Apa Baja Terbaik untuk Fire Pit Bowl?

Tiga Bahan Kandidat untuk Fire Pit Bowl

Mangkuk lubang api harus melakukan dua pekerjaan sekaligus: menahan lapisan bahan bakar panas tanpa distorsi, dan bertahan dari hujan, abu, dan siklus panas di luar ruangan selama bertahun-tahun. Hanya tiga kelompok materi yang digunakan dalam praktik. Baja tahan cuaca, yang ditetapkan sebagai ASTM A588/A588M atau EN 10025-5, mengandalkan patina oksida yang dapat terbentuk sendiri dan merupakan pilihan referensi untuk lapisan akhir karat alami. Baja tahan karat austenitik, yang ditetapkan sebagai ASTM A240 Tipe 304 atau Tipe 316L yang mengandung molibdenum, tahan terhadap kerak panas dan korosi tetapi tetap cerah. Baja karbon yang tidak dilapisi atau dicat, seperti ASTM A36, adalah pilihan termurah dan juga memiliki umur terpendek, karena dinding bagian dalam lubang api tidak dapat menahan lapisan film cat.

Besi cor tetap menjadi pilihan keempat untuk mangkuk padat. Besi abu-abu hingga grade EN 1561 GJL-200 memiliki kekuatan tarik minimal 200 MPa dan keuletan yang sangat rendah, sehingga tahan terhadap deformasi dengan baik tetapi dapat retak akibat guncangan termal mendadak dari air dingin di mangkuk panas.

Perbandingan Mekanis dan Termal

Pemeringkatan dalam tabel ini tidak intuitif. Baja tahan karat tipe 304 memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada baja tahan cuaca tetapi kekuatan luluhnya jauh lebih rendah, dan konduktivitas termalnya kira-kira sepertiga dari baja karbon. Konduktivitas yang rendah merupakan keuntungan bagi lubang api: lebih sedikit panas yang mencapai permukaan luar, sehingga bagian luar mangkuk tetap dingin dan paving atau dek di sekitarnya memiliki risiko yang lebih kecil. Kerugiannya adalah ekspansi termal yang lebih tinggi, mendekati 17 x 10^-6 per derajat C dibandingkan sekitar 12 x 10^-6 untuk baja karbon dan baja tahan cuaca, yang membuat dasar baja tahan karat yang panjang dan dilas penuh lebih rentan terhadap distorsi.

Mengapa Pelapukan Baja Menang karena Karat

Jika tampilan yang diinginkan adalah-mangkuk berwarna merah karat, baja tahan cuaca adalah satu-satunya pilihan yang masuk akal, karena hasil akhirnya adalah material dan bukan lapisan yang akan terbakar. Penambahan paduan ini efektif dalam siklus basah-kering yang terjadi pada lubang api: hujan dan embun membasahi permukaan, matahari dan api mengeringkannya, dan oksida berkonsolidasi menjadi bentuk pelindung. Cat karat-yang dibuat dengan tangan tidak dapat menghasilkan hal ini karena lapisan pigmen dikonsumsi pada suhu dinding yang dicapai saat digunakan, yang biasanya berkisar antara 400 hingga 600 derajat C pada cangkang di atas api.

Dua konsekuensi desain menyusul. Mangkuk harus memiliki lubang pembuangan minimal 10 mm pada titik terendahnya, karena air yang berada di dalam mangkuk membuat baja tetap basah sehingga patina tidak dapat stabil. Dan api tidak boleh langsung berada di pelat dasar; jeruji yang mengangkat bahan bakar 50 hingga 100 mm meningkatkan aliran udara, meratakan suhu di seluruh cangkang, dan mengurangi laju oksidasi lokal di tempat terpanas.

Ketebalan Dinding, Berat dan Fabrikasi

Ketebalan ditentukan berdasarkan diameter dan bukan berdasarkan perhitungan kekuatan, karena distorsi dan titik panas lokal adalah mode kegagalan sebenarnya. Dinding 4 mm adalah ukuran minimum praktis untuk mangkuk dengan diameter hingga sekitar 800 mm, dan 6 mm lebih disukai di atas 1000 mm. Karena berat baja 7,85 g/cm3, massanya mudah diperkirakan: pelat 4 mm sama dengan 31,4 kg per meter persegi dan pelat 6 mm sama dengan 47,1 kg per meter persegi permukaan yang dikembangkan. Oleh karena itu, mangkuk setengah bola berdiameter 1000 mm dengan bahan 6 mm dapat menampung sekitar 37 kg baja sebelum alas atau jeruji apa pun.

Fabrikasi harus menggunakan pengisi-paduan rendah yang cocok untuk baja tahan cuaca dan las-penetrasi penuh pada sambungan dasar, dengan ujung las dibalut. Sambungan pangkuan yang tidak disegel dan lipatan yang tidak dilas memerangkap air dan merupakan alasan banyak mangkuk murah gagal di bagian dasarnya daripada di dinding.

Kondisi Lokasi dan Harapan Umur Layanan

Baja yang tahan terhadap cuaca memerlukan lokasi yang berada di dalam tanah,-yang memiliki aerasi yang baik agar berfungsi sebagaimana mestinya. Pada kadar klorida di udara yang ditemukan sekitar 1 km dari garis pantai, atau di tempat mangkuk berada di tempat teduh permanen yang lembap, periode basah terlalu lama untuk membentuk oksida pelindung dan bahannya berperilaku seperti baja karbon biasa. Di lokasi tersebut, baja tahan karat Tipe 316L adalah pilihan yang lebih dapat diprediksi, menerima hasil akhir yang lebih cerah dan hilangnya tampilan karat. Sebaliknya, mangkuk baja karbon yang dicat tidak memiliki lokasi yang dapat berfungsi dengan baik, karena tidak ada lapisan yang dapat bertahan pada-dinding yang menghadap api.

Dengan perincian yang benar, mangkuk baja tahan cuaca berukuran 4 hingga 6 mm tidak memiliki interval penggantian yang ditentukan; titik inspeksi praktisnya adalah bagian dasarnya, diperiksa setahun sekali untuk mencari titik lemah atau penumpukan kerak-yang dapat menghalangi drainase.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Q:Apakah baja tahan karat atau baja corten lebih baik untuk mangkuk api?
A: Baja Corten jika diinginkan lapisan karat dan lokasinya berada di pedalaman serta memiliki drainase yang baik; Ketik baja tahan karat 316L jika lokasinya berada di pesisir pantai, di mana baja yang tahan cuaca tidak akan membentuk patina pelindung.

Q:Berapa kualitas baja tahan cuaca terbaik untuk mangkuk lubang api?
A: Pelat ASTM A588/A588M Grade A atau B, dengan rendemen minimum 345 MPa dan kuat tarik minimum 485 MPa, atau EN 10025-5 S355J2W dengan rendemen minimum 355 MPa untuk ketebalan hingga 16 mm.

Q:Apakah baja tahan karat menahan panas lebih baik daripada baja tahan cuaca?
J: Ini menghantarkan panas lebih lambat, sehingga permukaan luar menjadi lebih dingin dan lebih sedikit panas yang dipindahkan ke tanah atau dek. Api itu sendiri membakar bahan yang sama.

Q:Mengapa mangkuk lubang api murah gagal di dasarnya?
A: Karena air terkumpul di sana dan sambungan dasar biasanya merupakan lasan putaran atau sebagian yang tidak dapat kering. Lubang pembuangan 10 mm dan las dasar{2}}penetrasi penuh menghilangkan mode kegagalan tersebut.

Q:Bisakah baja karbon galvanis atau dicat digunakan?
J: Tidak ada yang berkinerja baik. Pelapis seng dan lapisan cat digunakan pada suhu dinding 400 hingga 600 derajat C yang tercatat dalam penggunaan, dan baja di bawahnya kemudian teroksidasi dengan cepat.

Q:Berapa ketebalan mangkuk lubang api?
A: Minimal 4 mm hingga diameter sekitar 800 mm dan 6 mm di atas 1000 mm. Dinding yang lebih tipis membungkuk di bawah beban api dan tidak dapat diratakan dengan baik.