Почему климат влияет на прочность крепежа?

Современные технологии позволяют возводить дома быстро, а главное — круглый год. Стоит ли при этом учитывать сезонные особенности климата и то, как влияют перепады температур, дожди и снег на металлические соединения, и можно ли минимизировать риски?

Большинство рекомендаций однозначны: температура окружающей среды важна и особенно значима она в зимний период.

Эффекты низких температур:

• Хладноломкость — снижение пластичности и повышение хрупкости, особенно у сталей с примесями углерода или серы. Например, при -40 °C возможны трещины и разрушение сварных соединений.
• Снижение ударной вязкости — металл теряет способность поглощать энергию удара, что критично для конструкций в северных регионах.
• Риск межкристаллитной коррозии — из-за конденсата и перепадов влажности на поверхности метизов образуются микротрещины.
• Деформация сварных соединений — быстрое охлаждение вызывает непровары и внутренние напряжения.
• Потеря гибкости — алюминиевые сплавы и углеродистые стали требуют подогрева перед монтажом.

Например: уже при температуре −15 °C возрастает риск образования микротрещин, а при −40 °C болты из углеродистой стали теряют до 15% прочности (ГОСТ 1759.4-87 / ISO 898-1-78). По данным ЦНИИ, количество отказов зимой увеличивается на 23% по сравнению с летом.

• Применение аустенитных марок (A2, A4).
• Криогенная закалка при −150 °C.
• Полимерные покрытия (эпоксидные, нейлоновые).
• Термомеханическая обработка для повышения ударной вязкости.
• Демпфирующие шайбы из меди или бронзы.
• Зимние химические анкеры HIMTEX Arctic PROFI.
• Соблюдение стандартов ГОСТ Р 52643, ASME SA-320.
• Адаптивные смазки на основе MoS₂.

Важно! Для критичных объектов (эстакады, ветрогенераторы) обязателен расчет температурных зазоров и контроль состояния крепежа ультразвуком.

Жара также влияет на крепеж, хотя и не так значительно, как морозы. Эффекты высоких температур:

• Термическое расширение — ослабление резьбовых соединений.
• Снижение предела текучести: сталь 8.8 теряет до 20% прочности при +300 °C.
• Окисление и образование окалины — ускоренная коррозия.
• Ползучесть металла — деформация под нагрузкой при +40 °C.
• Деградация полимерных покрытий при +80 °C.
• Электрохимическая коррозия в жарком и влажном климате.
• Потеря закалки при +450 °C.
• Водородное охрупчивание в закрытых помещениях.

Алюминиевые заклепки 6061-T6 при +60 – 70 °C деформируются в четыре раза быстрее, чем при +25 °C. Углеродистая сталь 4.6 при +70 °C теряет 3–5% прочности, поэтому требуется увеличить количество крепежа на 10–15%.

Свести к минимуму последствия жары можно несколькими способами.

• Обработка химическими составами

Смазки на основе дисульфида молибдена и графита снижают трение до 40%, предотвращая закисание резьбы. Рабочий диапазон — от −180 до +440 °C.

Составы на основе силикона и PTFE (тефлона) сохраняют вязкость и предотвращают «прикипание» болтов и гаек при перепадах температуры и влажности.

Крепеж, контактирующий с солнцем, можно обработать эпоксидно-полиамидными составами для защиты от УФ-излучения и влаги.

• Конструктивные решения

Термокомпенсационные шайбы и стопорные гайки с нейлоновыми кольцами сохраняют эффективность до +120 °C.

Использование сквозных отверстий с зазором позволяет компенсировать линейное расширение. Зазор заполняют пластичными материалами — полистиролом, вилатермом.

Активные системы охлаждения в частном строительстве нецелесообразны, но контроль момента затяжки с поправкой на температуру полезен: снижение усилия на 10–15% продлевает срок службы соединений.

Температура — невидимый архитектор, который годами «дорабатывает» каждое соединение. Ее влияние не обрушит конструкцию завтра, но за десятилетия даже умеренные перепады ±70 °C оставят след.

В Сочи обычная сталь заржавеет за 5 лет, на Ямале — станет хрупкой, как стекло. В умеренном климате оцинкованный саморез прослужит 20 лет, а грамотно затянутая гайка — три поколения.

Секрет — в адаптации, а не в перестраховке: для дачи достаточно чуть увеличить диаметр метиза и использовать смазку, для промобъектов — рассчитать зазоры и взять сплавы, выдерживающие −60 °C.

Главное — не «переигрывать природу». В большинстве случаев достаточно простых мер: динамометрический ключ, капля смазки и своевременный осмотр соединений. Климат — не враг, если знать его слабые места.