niektórych obszarach stref przeciwpożarowych, aby spełnić wymagania bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Temperatura topnienia stali jest 2 razy wyższa od temperatury topnienia aluminium, co czyni ją bardziej odporną na ogień, a nawet jeśli do niego dojdzie, stal nie topi się i nie przyczynia się do dalszego rozprzestrzeniania się ognia.

* Systemy stalowe pomogą Ci zaoszczędzić na izolacji. Stal przewodzi ciepło 4 razy gorzej niż aluminium. Po konkretnych obliczeniach okazało się, że aby uzyskać ten sam efekt, w systemie aluminiowym należy zamontować izolację o 20 mm grubszą niż w systemie stalowym.

A teraz wyobraźcie sobie, że wszystkie te parametry trzeba uwzględnić w realiach budownictwa. Czy potrafisz sobie wyobrazić instalatora, który siedzi, dokładnie przegląda katalogi i postępuje zgodnie ze wszystkimi zawartymi w nich instrukcjami? I oczywiście nie są brane pod uwagę tak ważne czynniki, jak temperatura podczas montażu konstrukcji elewacji.

A warto przypomnieć, że czynnikiem cenowym jest ważny punkt dla klienta. A jeśli oprzemy się na powyższych faktach, możemy wyciągnąć uzasadniony wniosek, że stalowe systemy elewacyjne są doskonałym przykładem tego, jak korzystnie można porównać cenę i jakość. System stalowy będzie kosztować mniej niż aluminiowy, nawet przy podstawowych właściwościach. Nawiasem mówiąc, cena dwuprzewodowego systemu stalowego będzie niższa niż koszt jednoprzewodowego systemu aluminiowego. Przy zamawianiu dwuobwodowego podsystemu aluminiowego rozbieżność cenowa może osiągnąć dwukrotnie większy rozmiar.

Stal jest dobrze znanym materiałem. Aluminium to materiał nowoczesny, lekki, a jednocześnie fantazyjny. Stosując podsystemy elewacyjne wykonane ze stopów aluminium, należy bezwzględnie spełnić szereg wymagań, jakie stawia aluminium. W trudnych rosyjskich realiach budownictwa, które wraz z kryzysem stały się jeszcze bardziej dotkliwe, gdy instalatorzy są tańsi, elementy złączne prostsze, a budowę trzeba wykonywać szybko, trudno jest spełnić te wymagania. Przyjrzyjmy się, o czym milczą sprzedawcy podsystemów aluminiowych, a co opisują w ich katalogach rozwiązań technicznych.
1. Stal ma niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej w porównaniu do aluminium. Przy różnicy temperatur od -20 do +50 stopni, nierdzewna 3-metrowa prowadnica wydłuża się o 2mm, a aluminiowa o 5-6mm. Dlatego systemy aluminiowe zapewniają szereg ruchomych połączeń i szwów termicznych. W systemach stalowych wszystkie połączenia są stałe, prostsze i bardziej niezawodne. Elementy układu pracują w strefie odkształceń sprężystych.
2. W systemie stalowym wszystkie wsporniki są nośne. Dzięki temu ciężar okładziny rozkłada się równomiernie na wszystkie wsporniki na prowadnicy (w układzie dwuobwodowym - wzdłuż układu wsporników). Wszystkie punkty mocowania są sztywne, za pomocą nitów zrywalnych lub wkrętów samogwintujących.
Przypomnijmy, że w aluminiowych systemach fasadowych wsporniki koniecznie dzielą się na nośne i wiatronośne. Ponadto cały ciężar 3-metrowej prowadnicy z okładziną musi być przenoszony przez jeden wspornik nośny.
3. Reszta działa tylko na obciążenie wiatrem. Do ruchomego mocowania prowadnicy do wspornika wiatrowego, w tym ostatnim znajdują się podłużne otwory. Aby utworzyć połączenie ruchome, należy zastosować nity zrywalne (nie wkręty samogwintujące!). Ponadto punkt mocowania nitu powinien różnić się w zależności od temperatury otoczenia, w której odbywa się montaż.
Ilu instalatorów w rzeczywistych warunkach budowlanych zapoznaje się z katalogami rozwiązań technicznych? Jak długo postępują zgodnie z instrukcjami? (zdjęcia - wsporniki wiatroizolacyjne, miejsce montażu, temperatura).
W stalowych systemach fasad wentylowanych stosuje się niedrogie elementy złączne, spójne z systemem elewacyjnym. Są to nity i śruby ze stali ocynkowanej do systemów ze stali ocynkowanej oraz nity ze stali nierdzewnej do systemów ze stali nierdzewnej. Kleimer jest zawsze mocowany za pomocą nitów ze stali nierdzewnej.
W podsystemach aluminiowych teoretycznie konieczne jest zastosowanie łączników ze stali nierdzewnej lub nitów zrywalnych aluminiowych. Z punktu widzenia instalatora nity nierdzewne mają trzy główne wady. Nit ze stali nierdzewnej kosztuje cztery razy więcej niż wkręt samogwintujący, montaż nitu trwa trzy razy dłużej niż wkręt samogwintujący, a do montażu nitu ze stali nierdzewnej trzeba mieć drogie narzędzie (800 euro). Dlatego bardzo często nity zrywalne zastępuje się... ocynkowanymi wkrętami samogwintującymi. Para elektrolityczna metal-aluminium mówi sama za siebie.
Wytrzymałość na rozciąganie stopu aluminium AD31 wynosi 20kg/mm2, w porównaniu do 54kg/mm2. przy stali. Stal ma 2,5 razy większą nośność niż aluminium. Dlatego w systemach stalowych stosuje się części 2 razy cieńsze niż aluminiowe. To oszczędza wagę.
Elewacje stalowe są odporne na ogień. Temperatura topnienia stali wynosi 1800 stopni. Tłoczone aluminium 600-700 stopni. Badania wykazały, że temperatura podczas pożaru może w niektórych obszarach elewacji sięgać 900 stopni, co może prowadzić do stopienia aluminium. Aby temu przeciwdziałać, w systemach aluminiowych należy montować wyłączniki przeciwpożarowe. Prowadzi to do wzrostu kosztów aluminiowych fasad wentylowanych.
Stal ma przewodność cieplną 4 razy mniejszą niż aluminium. Przewodność cieplna aluminium wynosi 220 W/(m°С), stali nierdzewnej i ocynkowanej odpowiednio 40 i 45 W/(m°С). Tym samym wsporniki w systemach aluminiowych fasad wentylowanych stanowią duże mostki cieplne. Rosyjscy koledzy obliczyli, że dla jednakowej izolacji elewacji przy zastosowaniu podsystemu aluminiowego konieczne jest ułożenie izolacji grubszej o 20 mm.

Przewodność cieplna stopów aluminium jest 5,5 razy wyższa niż stali nierdzewnej. Dlatego też, aby wyeliminować możliwość powstawania mostków termicznych w miejscach mocowania wsporników do ściany, w podsystemach aluminiowych stosuje się przekładki termiczne o grubości 10 mm (w stali 2 mm), co negatywnie wpływa na niezawodność konstrukcji. zespół mocowania wspornika do ściany, gdyż głowica kotwy pracuje w zmiennych temperaturach, co prowadzi do korozji najbardziej obciążonego elementu NVF – kotwy. Ponadto obecność grubego elementu z tworzywa sztucznego w tak krytycznym elemencie nie zwiększa ogólnej niezawodności systemu.
Koszt stalowego systemu elewacyjnego jest ważnym czynnikiem dla klienta. Systemy elewacyjne ze stali ocynkowanej to dobry kompromis pomiędzy ceną i jakością. Stalowy dwuprzewodowy system zawieszenia do elewacji wentylowanej jest od samego początku tańszy niż aluminiowy system jednoprzewodowy, przy kalkulacji na pustej ścianie. Biorąc pod uwagę zalety technologii dwuobwodowej, różnica w cenie może być dwukrotnie większa.

Rama roweru jest zaprojektowana tak, aby trzymać kierownicę przed właścicielem i koła pod spodem. Dostępnych jest wiele kształtów, metali, kolorów i wzorów ramek. To właśnie rama powinna być pierwszym istotnym czynnikiem przy wyborze całego roweru, zarówno przy jego składaniu, jak i przy wyborze gotowego egzemplarza w sklepie. Przecież rama określa przeznaczenie roweru, pozycję rowerzysty, istotę i wagę karoserii oraz mocowań. Ma to również duży wpływ na ostateczną wagę roweru. Jakie znaczenie ma waga roweru?

Rower z aluminiową ramą

Czy ma znaczenie ile waży rower?

Na masę roweru wpływają trzy podstawowe parametry - jego stabilność na nawierzchni, sterowność podczas manewrów oraz bezwładność. Ostatni parametr uwzględnia nie tylko samą bezwładność, ale także energię, którą należy wydać, aby ją skompensować. Choć może to zabrzmieć dziwnie, gdy masa roweru spada, wszystkie te wskaźniki poprawiają się. Tutaj zasada nie działa – im cięższy, tym stabilniejszy, bo często trzeba zmieniać środek ciężkości i trudniej skompensować bezwładność.

Zatem masa całego roweru jest niezwykle istotnym parametrem, a większość ciężaru spoczywa na ramie.

Może to być rama stalowa, aluminiowa lub chromowo-molibdenowa. Czasami można znaleźć okazy tytanu. Waga zależy nie tylko od ramy, ale także od wszystkich części zestawu razem wziętych, a także od przeznaczenia roweru. Wersje szosowe ważą zwykle 8-9 kilogramów, górskie są różne - są lekkie opcje o wadze 9 kg, przeciętne urządzenia dla dorosłych ważą do 11 kg, a okazy do zjazdów mogą osiągnąć średnią wagę 20 kg.

Poszczególne rowery sportowe są drogie i ważą ściśle określoną liczbę kg, ale zbyt mocno różnią się w zależności od producenta i przeznaczenia, więc nie ma sensu podawać ich średniej wagi. Najtańsze rowery solankowe z Auchan i innych dużych hipermarketów kosztują niewiele, ale ich wyposażenie jest zwykle ciężkie, zawodne i nieharmonijne. Będzie niewygodny, trudny w prowadzeniu, szybko stanie się bezużyteczny i z reguły nie da się ich naprawić.

Rama ze stali

Zarówno rama stalowa, jak i rama wykonana z różnych stopów zawierających stal mają w przybliżeniu tę samą wagę. Aby rama była jak najmocniejsza, do stopu dodaje się chrom lub molibden. Dodatek ten pozwala również na wykonanie nietypowych projektów ramek - cieńszych w środku i grubszych na krawędziach. Dzięki temu rama jest lżejsza i wygodniejsza, a jej ciekawy wygląd przyciąga uwagę, szczególnie w połączeniu z oryginalną kolorystyką. W porównaniu do aluminiowych rur ramy są one cieńsze i bardziej elastyczne.

W przypadku korzystania ze stalowej ramy nie ma potrzeby instalowania w rowerze widelca ani ramy z włókna węglowego. W końcu im bardziej elastyczna jest rama, tym dłużej będzie służyć właścicielowi. W przypadku roweru turystycznego będzie to najlepsza opcja, ponieważ są niedrogie, ale jednocześnie doskonale nadają się do drobnych napraw. Problem ze stalowym rowerem polega na tym, że łatwo ulega korozji i jest cięższy niż aluminiowa rama. Zaletami tej ramy wykonanej z tego materiału są:

Doskonała bezwładność – po tym jak właściciel przestanie pedałować, rower przez długi czas utrzymuje doskonałą prędkość;
Rama z miękkiej stali - stal łagodzi wstrząsy i wibracje, w połączeniu z widelcem karbonowym sprawia, że jazda na rowerze staje się czystą przyjemnością;
Uginanie – często stalowa rama wygina się pod nietypowymi kątami, co świetnie sprawdza się w pokonywaniu zakrętów;
Trwałość i doskonała zdolność naprawy materiału - co drugi spawacz może pomóc.

Ale taka rama ma również niewielką liczbę wad, w tym zwiększoną wagę - w najlżejszych wersjach taka rama będzie ważyć o 1–1,5 kg więcej niż inne opcje.

Ostre przyspieszenie na takiej ramie również nie zadziała.

Ramka aluminiowa

Obecnie najczęściej produkowane są rowery z aluminiową ramą. Takie egzemplarze są lżejsze, lepiej reagują na nierówności drogi, są niedrogie zarówno w naprawie, jak i zakupie oraz nie są podatne na korozję. Sztywność i waga takiej ramy będą lepsze niż ramy stalowej, ale sam metal będzie miał mniejszą gęstość. Aluminiowa rama jest lekka i sztywna, choć sama średnica rury jest większa. W porównaniu ze stalą zwiększenie średnicy rur takiej ramy doprowadzi do bardziej sztywnej opcji, ale jednocześnie będzie o rząd wielkości lżejsza.

Zmiany w sztywności praktycznie nie będzie, ale jeśli to poczujesz, możesz założyć na rower widelce z włókna węglowego, co zmiękczy drogę.

Uszkodzona aluminiowa rama

Zalety ramy aluminiowej to:

Najlepszy możliwy stosunek wagi do kosztu efektu końcowego. Rama najniższej klasy waży nie więcej niż 2 kg, a dobrej jakości - nie więcej niż 1,5 kg;
Ostre i dobre przyspieszenie w każdym terenie;
Aluminium nie podlega korozji metalu;
Jest to najlepsza opcja dla ciężkich rowerzystów.

Wady tej ramy są dokładnym przeciwieństwem zalet ramy stalowej.

Rama wykonana z takiego materiału nie tylko szybko przyspiesza, ale także szybko traci całą swoją bezwładność.
Jest sztywny - aluminium nie tłumi drgań podczas jazdy. W połączeniu ze sztywnym widelcem jazda może zamienić się w torturę.
Osoby o niskiej wadze będą miały trudności z jazdą na nim.
Taka rama nie wytrzyma dłużej niż 10 lat, ponieważ gromadzi zmęczenie i po prostu pęknie w najbardziej nieodpowiednim momencie.
Ponadto nie każdą awarię takiej ramy można naprawić.