Создан 01 апр.

3,1655 золотых знаков1616 серебряных знаков3333 бронзовых знака

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в ​​отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Узнайте, какой сварочный пруток лучше всего подходит для чугуна и как его использовать — Castaloy

Чугун — один из трудных свариваемых металлов.Для многих владельцев это становится кошмаром. Поскольку этот материал более хрупкий, в настоящее время его используют повсеместно. Сломанный или поврежденный чугун — обычное дело. Процесс сварки чугунного прутка или чего-либо еще требует особого ухода, и необходимо избегать распространенных ошибок, чтобы завершить процесс эффективно. Основная проблема сварки чугуна — высокое содержание в нем углерода. Но его преимущество в том, что он обеспечивает твердость чугуна. Кроме того, он не растягивается и не деформируется при нагревании или нагрузке.Но это не сделано должным образом, материал может быть поврежден или потрескаться. Следовательно, необходимо использовать лучший сварочный стержень для чугуна.

Перед началом процесса сварки важно выбрать стержень, который будет использоваться в этом процессе. Castaloy — это стержень, который делает невозможным ремонт чугуна. Этой штангой легко можно дома отремонтировать любой чугун. Также алюмалой можно использовать для ремонта литого алюминия.

Рекомендации по использованию лучшего сварочного прутка для чугуна:

При сварке важно сначала очистить поверхность чугуна.Ремонт может быть выполнен разными способами. Сбой сварки часто случается, когда человек неправильно сваривает чугунный стержень или какие-либо другие предметы. Это может привести к чрезмерному повреждению или появлению трещин на объекте. Если вы выполняете сварку самостоятельно, вам следует выполнить несколько шагов. Во-первых, перед сваркой необходимо определить тип чугуна. Затем очистка поверхности сплава важна, чтобы удалить грязь с поверхности и сделать ее чистой для сварки. Затем вы можете использовать чугун — лучший сварочный пруток для чугуна.

Многие люди не знают, что такое касталой. Castaloy, который легко найти на castaloy.com, — это стержень, который можно использовать для ремонта любых чугунных материалов, таких как блоки двигателя, антиквариат, кованые ограждения и любые предметы, сделанные из чугуна. Сварка очень проста, что легко можно сделать у себя дома. Все, что вам нужно, это пропановая горелка с собой. После очистки поверхности все, что вам нужно, это прогреть ремонтируемую поверхность пропановой горелкой.

После нагрева чугунной детали все, что вам нужно, это прикоснуться к разогретой поверхности касталой, после чего она начнет разжижаться и соединять детали вместе.Даже если трещина очень глубокая, эти стержни можно использовать для ее соединения, и сварной шов будет очень прочным и долговечным. Эту же процедуру можно использовать для ремонта литого алюминия с помощью алюминиевого стержня. Castaloy.com — идеальное решение для тех, кто желает отремонтировать свои вещи, а не заменять их. В нашем магазине вы можете найти лучший сварочный пруток для чугуна для ремонта чугунных вещей. Используя этот метод, вы также сокращаете все другие расходы, связанные со сваркой.

Дуговая сварка чугуна

Поскольку не существует двух одинаковых чугунов, возникают очевидные проблемы с дуговой сваркой чугуна .Сварка чугуна чаще всего связана с техническим обслуживанием и ремонтом отливки с трещинами. Основными двумя методами сварки чугуна являются процессы кислородно-ацетиленовой сварки или аппараты для дуговой сварки.

Чугун можно сваривать покрытым стальным электродом, однако этот метод следует применять исключительно в качестве аварийного решения. При использовании любого стального электрода необходимо учитывать усадку со стальным материалом сварного шва, любой углерод, полученный в чугуне из металла шва, а также твердость металла шва из-за быстрого охлаждения.Сталь дает усадку намного больше, чем чугун, если переходить из расплава в твердое состояние.

Каждый раз, когда используется стальной электрод, неравномерная усадка может вызвать напряжения в стыке после сварки. Всякий раз, когда на стыках используется большое количество присадочного металла, настоящий чугун может расколоться сразу после линии плавления, если, конечно, не будут приняты меры предосторожности. Чтобы избежать многих этих осложнений, подготовленные стыки следует сваривать путем наплавки любого металла шва в виде небольших нитевидных валиков, 0.Длина от 70 до 1,0 дюйма (от 20,0 до 25,5 мм).

Обычно они производятся спорадически и, в некоторых случаях, с использованием метода обратного шага и пропуска. Чтобы предотвратить образование твердых пятен, дугу следует зажигать по V, а не по поверхности основного металла. Каждый короткий отрезок металла сварного шва, используемый на любых соединениях, должен быть тщательно обработан в горячем состоянии с помощью небольшого ударно-ударного молотка, а также дать остыть перед нанесением следующего металла шва. Эта операция упрочнения приводит к ковке самого металла, а также сводит к минимуму любые деформации при остывании.

Охлаждению также можно способствовать, накрыв отливку специальной охлаждающей подушкой или засыпав отливку песком. Дуговая сварка чугуна — это медленный процесс, требующий тщательной упрочнения и охлаждения.

Техническое обслуживание и ремонт архитектурного чугуна

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

Деталь из чугуна, нуждающаяся в очистке и покраске. Фото: любезно предоставлено организацией New York Landmarks Conservancy.

Джон Г.Уэйт, AIA, Исторический обзор Марго Гейл

Сохранение чугунных архитектурных элементов, в том числе целых фасадов, в последние годы привлекает все большее внимание, поскольку коммерческие районы признаны за их историческое значение и оживлены. Это краткое описание содержит общие указания по подходам к сохранению и реставрации исторического чугуна.

Это фрагмент полихромного чугунного фасада в Петалуме, Калифорния, 1886 год (О’Коннелл и Льюис, Architectural Iron Works, Сан-Франциско).Фото: Дон Мичем.

Чугун сыграл выдающуюся роль в промышленном развитии нашей страны в XIX веке. Чугунное оборудование заполнило американские фабрики и сделало возможным рост железнодорожных перевозок. Чугун широко использовался в наших городах для систем водоснабжения и уличного освещения. Как архитектурный металл, он сделал возможным новые смелые достижения в архитектурном дизайне и строительных технологиях, обеспечивая при этом богатство орнамента.

Этот старинный металл, железный сплав с высоким содержанием углерода, был слишком дорогим, чтобы производить его в больших количествах до середины 18 века, когда новая технология печей в Англии сделала его более экономичным для использования в строительстве.Известный своей большой прочностью на сжатие, чугун в форме тонких негорючих столбов был использован в 1790-х годах на английских хлопчатобумажных фабриках, где пожары были обычным явлением. В Соединенных Штатах подобные тонкие колонны впервые были использованы в 1820-х годах в театрах и церквях для поддержки балконов.

К середине 1820-х годов в Нью-Йорке рекламировались одноэтажные железные витрины. Дэниел Бэджер, литейщик из Бостона, который позже переехал в Нью-Йорк, утверждал, что в 1842 году он изготовил и установил первые железные ставни для железных витрин, которые обеспечивали защиту от краж и внешнего пожара.В грядущие годы и в 20-е годы практичная чугунная витрина станет популярной в городах от побережья до побережья. Он не только помог выдержать нагрузку на верхние этажи, но и обеспечил большие витрины для демонстрации товаров и позволил естественному свету заливать интерьеры магазинов. Что наиболее важно, чугунные фасады стоили недорого и требовали небольшого труда на месте.

Неутомимым сторонником использования чугуна в зданиях был изобретательный житель Нью-Йорка, архитектор-самоучка Джеймс Богардус.Начиная с 1840 года, Bogardus превозносил свои достоинства: прочность, структурную стабильность, долговечность, относительную легкость, способность принимать практически любую форму и, прежде всего, огнестойкие качества, столь востребованные в эпоху серьезных городских пожаров. Он также подчеркнул, что процессы литья под давлением, с помощью которых из чугуна изготавливали элементы здания, полностью совместимы с новыми концепциями заводского изготовления, массового производства и использования идентичных взаимозаменяемых деталей.

В 1849 году Богардус создал нечто уникальное по-американски, построив первое здание с самонесущими многоэтажными железными стенами.Известный как Edgar Laing Stores, этот угловой ряд небольших четырехэтажных складов, которые выглядели как одно здание, был построен в нижнем Манхэттене всего за два месяца. Его задняя, ​​боковые и внутренние несущие стены были из кирпича; Каркас перекрытия состоял из деревянных балок и балок. Одна из чугунных стен была несущей, поддерживая деревянные балки перекрытия. Новшеством стали два уличных фасада из самонесущего чугуна, состоящие из нескольких частей — колонн, панелей, подоконников и пластин в дорическом стиле, а также некоторых накладных орнаментов.Каждый компонент фасадов был отлит индивидуально в песчаной форме в литейном цехе, обработан до гладкости, испытан на соответствие и, наконец, доставлен на запряженных лошадьми телегах на строительную площадку. Там их подняли на место, затем скрепили болтами и прикрепили к обычной конструкции из дерева и кирпича с помощью железных шипов и ремней.

Гробница семьи Слаттер в Мобиле, штат Алабама, состоящая из чугунного мавзолея и ограды, демонстрирует широкий спектр использования этого материала в XIX веке.Фото: Джек Э. Баучер, Коллекция HABS.

Второе возведенное здание с железным фасадом стало большим шагом вперед по сравнению с магазинами Laing Stores по размеру и сложности. Пятиэтажное здание газеты Sun в Балтиморе, начатое в апреле 1850 года Богардусом и архитектором Робертом Хэтфилдом, имело чугунный фасад и чугунный каркас. В Филадельфии в 1850 году было начато строительство нескольких железных фасадов: здание Inquirer Building, Brock Stores и здание Penn Mutuai (все три были снесены). Св.Чарльз Отель 1851 года на Третьей улице, 60, является старейшим железным фасадом в Америке. Обрамление с чугунными колоннами, балками и фермами из кованого железа было широко видно в Нью-Йоркском Хрустальном дворце 1853 года.

Во второй половине XIX века Соединенные Штаты находились в эпоху огромного экономического и территориального роста. Использование железа в коммерческих и общественных зданиях быстро распространилось, и с 1849 года до начала века в городах по всей стране были возведены сотни зданий с железными фасадами.Выдающиеся примеры железных фасадов существуют в Балтиморе, Галвестоне, Луисвилле, Милуоки, Новом Орлеане, Филадельфии, Ричмонде, Рочестере (Нью-Йорк) и особенно в Нью-Йорке, где в одном только историческом районе Сохо Чугун есть 139 зданий с железными фасадами. К сожалению, большая часть железных фасадов по всей стране была снесена в ходе проектов реконструкции центра города, особенно после Второй мировой войны.

В дополнение к этому внешнему виду, многие общественные здания демонстрируют великолепные открытые внутренние изделия из железа, одновременно декоративные и структурные.Замечательные примеры сохранились по всей стране, в том числе Библиотека Пибоди в Балтиморе; Старое административное здание в Вашингтоне, округ Колумбия; здание Брэдбери в Лос-Анджелесе; бывший Капитолий штата Луизиана; бывшая ратуша в Ричмонде; Твидовое здание суда в Нью-Йорке; и столицы штатов Калифорния, Джорджия, Мичиган, Теннесси и Техас. И, конечно же, железо образует огромный купол Капитолия Соединенных Штатов, построенный во время Гражданской войны. Декоративный чугун также был популярным материалом в пейзаже: заборы, фонтаны со скульптурами, фонарные столбы, мебель, урны, беседки, ворота и ограды для кладбищенских участков.При таком широком спросе многие американские литейные предприятия, которые занимались литьем деталей машин, банковских сейфов, железных труб или кухонных плит, добавили отделы архитектурного железа. Это потребовало от создателей моделей со сложными конструкторскими возможностями, а также со знанием усадки металла и других технических аспектов литья. Крупные компании включают Hayward Bartlett Co. в Балтиморе; Джеймс Л. Джексон, Cornell Brothers, J. L. Mott и Daniel D. Badger’s Architectural Iron Works на Манхэттене; Hecla Ironworks в Бруклине; Вуд и Перо из Филадельфии; Лидс и Ко., литейный завод Шекспира и Мильтенбергер в Новом Орлеане; Братья Уинслоу в Чикаго; и Джеймс МакКинни в Олбани, штат Нью-Йорк.

Чугун был предпочтительным металлом во второй половине XIX века. Это был не только огнестойкий материал в период крупных городских пожаров, но и большие фасады из чугуна можно было изготавливать с меньшими затратами, чем сопоставимые каменные фасады, а железные здания можно было возводить быстро и эффективно. Самый большой стоящий образец обрамления с чугунными колоннами и коваными балками — шестнадцатиэтажное здание Манхэттен в Чикаго, самый высокий небоскреб в мире, построенный в 1890 году Уильямом ЛеБароном Дженни.К этому времени, однако, сталь стала доступна на национальном уровне, стала более универсальной в структурном отношении и конкурентоспособной по цене. Его более широкое использование — одна из причин, почему строительство из чугуна уменьшилось на рубеже веков после того, как было так активно принято всего лишь пятьдесят лет назад. Тем не менее, чугун продолжал использоваться в значительных количествах для многих других структурных и декоративных целей даже в 20 веке: витрины; шатры; пролеты и большие оконные рамы для каркасных и кирпичных домов; уличная и ландшафтная обстановка, в том числе киоски метро.

XIX век оставил нам богатое наследие новых методов строительства, особенно строительства в совершенно новом масштабе, которое стало возможным благодаря использованию металлов. Первым из них был чугун, хотя период его интенсивного использования длился всего полвека. Теперь сохранившееся наследие чугунной архитектуры, большая часть которой продолжает находиться под угрозой, заслуживает новой оценки и соответствующих мер по сохранению и реставрации.

Что такое чугун?

Чугун — это сплав с высоким содержанием углерода (не менее 1.7% и обычно от 3,0 до 3,7%), что делает его более устойчивым к коррозии, чем кованое железо или сталь. Помимо углерода, чугун содержит различные количества кремния, серы, марганца и фосфора.

В расплавленном виде чугун легко разливается в формы, что позволяет создавать практически неограниченные декоративные и структурные формы. В отличие от кованого железа и стали, чугун слишком твердый и хрупкий, чтобы его можно было придавать молотком, прокаткой или прессованием. Однако, поскольку он более жесткий и более устойчивый к короблению, чем другие виды железа, он может выдерживать большие сжимающие нагрузки.Чугун относительно слаб при растяжении, однако не выдерживает растягивающей нагрузки без предварительного предупреждения.

Подступенки на этих чугунных ступенях украшены декоративным узором. Фото: файлы NPS.

Характеристики различных типов чугуна определяются их составом и методами плавки, литья и термообработки. Металлургические компоненты чугуна, которые влияют на его хрупкость, ударную вязкость и прочность, включают феррит, цементит, перлит и графитовый углерод.Чугун с чешуйками углерода называется серым чугуном. «Серый излом», связанный с чугуном, вероятно, получил свое название из-за серого зернистого вида его сломанной кромки, вызванного наличием чешуек свободного графита, которые объясняют хрупкость чугуна. Эта хрупкость является важной отличительной характеристикой чугуна и мягкой стали.

По сравнению с чугуном кованое железо относительно мягкое, податливое, прочное, устойчивое к усталости и легко поддается ковке, гибке и волочению.Это почти чистое железо с содержанием углерода менее 1% (обычно от 0,02 до 0,03%). Шлак варьируется от 1% до 4% и существует в чисто физической ассоциации, то есть не легирован. Это придает кованому железу характерную слоистую (слоистую) или волокнистую структуру.

Кованое железо можно отличить от чугуна несколькими способами. Кованые элементы обычно проще по форме и менее однородны по внешнему виду, чем чугунные элементы, и содержат следы прокатки или ручной работы.Чугун часто содержит линии кристаллизатора, оклады, дефекты отливки и отверстия для воздуха. Чугунные элементы очень однородны по внешнему виду и часто используются повторно. Чугунные элементы часто скрепляются болтами или винтами, тогда как детали из кованого железа склепываются или свариваются (термическая сварка) вместе.

Низкоуглеродистая сталь теперь используется для изготовления новых металлических изделий ручной работы и ремонта старых кованых элементов. Низкоуглеродистая сталь — это сплав железа с содержанием углерода не более 2%, который является прочным, но легко обрабатывается в виде блоков или слитков.Низкоуглеродистая сталь не так устойчива к коррозии, как кованое или чугунное.

Многие методы технического обслуживания и ремонта, описанные в Кратком описании, особенно относящиеся к очистке и окраске, потенциально опасны и должны выполняться только опытными и квалифицированными рабочими с использованием средств защиты, подходящих для данной задачи. Во всех случаях ремонта, кроме самого простого, лучше всего привлекать архитектора по консервации или реставратора зданий, чтобы он оценил состояние утюга и подготовил контрактную документацию на его обработку.

Как и любому проекту консервации, работе должен предшествовать обзор местных строительных норм и правил и норм по охране окружающей среды, чтобы определить, существуют ли какие-либо конфликты с предлагаемыми методами обработки. В случае возникновения противоречий, особенно в отношении методов очистки или лакокрасочных материалов, необходимо обсудить исключения или отклонения, либо принять альтернативные методы обработки или материалы.

Общие проблемы, с которыми сегодня сталкиваются чугунные конструкции, включают сильно заржавевшие или отсутствующие элементы, ударные повреждения, структурные разрушения, сломанные соединения, повреждение соединений и потерю анкеровки в кладке.

Окисление или ржавление происходит быстро, когда чугун подвергается воздействию влаги и воздуха. Минимальная относительная влажность, необходимая для стимулирования ржавления, составляет 65%, но этот показатель может быть ниже в присутствии коррозионных агентов, таких как морская вода, соленый воздух, кислоты, кислотные осадки, почвы и некоторые соединения серы, присутствующие в атмосфере, которые действуют как катализаторы в процессе окисления. Ржавчина ускоряется в тех случаях, когда архитектурные детали имеют карманы или щели для улавливания и удержания жидких коррозионных агентов.Кроме того, как только образуется пленка ржавчины, ее пористая поверхность действует как резервуар для жидкости, что, в свою очередь, вызывает дальнейшую коррозию. Если этот процесс не остановить, он будет продолжаться до тех пор, пока железо не будет полностью поглощено коррозией, не оставив ничего, кроме ржавчины.

Структурная трещина, зазоры в стыках между компонентами и большое отверстие, в котором отсутствует часть кронштейна консоли, — вот проблемы, очевидные в этом чугунном узле. Фотография: Ford, Powell & Carson.

Гальваническая коррозия — это электрохимическое действие, которое возникает, когда два разнородных металла взаимодействуют вместе в присутствии электролита, такого как вода, содержащая соли или ионы водорода.Тяжесть гальванической коррозии зависит от разницы потенциалов между двумя металлами, их относительной площади поверхности и времени. Если более благородный металл (более высокое положение в электрохимическом ряду) намного больше по площади, чем базовый или менее благородный металл, износ основного металла будет более быстрым и серьезным. Если более благородный металл намного меньше по площади, чем основной металл, ухудшение основного металла будет гораздо менее значительным. Чугун подвергается атакам и коррозии, когда он находится рядом с более благородными металлами, такими как свинец или медь.

Графитизация чугуна, менее распространенная проблема, происходит в присутствии кислотных осадков или морской воды. По мере коррозии железа остатки коррозии пористого графита (мягкого углерода) пропитываются нерастворимыми продуктами коррозии. В результате чугунный элемент сохраняет свой внешний вид и форму, но имеет более слабую конструкцию. Графитизация происходит там, где чугун долгое время оставался неокрашенным, или если герметизированные швы не выдержали, а кислотная дождевая вода разъела куски с тыльной стороны.Проверка и идентификация графитизации осуществляется путем соскабливания ножом по поверхности, чтобы выявить крошку железа под ней. Когда происходит обширная графитизация, обычно единственным выходом является замена поврежденного элемента.

Отливки также могут иметь трещины или дефекты в результате дефектов исходного производственного процесса, таких как воздушные отверстия, трещины и шлак, или холодные закрытия (вызванные «замерзанием» поверхности расплавленного чугуна во время литья из-за неправильного или прерывистая заливка).Хрупкость — еще одна проблема, которая иногда встречается в старых чугунных элементах. Это может быть результатом чрезмерного содержания фосфора в чугуне или охлаждения во время процесса литья.

Прежде чем установить надлежащую обработку чугунных элементов в здании или сооружении, необходимо оценить историческое и архитектурное значение и изменения собственности, а также ее нынешнее состояние. Если работа включает в себя нечто большее, чем обычное обслуживание, необходимо привлечь квалифицированного специалиста для разработки отчета об исторической структуре, в котором излагается историческое развитие объекта, документируется его существующее состояние, определяются проблемы ремонта и предоставляется подробный список рекомендуемых рабочих элементов. с приоритетами.С помощью этого процесса можно оценить значение и состояние чугуна и предложить соответствующие методы обработки. Для ограждений или отдельных компонентов здания, таких как фасад, следует придерживаться аналогичной, но менее обширной аналитической процедуры.

Прежде чем приступить к работе, необходимо хорошо понять природу и масштабы проблем с чугунными элементами. Если проблемы незначительны, например, коррозия поверхности, отслаивание краски или неудачная герметизация, владелец собственности может провести ремонт, работая напрямую со знающим подрядчиком.Если есть серьезные проблемы или серьезные повреждения чугуна, лучше всего заручиться услугами архитектора или консерватора, который специализируется на консервации исторических зданий. В зависимости от объема работ контрактные документы могут варьироваться от общих спецификаций до полных рабочих чертежей с аннотированными фотографиями и спецификациями.

Чтобы тщательно оценить состояние металлоконструкций, необходимо провести тщательный физический осмотр каждой секции железной конструкции, включая болты, крепежные детали и кронштейны.Обычно строительные леса или механический подъемник используются для тщательного осмотра чугунного фасада или других крупных сооружений. Удаление отдельных участков краски может быть единственным способом определения точного состояния соединений, металлических креплений, а также пересечений или щелей, в которых может скапливаться вода.

Исследование несущих элементов, таких как колонны и балки, позволит установить, работают ли эти компоненты так, как они были изначально спроектированы, или же картина напряжений была перераспределена.Области, которые подвергаются чрезмерному стрессу, должны быть обследованы, чтобы определить, были ли они повреждены или были перемещены. Очевидно, что повреждение основного элемента конструкции необходимо идентифицировать и оценить; внимание не следует уделять только декоративным особенностям.

Состояние здания, строения или объекта; диагностика его проблем; и рекомендации по его ремонту должны быть записаны в виде чертежей, фотографий и письменных описаний, чтобы помочь тем, кто будет нести ответственность за его сохранение в будущем.

Независимо от того, требуются ли мелкие или серьезные работы, сохранение и ремонт старинных металлических конструкций — это рекомендуемый подход к консервации, а не на замене. По возможности, все ремонтные и реставрационные работы должны быть обратимыми, чтобы модификации или обработки, которые могут оказаться вредными для долгосрочной сохранности утюга, можно было исправить с наименьшим повреждением исторических металлических конструкций.

Если речь идет о химическом удалении краски, важно тщательно спланировать последовательность работ и инспектировать архитектор или реставратор для обеспечения строгого соблюдения контрактных документов, чтобы свести к минимуму риск возникновения проблем.Фото: Раймонд М. Пепи, Building Conservation Associates.

В случае значительного разрушения защитного покрытия и / или при сильной коррозии ржавчину и большую часть или всю краску необходимо удалить, чтобы подготовить поверхности для новых защитных покрытий. Доступные методы варьируются от физических процессов, таких как чистка проволочной щеткой и пескоструйная очистка, до очистки пламенем и химических методов. Выбор подходящей техники зависит от степени разрушения краски и коррозии, степени детализации поверхности и типа наносимого нового защитного покрытия.Местные законы по охране окружающей среды могут ограничивать выбор методов очистки и удаления краски, а также утилизации материалов.

Многие из этих методов потенциально опасны и должны выполняться только опытными и квалифицированными рабочими, использующими надлежащие средства защиты глаз, защитную одежду и другие условия безопасности на рабочем месте. Перед выбором процесса следует подготовить испытательные панели на очищаемом утюге, чтобы определить относительную эффективность различных методов.В процессе очистки, скорее всего, будут обнаружены дополнительные дефекты покрытия, трещины и коррозия, которые раньше не были очевидны.

Существует ряд методов, которые можно использовать для удаления краски и коррозии с чугуна: Ручная очистка, сколы и чистка проволочной щеткой — наиболее распространенные и наименее дорогие методы удаления краски и легкой ржавчины с чугуна. Однако они не удаляют всю коррозию или краску так же эффективно, как другие методы.Опытные мастера должны выполнить работы, чтобы снизить вероятность того, что поверхности могут быть поцарапаны или повреждены хрупкие детали.

Пескоструйная очистка под низким давлением (обычно называемая абразивной очисткой или пескоструйной очисткой) часто является наиболее эффективным методом удаления чрезмерных отложений краски или значительной коррозии. Пескоструйная очистка является быстрой, тщательной и экономичной, и она позволяет очистить утюг на месте. Заполнитель может быть железным шлаком или песком; Медный шлак не следует использовать для обработки железа из-за возможности электролитических реакций.Некоторая резкость в совокупности выгодна тем, что придает металлической поверхности «зуб», что приводит к лучшей адгезии краски. Использование очень острого или твердого заполнителя и / или чрезмерно высокого давления (более 100 фунтов на квадратный дюйм) не требуется, и его следует избегать. Смежные материалы, такие как кирпич, камень, дерево и стекло, должны быть защищены от повреждений. Некоторые местные строительные нормы и правила и органы охраны окружающей среды запрещают или ограничивают сухую пескоструйную очистку из-за проблемы с переносом пыли по воздуху.

Влажная пескоструйная очистка более проблематична, чем сухая пескоструйная очистка чугуна, потому что вода мгновенно вызывает ржавчину поверхности и проникает глубоко в открытые швы. Поэтому, как правило, это не считается эффективным методом. Влажная пескоструйная очистка снижает количество переносимой по воздуху пыли при удалении сильных отложений краски, но удаление сточных вод, содержащих свинец или другие токсичные вещества, ограничивается экологическими нормативами в большинстве областей.

Пламенная очистка металла от ржавчины с помощью специальной кислородно-ацетиленовой горелки с многопламенной головкой требует наличия специально обученных операторов, что дорого и потенциально опасно.Тем не менее, он может быть очень эффективным на железе со слабой и средней степенью коррозии. Обработка поверхности проволочной щеткой обычно необходима после очистки пламенем.

Химическое удаление ржавчины путем травления кислотой — это эффективный метод удаления ржавчины с металлических элементов, который можно легко удалить и отправить в цех для погружения в чаны с разбавленной фосфорной или серной кислотой. Этот метод не повреждает поверхность утюга, если после очистки утюг нейтрализуется до уровня pH 7.К другим химическим средствам удаления ржавчины относятся продукты на основе цитрата аммония, щавелевой кислоты или соляной кислоты.

Химическое удаление краски с использованием щелочных соединений, таких как хлористый метилен или гидроксид калия, может быть эффективной альтернативой абразивно-струйной очистке для удаления сильных отложений краски. Эти агенты часто доступны в виде гелей или паст замедленного действия. Поскольку они могут вызвать ожоги, необходимо надевать защитную одежду и очки. Химические вещества, нанесенные на негерметичный фасад, могут просочиться через щели и отверстия, что приведет к повреждению внутренней отделки здания и коррозии тыльной стороны железных компонентов.Остаточные следы чистящих составов на поверхности утюга, если их не нейтрализовать тщательно, могут в будущем привести к потере краски. По этим причинам, как правило, не рекомендуется использовать щелочные смывки для удаления краски и кислотные очистители в полевых условиях.

После любого из этих методов очистки и удаления краски только что очищенный утюг следует немедленно покрасить антикоррозийной грунтовкой, прежде чем начнется образование новой ржавчины. Этот период времени может варьироваться от минут до часов в зависимости от условий окружающей среды.Если грунтование откладывается, любую образовавшуюся ржавчину на поверхности следует удалить чистой проволочной щеткой непосредственно перед грунтованием, поскольку ржавчина препятствует хорошему сцеплению грунтовки с чугунной поверхностью и не позволяет грунтовке полностью заполнить поры металла .

Самый распространенный и эффективный способ сохранить архитектурный чугун — это сохранить защитное лакокрасочное покрытие на металле. Краска также может быть декоративной, если это исторически целесообразно.

Перед удалением краски с исторического архитектурного чугуна рекомендуется микроскопический анализ образцов исторической последовательности окраски. Этот процесс, называемый анализом серии красок, должен выполняться опытным реставратором архитектуры. В ходе анализа будут определены исторические цвета краски и другие условия, например, была ли краска матовой или глянцевой, был ли добавлен песок в краску для текстуры и было ли здание полихромным или мраморным.Традиционно многие чугунные элементы окрашивались под другие материалы, например, известняк или песчаник. Иногда элементы были искусственно окрашены, так что железо выглядело как мрамор с прожилками.

В этом здании использовалось сильное щелочное средство для удаления краски, которое, по всей видимости, не было должным образом промыто или нейтрализовано. Через несколько месяцев вновь нанесенная краска начала отслаиваться, и на утюге появились полосы ржавчины. Фото: Ким Лавджой.

Для приклеивания новых защитных покрытий необходима тщательная подготовка поверхности.С утюга необходимо удалить всю отслаивающуюся, отслаивающуюся и поврежденную краску, а также грязь и грязь, водорастворимые соли, масло и жир. На поверхности утюга может остаться старая, плотно приставшая краска, если она совместима с предлагаемыми покрытиями. Сохранение старой краски также сохраняет историческую последовательность окраски здания и позволяет избежать опасностей, связанных с удалением и утилизацией старой свинцовой краски.

Рекомендуется проконсультироваться со спецификациями производителя или у технических представителей, чтобы убедиться в совместимости между условиями поверхности, грунтовкой и финишным слоем, а также методами нанесения.

Чтобы краска прилипла должным образом, металлические поверхности перед покраской должны быть абсолютно сухими. Если выбранная краска не предназначена специально для исключительных условий, окраску не следует проводить при ожидаемой температуре ниже 50 градусов по Фаренгейту в течение 24 часов или при относительной влажности выше 80 процентов; Краску нельзя наносить, когда в воздухе туман, туман или дождь. Плохо подготовленные поверхности приведут к выходу из строя даже самых лучших красок, в то время как краски даже по умеренной цене могут быть эффективными, если их наносить на хорошо подготовленные поверхности.

Подбор красок и покрытий

Типы красок, доступных для защиты железа, резко изменились за последние годы из-за федеральных, государственных и местных нормативных актов, запрещающих или ограничивающих производство и использование продуктов, содержащих токсичные вещества, такие как хромат свинца и цинка, а также летучие органические соединения и вещества (ЛОС или ЛОС). Доступность типов красок варьируется от штата к штату, и производители продолжают изменять составы продуктов в соответствии с новыми правилами.

Традиционно красный свинец использовался в качестве антикоррозионного пигмента для грунтовки железа. Красный свинец имеет сильное сродство к льняному маслу и образует свинцовое мыло, которое становится жесткой и эластичной пленкой, непроницаемой для воды, которая очень эффективна в качестве защитного покрытия для железа. По крайней мере, два медленно сохнущих финишных слоя на основе льняного масла традиционно использовались поверх красной свинцовой грунтовки, и эта комбинация эффективна на старых или частично изношенных поверхностях. Сегодня в большинстве регионов использование красок, содержащих свинец, запрещено, за исключением некоторых коммерческих и промышленных целей.

Сегодня алкидные краски очень широко используются и в значительной степени вытеснили содержащие свинец краски на основе льняного масла. Они сохнут быстрее масляной краски, имеют более тонкую пленку, но не так долго защищают металл. Алкидные антикоррозионные грунтовки содержат пигменты, такие как оксид железа, оксид цинка и фосфат цинка. Эти грунтовки подходят для ранее окрашенных поверхностей, очищенных ручным инструментом. Необходимо нанести не менее двух слоев грунтовки, а затем финишных слоев алкидной эмали.

Латексные и другие краски на водной основе не рекомендуется использовать в качестве грунтовки для чугуна, поскольку они вызывают немедленное окисление при нанесении на чистый металл.Краски из винил-акрилового латекса или акрилового латекса могут использоваться в качестве финишных покрытий поверх алкидных антикоррозионных грунтовок, но если грунтовочные покрытия нанесены неидеально или повреждены, латексная краска вызовет окисление железа. Поэтому рекомендуется использовать финишные алкидные покрытия.

На чугун можно наносить высокоэффективные покрытия, такие как грунтовки с высоким содержанием цинка, содержащие цинковую пыль, и современные эпоксидные покрытия, чтобы обеспечить более длительную защиту. Для этих покрытий обычно требуются очень чистые поверхности и особые условия нанесения, которые могут быть трудно достижимыми в полевых условиях на больших зданиях.Эти покрытия наиболее эффективно используются на элементах, которые были вывезены в магазин или недавно отлиты.

Одна из особенно эффективных систем заключалась в первом покрытии коммерчески очищенного пескоструйной очисткой железа грунтовкой с высоким содержанием цинка, затем нанесением эпоксидного основного покрытия и двумя финишными слоями уретана. Некоторые эпоксидные покрытия можно использовать в качестве грунтовки на чистом металле или наносить на ранее окрашенные поверхности в хорошем состоянии. Эпоксидные смолы особенно подвержены разложению под воздействием ультрафиолетового излучения и должны быть защищены более стойкими финишными покрытиями.Были проблемы с эпоксидными красками, которые наносились на железо в заводских условиях, где покрытия были порезаны перед установкой. Подкрашивание эпоксидных красок в полевых условиях очень сложно, если не невозможно. Это вызывает беспокойство, поскольку железо, обнаженное дефектами основного покрытия, с большей вероятностью ржавеет, и потребуется более частое обслуживание.

Ключевым фактором, который следует учитывать при выборе покрытий, является разнообразие условий существующих и новых материалов в конкретном здании или сооружении.Для поверхностей с уже нанесенной краской может потребоваться одна грунтовка; другой — для недавно отлитого, подвергнутого химической очистке или пескоструйной очистки чугуна; и третий для окладов или материалов-заменителей; за всеми тремя последующими совместимыми финишными покрытиями.

Способы применения

Кисть — это традиционный и наиболее эффективный метод нанесения краски на чугун. Он обеспечивает хороший контакт краски с утюгом, а также эффективное заполнение ямок, трещин и других дефектов на металле.Использование краскопультов для нанесения краски экономично, но не всегда обеспечивает адекватное и равномерное покрытие. Для достижения наилучших результатов безвоздушные распылители должны использоваться опытными операторами. Чтобы полностью закрыть мелкие детали и добраться до углублений, может быть эффективным распыление грунтовочного слоя, используемое в сочетании с нанесением кистью.

Валики никогда не следует использовать для нанесения грунтовочного покрытия на металл, они эффективны для последующих слоев только на больших плоских участках. Внешний вид отделочных покрытий, наносимых распылением или валиком, не является исторически приемлемым, и его следует избегать на таких участках, как витрины магазинов, которые находятся под рукой.

При ремонте перил лестницы деревянную распорку внутри перил потолка залили бетоном. Вода проникала через перила и вступала в реакцию с бетоном, ускоряя коррозию железа. Фотография: Джон Г. Уэйт.

Большинство архитектурных чугунов состоит из множества небольших отливок, собранных с помощью болтов или винтов. Стыки между частями были заделаны, чтобы вода не просачивалась внутрь и не вызывала ржавчину изнутри. Исторически швы часто заделывались белой свинцовой пастой и иногда подкладывались хлопковой или пеньковой веревкой; даже головки болтов и винтов были заделаны, чтобы защитить их от элементов и скрыть их от взгляда.Хотя иногда бывает, что старая конопатка находится в хорошем состоянии, она обычно крошится от выветривания, растрескивается в результате оседания конструкции или разрушается при механической очистке. Очень важно заменить поврежденную герметизацию, чтобы предотвратить проникновение воды. Для хорошей адгезии и рабочих характеристик предпочтительнее полиуретановый герметик архитектурного класса или традиционная белая свинцовая паста.

Вода, проникая в полые части чугунного архитектурного элемента, вызывает ржавчину, которая может стекать по другим архитектурным элементам.Вода может замерзнуть, что приведет к растрескиванию чугуна льдом. Трещины снижают прочность всего литейного узла и обеспечивают еще одну точку входа воды. Таким образом, важно, чтобы трещины были водонепроницаемыми, используя герметики или наполнители, в зависимости от ширины трещины.

Колонны из стекловолокна и алюминиевые капители были установлены, чтобы воспроизвести элементы орнамента на восточном фасаде театра Нью-Маркет в Портленде, штат Орегон. Фото: Уильям Дж. Хокинс, III.

Наполнители, содержащие частицы железа в связующем на основе эпоксидной смолы, могут использоваться для заделки поверхностных, неструктурных трещин и мелких дефектов в чугуне. Скорость теплового расширения эпоксидной смолы сама по себе отличается от скорости теплового расширения железа, что требует добавления частиц железа для обеспечения совместимости и контроля усадки. Хотя отремонтированный кусок металла не имеет такой же прочности, как однородный кусок железа, отремонтированные эпоксидной смолой элементы все же обладают некоторой прочностью. Шпатлевки на основе полиэстера, такие как те, что используются для кузовов автомобилей, также являются приемлемыми заполнителями для небольших отверстий.

В редких случаях крупные трещины можно отремонтировать пайкой или сваркой специальными сварочными стержнями из никелевого сплава. Пайку или сварку чугуна очень сложно выполнять в полевых условиях, и ее должны проводить только очень опытные сварщики.

В некоторых случаях можно произвести механический ремонт чугуна с помощью стальных стержней и винтов или болтов. В крайнем случае, испорченный чугун можно вырезать и прикрепить новый чугун с помощью сварки или пайки.Однако зачастую дешевле заменить изношенную чугунную секцию новой отливкой, чем сращивать или укреплять ее. Вышедшие из строя чугунные элементы конструкции необходимо либо укрепить железом и сталью, либо полностью заменить.

Западный фасад театра «Новый рынок» сохранил свои оригинальные черты из чугуна. Фото: Джордж Макмат.

Шаткую чугунную балюстраду или перила часто можно зафиксировать, затянув все болты и винты.Винты с зачищенной резьбой и сильно заржавевшие болты подлежат замене. Чтобы компенсировать коррозию металла вокруг отверстий для болтов или винтов, необходимо использовать новые болты из нержавеющей стали или винты большего диаметра. В крайних случаях может потребоваться нарезание резьбы в новых отверстиях.

Внутренние пустоты балясин, стоек, скульптур и других элементов не следует заполнять бетоном; это неправильное лечение, которое вызывает дополнительные проблемы. По мере затвердевания бетон дает усадку, оставляя пространство между бетоном и чугуном.Вода, попадающая в это пространство, не испаряется быстро, что способствует дальнейшей коррозии. Коррозия железа еще больше ускоряется щелочной природой бетона. Если чугунные элементы ранее были заполнены бетоном, их необходимо разобрать, удалить бетон и ржавчину, а внутренние поверхности загрунтовать и покрасить перед повторной сборкой элементов.

Замена чугунных компонентов часто является единственным практическим решением, когда такие элементы отсутствуют, сильно корродированы или повреждены, не подлежащие ремонту, или когда ремонт будет лишь незначительно полезен для продления срока службы железного элемента.

Иногда можно заменить мелкие декоративные, неструктурные элементы, используя целые участки оригинала в качестве шаблона отливки. Для больших секций необходимо будет изготовить новые образцы из дерева или пластика, размер которых немного больше исходного, чтобы компенсировать усадку чугуна во время литья (чугун сжимается примерно на 1/8 дюйма на фут, когда он остывает от жидкость в твердое тело). Иногда подходящую замену можно получить из существующих каталогов чугунолитейных заводов.Небольшие элементы можно отливать из чугуна по индивидуальному заказу на небольших местных литейных заводах, часто по стоимости, сопоставимой с аналогичными материалами. Крупные элементы и сложные модели обычно требуют навыков и оборудования более крупной фирмы, специализирующейся на копировании.

Процесс кастинга

Архитектурные элементы традиционно отливались в песчаных формах. Качество специальных песков, используемых на литейных заводах, чрезвычайно важно; в отличие от большинства песков они должны быть влажными.В литейных цехах есть свои формулы для песка и его примесей, таких как глина, которая делает песок липким даже при переворачивании формы.

Форма, состоящая из двух частей (с верхом и низом, или с выступом и перетаскиванием) используется для изготовления отливки с рельефом с обеих сторон, тогда как форма с открытым верхом дает плоскую поверхность с одной стороны. Для полых элементов требуется третий шаблон и форма для пустоты. Многие полые отливки состоят из двух или более частей, которые позже скрепляются болтами, привинчиваются или свариваются вместе из-за трудности поддержания внутреннего сердечника между верхней и нижней песчаными формами во время процесса литья.

Формовочный песок уплотняется в колбы или формы вокруг рисунка. Затем колпачок поднимается, и рисунок удаляется, оставляя отпечаток рисунка в небольшой форме. Расплавленное железо, нагретое до температуры примерно 2700 градусов по Фаренгейту, выливается в форму и затем охлаждается. Затем формы снимают с отливки; перекрываются туннели к форме (литники) и стояки, позволяющие выпуск воздуха; а неровные края (называемые «заусенцами») на отливке шлифуются до гладкости.

Отливки загрунтованы заводской грунтовкой для предотвращения ржавчины, а затем раскладываются и предварительно собираются в литейном производстве для обеспечения надлежащего выравнивания и подгонки. Когда детали не подходят друг к другу, детали подвергаются механической обработке, чтобы удалить неровности, вызванные заусенцами, или отбраковываются и повторно отливаются до тех пор, пока все литые элементы не будут соответствовать друг другу должным образом. Затем перед отправкой на строительную площадку наиболее крупные детали разбираются, а некоторые мелкие декоративные детали можно оставить в собранном виде.

Иногда бывает необходимо полностью или частично демонтировать чугунную конструкцию во время реставрации, если ремонт невозможно успешно провести на месте.Демонтаж должен производиться только под руководством архитектора-реставратора или реставратора архитектуры, имеющего опыт работы с историческим чугуном. Следует проявлять особую осторожность, поскольку чугун очень хрупкий, особенно в холодную погоду.

Демонтаж должен производиться в порядке, обратном порядку сборки, а повторный монтаж должен производиться, насколько это возможно, в точном порядке первоначальной сборки. Каждая часть должна быть пронумерована и снабжена ключами для записи рисунков. Когда работа должна выполняться в погодных условиях, связанных с шнуром, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать разрушения металлических элементов из-за их неравномерного нагрева.

Как новые отливки, так и повторно использованные детали следует покрасить заводской грунтовкой на всех поверхностях. Все компоненты должны быть разложены и предварительно собраны, чтобы обеспечить правильное выравнивание и посадку. Многие оригинальные болты, гайки и винты, возможно, придется заменить аналогичными крепежными элементами из нержавеющей стали.

После сборки на месте стыки, которые исторически были заделаны, следует заполнить полиуретановым герметиком архитектурного качества или традиционной белой свинцовой пастой.Преимущество белого свинца в том, что он долговечен, хотя во многих областях его использование ограничено.

Обшивки

В некоторых случаях может потребоваться спроектировать и установить гидроизоляцию для защиты участков, уязвимых для проникновения воды. Примыкания должны быть тщательно спроектированы и изготовлены, чтобы они были эффективными, а также имели ненавязчивый внешний вид. Самый прочный материал для оклейки чугуна — нержавеющая сталь с терновым покрытием. Другие совместимые материалы: сталь с терновым покрытием и оцинкованная сталь; однако они требуют более частого обслуживания и менее долговечны.Медь и медь с свинцовым покрытием не рекомендуется использовать в качестве отливов при контакте с чугуном из-за проблем с гальванической коррозией. Гальванические проблемы также могут возникнуть при использовании алюминия, если присутствуют определенные типы электролитов.

В последние годы ряд металлических и неметаллических материалов использовался в качестве заменителей чугуна, хотя исторически они не использовались с чугуном. Наиболее распространены алюминий, эпоксидные смолы, армированный полиэстер (стекловолокно) и бетон, армированный стекловолокном (GFRC).Факторы, которые следует учитывать при использовании материалов-заменителей, рассматриваются в Записках по консервации 16, в которых подчеркивается, что «все средства восстановления ухудшающихся исторических материалов или замены их идентичными материалами должны быть проверены, прежде чем переходить к материалам-заменителям».

Литой алюминий в последнее время используется вместо чугуна, особенно для декоративных элементов с орнаментом. Алюминий легче по весу, более устойчив к коррозии и менее хрупок, чем чугун.Однако, поскольку он не похож на чугун, его размещение в контакте с чугуном или рядом с ним может привести к гальванической коррозии, и поэтому его следует избегать. Особое внимание следует уделять нанесению лакокрасочных покрытий, особенно в полевых условиях. Часто бывает трудно добиться прочного покрытия после того, как исходная отделка не удалась. Поскольку алюминий слабее железа, требуется тщательный анализ всякий раз, когда алюминий рассматривается в качестве материала для замены конструкционных чугунных элементов.

Эта легкая колонна из стекловолокна на уровне улицы была повреждена в результате удара в течение нескольких лет после установки. Фотография: Building Conservation Associates.

Эпоксидные смолы представляют собой двухкомпонентные термоотверждающиеся смолистые материалы, которым можно придать практически любую форму. При формовании эпоксидная смола обычно смешивается с наполнителями, такими как песок, стеклянные шары или каменная крошка. Поскольку это не металл, гальванической коррозии не происходит. При смешивании с песком или камнем его часто называют эпоксидным бетоном или полимербетоном, что неверно, потому что в него не входят вяжущие материалы.Эпоксидные смолы особенно эффективны для воспроизведения небольших декоративных частей чугуна. Поскольку это не металл, гальванического воздействия не происходит. Эпоксидные элементы должны иметь защитное покрытие, защищающее их от ультрафиолетового разрушения. Они также легковоспламеняющиеся и не могут использоваться в качестве замены конструкционных чугунных элементов.

Армированный полиэстер, широко известный как стекловолокно, часто используется в качестве легкого заменителя исторических материалов, включая чугун, дерево и камень.В своей наиболее распространенной форме стекловолокно представляет собой тонкую жесткую многослойную оболочку, образованную путем заливки полиэфирной смолы в форму с последующим добавлением стекловолокна для армирования. Как и эпоксидные смолы, стекловолокно не вызывает коррозии, но подвержено разрушению под действием ультрафиолета. Из-за своего довольно хрупкого характера он не может использоваться в качестве замены конструктивных элементов, не может быть собран, как чугун, и обычно требует отдельной системы крепления. Он не подходит для мест, где он подвержен ударам, а также воспламеняется.

Бетон, армированный стекловолокном, известный как GFRC, похож на стекловолокно, за исключением того, что смолу заменяет легкий бетон. Элементы GFRC обычно изготавливаются в виде тонких панелей оболочки путем распыления бетона на формы. Обычно требуется отдельная система каркаса и крепления. Элементы GFRC легкие, недорогие и устойчивые к атмосферным воздействиям. Поскольку GFRC имеет низкий коэффициент усадки, формы можно изготавливать непосредственно из исторических элементов. Однако GFRC физически и химически сильно отличается от железа.Если он используется рядом с железом, он вызывает коррозию железа и будет иметь другую скорость поглощения влаги. Кроме того, невозможно добиться четкости деталей, характерной для чугуна.

Успешная программа техобслуживания — залог долговременной консервации архитектурного чугуна. Важны регулярные проверки и точный учет. Проверки, проводимые раз в два года, в идеале весной и осенью, включают выявление основных проблем, таких как недостающие элементы и трещины, а также мелких деталей, таких как неудачное уплотнение, поврежденная краска и поверхностная грязь.

Записи должны вестись в виде постоянного журнала технического обслуживания, в котором описываются текущие задачи технического обслуживания и указывается дата первого обнаружения проблемы, время ее устранения и метод лечения. Записи о покраске важны для выбора совместимых красок для подкраски и последующей перекраски. В журнале следует указать место проведения работ, а также тип, производителя и цвет краски. Та же самая информация должна быть собрана и записана для конопатки.

Поверхностные загрязнения можно смыть с хорошо окрашенного и заделанного чугуна водой под низким давлением. Неионные моющие средства можно использовать для удаления сильных или стойких загрязнений или пятен после тестирования, чтобы определить, что они не оказывают вредного воздействия на окрашенные поверхности. Густые отложения и остатки смазки можно удалить вручную. Для смывания остатков можно использовать воду и моющие средства или обезжиривающие средства, не содержащие едких добавок. Перед перекрашиванием необходимо удалить масло и смазку, чтобы новые покрытия прилипли должным образом.

Основная цель программы технического обслуживания — борьба с коррозией. Как только заметна ржавчина, ее следует аккуратно удалить и обновить защитное покрытие утюга на пораженном участке. Замена испорченной герметизации и ремонт или замена вышедших из строя окладов также являются важными профилактическими мерами технического обслуживания.

Успешная консервация чугунных архитектурных элементов и объектов зависит от точной диагностики их состояния и проблем, с которыми они связаны, а также от выбора соответствующих процедур ремонта, очистки и окраски.Часто возникает необходимость в капитальном ремонте отдельных элементов и узлов; в некоторых случаях необходимо тиражировать сильно поврежденные или отсутствующие компоненты. Долговременная консервация архитектурного чугуна зависит как от своевременного надлежащего ремонта, так и от соблюдения регулярного графика технического обслуживания.

Благодарности

Этот краткий обзор был разработан Центром технических услуг по сохранению New York Landmarks Conservancy в соответствии с соглашением о сотрудничестве со Службой технической сохранности Службы национальных парков и с частичным заключением Совета по искусству штата Нью-Йорк.За техническую помощь следует поблагодарить следующих лиц: Роберт Бэрд, компания «Историческое искусство и кастинг»; Уиллкокс Данн, архитектор и консультант по чугуну; Уильям Фоулкс, компания Mesick Cohen Waite Architects; Элизабет Фрош, Комиссия по сохранению достопримечательностей Нью-Йорка; Уильям Хокинс, III, FAIA, Макмат Хокинс Дортиньяк; Дж. Скотт Хауэлл, Робинсон Айрон Компани; Морис Шикер, Международная ассоциация фасадных консультантов; Джоэл Шварц, Металлургический завод Шварца и Шварца; и Дайана Уэйт, Mount Ida Press. Ким Лавджой был координатором проекта и редактором Conservancy; Чарльз Фишер был координатором проекта и редактором Службы национальных парков.

Настоящая публикация подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национального исторического наследия 1966 года с внесенными в него поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах. Служба технической консервации (TPS), Служба национальных парков, готовит стандарты, руководства и другие образовательные материалы по ответственным методам сохранения исторических памятников для широкой общественности.

Октябрь 1991

Ашерст, Джон и Никола Ашерст с Джеффом Уоллисом и Деннисом Тонером. Практическая консервация зданий: English Heritage Technical Handbook: Volume 4 Металла. Олдершот, Хантс: Gower Technical Press, 1988.

Барсук, Дэниел Д., с новым вступлением Марго Гейл. Барсук Иллюстрированный каталог литой архитектуры . Нью-Йорк: Dover Publications, Inc., 1981; переиздание издания 1865 года, опубликованного Baker and Godwin, Printers, Нью-Йорк.

Гейл, Марго и Эдмунд В. Гиллон-младший. Литая архитектура в новом стиле. Йорк: фотографический обзор . Нью-Йорк: Dover Publications Inc., 1974.

Гейл, Марго, Дэвид В. Лук, AIA и Джон Г. Уэйт. Металлов в Америке Исторические здания: Часть I. Исторический обзор металлов : Часть II. Ухудшение и методы консервирования металлов . Вашингтон.; Отдел помощи по сохранению, Служба национальных парков, Министерство внутренних дел США, 1980 год.

Хокинс, Уильям Джон III. Великая эра чугунной архитектуры в Портленд . Портленд, Орегон: Бинфорд и Морт, 1976.

Хауэлл, Дж. Скотт. «Архитектурный чугун: дизайн и реставрация». Журнал Ассоциации консервативных технологий . Том XIX, номер 3 (1987), стр. 5155.

Парк, Шарон С., AIA. Записки по консервации 16: Использование заменителя Материалы по экстерьерам исторических зданий .Вашингтон Д. К .: Сохранение Отдел помощи, Служба национальных парков, U. 5. Департамент внутренних дел, 1988.

Робертсон, Э. Грэм и Джоан Робертсон. Чугунное украшение: Мир Обзор . Нью-Йорк: Watson-Guptill Publications, 1977.

Саутворт, Сьюзен и Майкл. Декоративные изделия из металла: иллюстрированное руководство к его дизайну, истории и использованию в американской архитектуре . Бостон: Дэвид Р. Годин, 1978.

Уэйт, Диана С. Декоративные изделия из металла: два века мастерства в Олбани и Трое, Нью-Йорк, . Олбани, Нью-Йорк: Mount Ida Press, 1990.

Лазерная сварка чугуна и стали

Мюнхен, Германияndash; Инновационный проект, предпринятый центром исследований и инноваций BMW Group, заключался в создании соединений с лазерной сваркой для замены традиционного болтового соединения зубчатого венца и картера дифференциала в шестерне заднего моста. Благодаря интенсивному сотрудничеству между расположенным здесь центром и заводом BMW в Дингольфинге под руководством инженера-механика д-раТим Ангерер, этот проект разрабатывался для серийного производства.

В редукторе ведущего дифференциала сочетаются цементируемая сталь и чугун — два материала, которые еще несколько лет назад считались табу при сварке. Сварочные процессы намного сложнее контролировать, поскольку высокое содержание углерода в двух компонентах приводит к образованию холодных трещин. Но новый метод лазерной сварки, в котором добавлена ​​проволока, содержащая никель, теперь позволяет соединять эти материалы. В рамках технико-экономического обоснования новый процесс сварки был проверен на долговечность и, в частности, на деформацию.Было принято решение использовать этот процесс для компонентов, широко известных как дифференциал.

Традиционно для соединения зубчатого венца и корпуса дифференциала используются гайки и болты. Но они увеличивают вес и занимают место, а снижение веса, особенно вращающихся деталей, является важной задачей в автомобильной промышленности. Меньший вес может привести к значительному снижению расхода топлива и выбросов CO ₂ . «Отказ от [гаек и болтов] — не единственный фактор снижения затрат и веса», — объясняет д-р.Ангерер. «Особый дизайн лазера дает дополнительные преимущества в весе и пространстве, что можно назвать двойным эффектом лазерной сварки. Мы также смогли повысить эффективность осевой передачи ». Когда они удалили гайки и болты и связанный с ними высокий фланец с его оребрением, произошло снижение сопротивления и турбулентности в масляной ванне трансмиссии.

Разработка процессов; выполняется в сотрудничестве с Центром приложений TRUMPF (Дитцинген, Германия) ndash; перед инженерами в Мюнхене и Дингольфинге поставлено множество задач.Были проведены испытания для оптимизации ряда параметров, таких как состав и диаметр присадочной проволоки, подготовка сварного шва, мощность лазера, положение фокуса и скорость сварки. Инженеры неоднократно подвергали компоненты нагрузочным и качественным испытаниям. Сварочный шов оказался особенно прочным. «До сих пор у нас не было возможности проверить верхние пределы напряжений наших сварных швов», — говорит д-р Ангерер.

В процессе разработки BMW уже приступила к планированию компоновки завода.«Поскольку в процесс и конструкцию компонентов постоянно вносились изменения, мы быстро начали с координации разработки процесса и компоновки завода», — вспоминает д-р Ангерер. «К середине 2005 года мы смогли заказать у TRUMPF центр лазерной сварки с тремя автоматами загрузки и разгрузки и тремя станциями сварки. Затем мы запустили их в эксплуатацию на заводе в Дингольфинге весной 2006 года ». Система позволяет сваривать заднюю и переднюю шестерни в так называемую «хаотическую систему».«Кроме того, были интегрированы несколько этапов, таких как очистка или контроль качества сварных швов.

Доктор Ангерер рассчитывает, что окупаемость вложений в разработку будет быстро реализована. «Мы также приобрели опыт, который можем использовать в других приложениях», — поясняет руководитель проекта. Для получения дополнительной информации свяжитесь с доктором Тимом Ангерером, BMW Group, по адресу [email protected].

Лусивиль, Киндаш; Центр быстрого прототипирования (RPC) Университета Луисвилля и компания Harvest Technologies (предпочтительный поставщик услуг по запасным частям 3D Systems) объединились для создания стереолитографических (SLA) и селективных моделей лазерного спекания (SLS) дома для семьи, представленной на выставке ABC «Extreme». Макияж: Домашнее издание.

Девятнадцатилетний Патрик Генри Хьюз, старший сын семьи, слеп и инвалид. Всего за семь дней команда «Extreme Makeover» перестроила дом семьи Хьюзов, сделав его безопасным и доступным для инвалидных колясок. Из-за своей слепоты Патрик Генри понятия не имел, как выглядит дом, и не понимал плана этажа, чтобы обойти его.

Модели домов были построены с использованием технологии 3D Systems силами RPC и Harvest университета. Патрику Генри были вручены модели DuraForm PA и Accura 25, чтобы он мог «видеть» форму и расположение на ощупь, в то время как толпа скандировала «двигай автобус», а его семья испытывала острые ощущения от визуального наблюдения за своим новым, улучшенным домом. .

RPC университета создал трехмерную модель САПР из двухмерных проектных схем дома. Затем компания построила физическую модель дома в уменьшенном масштабе с помощью технологий быстрого прототипирования и производства 3D Systems. Процесс аддитивного производства отверждает жидкую смолу (SLA) или спекает пластмассовые порошки (SLS) в твердые поперечные сечения, слой за слоем, пока не будет построена трехмерная деталь. На создание 18 x 15 x 7 дюймов ушло 22 часа. модель и еще 10 часов на доделку.

Одновременно с этим компания Harvest Technologies построила модель дома, состоящую из трех частей, немного большего размера. Крыша и потолок были изготовлены из пластика Accura 25, гибкого материала, имитирующего эстетику и свойства полипропилена, по системе Viper Pro SLA компании 3D Systems. Система Sinterstation Pro SLS, известная своей высокой пропускной способностью и скоростью, создала корпус хаусендаша, построенный из пластика Duraform PA.

Модель RPC теперь находится в спальне Патрика Генри, а строительная компания Elite Homes демонстрирует модель Harvest и планирует раскрасить ее так, чтобы она выглядела как миниатюрная версия дома.

Для получения дополнительной информации о RPC Университета Луисвилля посетите http://louisville.edu/speed/rpc. Для получения информации о Harvest Technologies посетите www.harvest-tech.com.

Лондонндаш; Инкрустированный бриллиантами череп художника Дэмиена Херста официально стал самым дорогим произведением современного искусства в мире после того, как в августе 2007 года он был куплен неназванной инвестиционной группой за 50 миллионов фунтов стерлингов. Череп под названием «Во имя любви к Богу» был создан для Херста компанией Bentley & Skinner с Бонд-стрит, Лондон, с использованием более 8601 самого совершенного безупречного бриллианта в мире и 2156 граммов платины, сваренных с помощью лазера.На создание этого украшения ушло 18 месяцев кропотливой работы, а череп является крупнейшим бриллиантом, заказанным со времен Драгоценностей короны.

Оригинальный череп 18-го века мужчины 30-летнего возраста был использован для слепка до того, как были созданы 32 отдельные платиновые пластины, которые впоследствии были соединены вместе с помощью Rofin (Давентри, Нортгемптоншир, Великобритания; www.rofin.co. uk) Система лазерной сварки StarWeld Performance. Процесс сварки повторяли до тех пор, пока все 32 пластины не были соединены, образуя установочную деталь для алмазов.

Ручная лазерная сварка позволяет соединять платину и другие драгоценные металлы, такие как золото, серебро, нержавеющую сталь и титанандаш, без использования пайки. Лазерная сварка получается прочной и чистой даже в тех местах, где трудно получить доступ с помощью других методов соединения.

Превосходство в сварке чугуна: Сертификат Регистра Ллойда для чугуна Castolin Eutectic

После тщательной проверки Регистр Ллойда повторно сертифицировал Castolin Eutectic EutecTrode 2-24, EutecTrode 2-26D, EutecTrode XHD 2230 и * EnDoTec 23 сварочных сплава, а также на нашем заводе в Дублине, Ирландия.

Благодаря этому сертификату Castolin Eutectic является единственной компанией, чьи чугунные сварочные сплавы для горячей и холодной сварки внесены в Реестр Ллойда «Дополнительный список сварочных материалов». Они особенно подходят для литейных цехов и ремонтных мастерских, которые сваривают чугунные детали, подлежащие надзору Регистра Ллойда. Эти сплавы для дуговой сварки также важны для компаний, проводящих процедурные испытания в соответствии с «Правилами отгрузки» LR. Таким образом, постоянное качество гарантируется ежегодной проверкой Lloyd’s Register и аудитом в соответствии со стандартом качества DIN EN 9001.

Электроды для сварки чугуна EutecTrode 2-24

Идеально подходят для мастерских и отделов технического обслуживания, где требуются хорошие всесторонние характеристики универсального чугунного электрода. Высокая механическая прочность, хорошее сцепление и исключительная свариваемость на месте. Отличная общая свариваемость, низкая результирующая твердость в зоне термического влияния.

Применения: например: направляющие для станков, подшипники, корпуса коленчатого вала, кабельные барабаны, направляющие, реечные и цепные колеса, лопатки турбин, прокладки, корпуса клапанов и корпуса электродвигателей, компрессоров и насосов.Сертификация в соответствии с Регистром Ллойда: Сертификат № PRJ 11088637- A / 02 A1 Свойства fs *** — 20

Электроды для сварки чугуна EutecTrode 2-26D

Горячая сварка чугуна с аналогичными металлическими применениями в производстве и ремонт отливок из чугуна с шаровидным графитом (GJS), а также отливок из серого чугуна (GJL). Ремонт дефектов литья, раковин, пористости и т. Д. Сертификация в соответствии с Регистром Ллойда: Сертификат № PRJ 11088637- A / 03 A1 Свойства cq *** — *

Заявки: e.ж .: корпуса турбин, корпуса двигателей и редукторов, корпуса фитингов, ступицы ротора и корпуса редукторов ветряных турбин.

EnDOtec DO * 23 проволока для сварки чугуна

Холодная сварка чугуна с использованием разнородных металлов для соединения и наплавки отливок с шаровидным или серым чешуйчатым графитом и ковкого чугуна. Высокоскоростное нанесение с низким тепловложением и высочайшими механическими свойствами, прочностью и удлинением для ремонта и соединений с максимальным запасом прочности.Также для соединения чугуна с различными марками стали.
Сертификация в соответствии с Регистром Ллойда: Сертификат № PRJ 11088637- A / 04 A1 Свойства fs *** — 20

Области применения: например: крупные фитинги, направляющие для станков, подшипники, направляющие скольжения, шестерни, лопатки и корпуса турбин, кожухи коленчатого вала и седла клапанов.

Lloyd’s Register — один из ведущих мировых поставщиков профессиональных услуг в области проектирования и технологий, повышающих безопасность и производительность критически важных инфраструктур в более чем 75 странах мира.Прибыль, которую они приносят, финансируется Lloyd’s Register Foundation, благотворительной организацией, которая поддерживает инженерные исследования, образование и участие общественности в обеспечении более безопасного мира.

Как исправить чугун без сварки?

Чугунные приборы — одни из самых надежных. Они чрезвычайно надежны и прочные, а также, как правило, очень долговечны. Однако из-за своей твердости они также очень хрупкие, что означает, что они склонны к растрескиванию.Другие способы приклеивания металла к металлу без сварки могут здесь не сработать.

Наиболее распространенная практика фиксации чугуна при сварке, но для этого требуются специальные навыки и инструменты. Если вы столкнулись с проблемой растрескивания вашего чугунного изделия и имеете под рукой легкие инструменты, это руководство покажет вам, как исправить чугун без сварки.

Самый простой способ исправить трещины на чугунном изделии — эпоксидная замазка.Что касается чугуна, попробуйте использовать армированную сталью эпоксидную смолу для холодной сварки. Обычно они выпускаются в тюбиках. Вам понадобится тюбик эпоксидной смолы и тюбик отвердителя.

Вам необходимо выбрать эпоксидную смолу в соответствии с применением чугунного изделия, которое вы хотите исправить. Обычная эпоксидная смола выдерживает температуру до 270–300 ° F. Если вы используете чугун для обогрева, приобретите термостойкие.

На чугуне может образоваться ржавчина вокруг трещин.Это затруднит нанесение эпоксидной смолы. Любая грязь и загрязняющие вещества также усложнят процесс ремонта. Итак, вам нужно сначала хорошенько его очистить.

• Наденьте одноразовые латексные перчатки и защитные очки.
• Используйте наждачную бумагу с крупной зернистостью (80-100), чтобы стереть ржавчину и грязь.
• Отшлифуйте ржавчину прямолинейным движением, так как круговое движение может ухудшить трещина
• Хорошо вымойте чугунный элемент мыльной водой, чтобы избавиться от всех рыхлых частиц и кусочков ржавчины.
• Высушите чугунный элемент на ночь или с помощью тепла.
• Очистите поверхность стальной щеткой или щеткой из нержавеющей стали. область рядом с трещинами, чтобы все застрявшие частицы были хорошо и свободно.

Теперь область трещин чистая и свободна от любых мелких гранул, которые могут помешать ремонту.

На этом этапе вам нужно будет подготовить эпоксидную смолу для нанесения на трещины. Для этого следуйте процедуре, описанной ниже.

• Возьмите небольшой кусок картона или пластиковый лист размером примерно 3 дюйма на 3 дюйма, чтобы подготовить эпоксидную смолу
• Внимательно прочтите инструкции на тюбике с эпоксидной смолой или на упаковке, если вы не работали с ней до
• Используйте равные части эпоксидная смола и отвердитель для создания необходимого количества шпатлевки
• Хорошо перемешайте шпателем или маленькой палочкой

Теперь вам нужно подготовить чугунный прибор к ремонту.Это означает, что если треснувшая часть полностью отделилась от основного корпуса, вам нужно будет найти способ удержать ее на месте. Убедитесь, что между замазкой остается немного свободного пространства.

Вам следует использовать ленты или зажимы, чтобы скрепить детали вместе для достижения наилучших результатов. Если это невозможно, вы также можете использовать какой-нибудь клей не на водной основе. Используйте как можно меньше, чтобы сломанный кусок не отделился.

Используйте шпатель, чтобы нанести эпоксидную замазку на потрескавшуюся область.Медленно надавите, чтобы эпоксидная смола проникла в трещины.

Как только вы думаете, что в трещины проникло достаточно эпоксидной смолы и есть хороший слой эпоксидной смолы со всех сторон, вы можете соскрести излишки замазки шпателем.

Если изделие предназначено для того, чтобы выдерживать вес вдоль области трещин, вам необходимо укрепить эпоксидное соединение с помощью волоконного переплетения. Наиболее популярными волокнами, используемыми для этих видов ремонта, являются стекловолокно, кевлар, углеродное волокно и т. Д.

После нанесения эпоксидной смолы, пока она еще влажная, вам нужно будет нанести волокно поверх первого слоя эпоксидной смолы в направлении распределения нагрузки. Хорошее практическое правило — укладывать волокно перпендикулярно трещине.

И после укладки волокна убедитесь, что оно хорошо соответствует кривизне вашего чугунного изделия. Затем нанесите на волокно еще один слой эпоксидной смолы, чтобы убедиться, что оно плотно прилегает к продукту.

Перед использованием чугунного изделия необходимо убедиться, что эпоксидная смола полностью высохла.Храните продукт в укромном месте, вдали от детей и домашних животных, чтобы он просох не менее 2 дней.

Изделие из чугуна почти готово к повторному использованию. Тем не менее, он все равно будет немного липким. Вы можете использовать немного разбавителя для краски и нанести его на эпоксидную смолу с помощью куска ткани, и он снимет ощущение липкости.

Но будет увеличиваться его толщина вокруг области трещин из-за слоя эпоксидной смолы и волокон.По углам также могут выступать крошечные кусочки затвердевшей эпоксидной смолы.

Вы можете отпилить выступающие лишние биты с помощью фильтра, чтобы получить ровную плоскость там, где это необходимо. И вы можете отшлифовать внешние неровности на эпоксидной смоле, чтобы получить гладкую поверхность. Будьте осторожны, чтобы не стереть волокна, так как они обеспечивают прочность конструкции.

Наконец, вы можете применить цвет, чтобы скрыть любые недостатки, которые в противном случае могут быть заметны.

Заключение

С помощью этого подробного пошагового руководства вы теперь знаете, как закрепить чугун без сварки.Это, несомненно, поможет вам отремонтировать чугунные изделия, которые вы не могли использовать из-за трещины, без использования сварочного оборудования или обучения. Попробуйте этот метод и приступайте к ремонту чугунных вещей по дому.

Мы также описали процесс установки коммутационной панели без сварки.