Każda konstrukcja metalowa musi być trwała i zachowywać tę cechę tak długo, jak to możliwe. Nie ma wątpliwości, że stal ma dużą wytrzymałość, ale wiele jej stopów jest podatnych na uszkodzenia w określonych warunkach środowiskowych. Jeśli chodzi o ochronę metalu przed korozją, cynkowanie wydaje się najlepszym wyborem. Przyjrzyjmy się najpierw niektórym zaletom cynkowania i powodom jego wykonywania.
1 Czym jest stal ocynkowana?
Proces cynkowania polega na nałożeniu cienkiej warstwy jednego metalu na istniejącą powierzchnię metalu. W większości przypadków cynk jest używany jako materiał powłokowy dla konstrukcji metalowych. Ta warstwa cynku zapewnia ochronę przed czynnikami środowiskowymi. Ocynkowana stal może wytrzymać trudne warunki środowiskowe, co czyni ją bardzo trwałą i dobrze nadającą się do użytku na zewnątrz.
.
2Zalety stali ocynkowanej
01 Wzmocniona ochrona
Podstawowym celem cynkowania jest zapobieganie rdzewieniu, dlatego ocynkowana stal jest powlekana warstwą tlenku cynku. Koncepcja cynkowania polega na tym, że warstwa cynku musi najpierw skorodować, chroniąc w ten sposób znajdującą się pod nią stal i pozwalając jej pozostać bezpieczną przez dłuższy czas. Bez powłoki cynkowej metal byłby bardziej podatny na korozję, a szybkość korozji wzrosłaby z powodu narażenia na działanie środowiska naturalnego.
02 Dłuższa żywotność
Jest to wynik ochronnych właściwości powłoki. Badania wykazały, że w normalnych warunkach ocynkowana stal przemysłowa może mieć żywotność do 50 lat. W środowiskach silnie korozyjnych ze znacznym narażeniem na działanie wody ten sam element metalowy może mieć żywotność do 20 lat.
03 Lepszy wygląd
Ta zaleta jest nieco subiektywna, ale większość ludzi zgadza się, że ocynkowana stal ogólnie wygląda lepiej w porównaniu do większości stopów stali. Zazwyczaj ma jaśniejszy i często bardziej błyszczący wygląd, szczególnie pod pewnymi rodzajami powłok.
3 Zastosowania stali ocynkowanej
Zastosowania ocynkowanej stali są szerokie i nie ograniczają się do żadnego sektora. W rzeczywistości jest ona wykorzystywana w wielu branżach, w tym w budownictwie, elektrowniach, rolnictwie i sporcie. Ocynkowana stal odgrywa kluczową rolę w budowie dróg, budynków, mostów, torów kolejowych, bram, bram sygnalizacyjnych, kontenerów magazynowych i rzeźb. Dlatego też, gdy konieczne jest zapobieganie korozji, cynkowanie jest niezbędne do ochrony metalu.
4 metody cynkowania stali
Do cynkowania można stosować różne procesy:
Cynkowanie ogniowe
Cynkowanie elektrolityczne
Wlew cynku
Metalizacja natryskowa
01 Cynkowanie ogniowe
W procesie cynkowania stal zanurzana jest w kąpieli z roztopionego cynku. Cynkowanie ogniowe (HDG) składa się z trzech podstawowych etapów: przygotowania powierzchni, cynkowania i kontroli.
Przygotowanie powierzchni
Podczas przygotowania powierzchni stal do ocynkowania przechodzi przez trzy etapy czyszczenia: odtłuszczanie, trawienie i topnikowanie. Bez tego procesu czyszczenia cynkowanie nie może się odbyć, ponieważ cynk nie będzie reagował prawidłowo z zanieczyszczoną stalą.
Cynkowanie
Po przygotowaniu powierzchni stal zanurzana jest w stopionym cynku w temperaturze 830 stopni Fahrenheita (około 443 stopni). Kąt zanurzenia stali zapewnia usuwanie powietrza z wszelkich kształtów rurowych lub kieszeni. Pozwala to również cynkowi na przepływ i penetrację całej powierzchni stali, zapewniając całkowite pokrycie. Wewnątrz stali żelazo zaczyna reagować z cynkiem, tworząc powłokę stopu cynku i żelaza. Na zewnętrznej powierzchni osadza się warstwa czystego cynku.
Kontrola
Ostatnim krokiem jest sprawdzenie powłoki. Wiąże się to z wizualnym sprawdzeniem stali pod kątem obszarów, które nie są pokryte powłoką, ponieważ powłoka nie będzie przylegać do nieoczyszczonej stali. Ponadto można użyć magnetycznego miernika grubości do pomiaru grubości powłoki.
02 Cynkowanie elektrolityczne
Stal ocynkowana elektrolitycznie jest produkowana w procesie elektrochemicznym. W tym procesie stal jest zanurzana w kąpieli cynkowej i przepuszczany przez nią prąd elektryczny. Proces ten jest również znany jako galwanizacja.
Przed procesem galwanizacji elektrolitycznej stal musi zostać oczyszczona. Cynk działa jako anoda, chroniąc stal. Siarczan cynku lub cyjanek cynku jest używany jako elektrolit do galwanizacji, a katoda chroni stal przed korozją. Elektrolit zapewnia osadzanie się cynku jako powłoki na powierzchni stali. Im dłużej stal jest zanurzona w kąpieli cynkowej, tym grubsza staje się powłoka.
Aby zwiększyć odporność na korozję, niektóre powłoki konwersyjne są bardzo przydatne. Proces ten wytwarza dodatkową warstwę wodorotlenków cynku i chromu, co nadaje powierzchni metalu niebieskawy wygląd.
03 Wlew cynku
Infuzja cynku to proces polegający na pokryciu powierzchni żelaza lub stali powłoką cynkową zapobiegającą korozji metalu.
W tym procesie stal jest umieszczana w pojemniku z cynkiem, a następnie pojemnik jest uszczelniany i podgrzewany do temperatury poniżej temperatury topnienia cynku. Rezultatem tej reakcji jest utworzenie stopu cynku i żelaza, z solidną zewnętrzną warstwą czystego cynku przylegającą do powierzchni stali, zapewniając znaczną odporność na korozję. Ta powłoka poprawia również zdolność powierzchni do przyjmowania farby.
Infuzja cynku jest idealna dla małych obiektów metalowych. Proces ten jest szczególnie odpowiedni dla nieregularnych kształtów elementów stalowych, ponieważ warstwa zewnętrzna może łatwo dopasować się do kształtu stali bazowej.
04 Metalizacja natryskowa
W procesie natryskiwania metalu, cząstki stopionego cynku, naładowane elektrycznie lub rozpylone, są natryskiwane na powierzchnię stali. Proces ten przeprowadza się za pomocą pistoletu natryskowego lub specjalistycznego płomienia.
Przed nałożeniem powłoki cynkowej należy usunąć wszelkie zanieczyszczenia, takie jak niechciane powłoki powierzchniowe, olej i rdzę. Po zakończeniu procesu czyszczenia rozpylone cząstki stopionego cynku są rozpylane na chropowatą powierzchnię, gdzie ulegają zestaleniu.
Chociaż ta metoda metalizacji natryskowej doskonale nadaje się do zapobiegania łuszczeniu się i rozwarstwianiu, jest ona mniej skuteczna w zapewnianiu znaczącej odporności na korozję w porównaniu z innymi metodami cynkowania.
5 Jak długo może wytrzymać powłoka cynkowa?
Jeśli chodzi o trwałość, zazwyczaj zależy ona od grubości powłoki cynkowej i innych czynników, takich jak rodzaj środowiska, rodzaj zastosowanego procesu cynkowania i jakość zastosowanej farby lub powłoki. Generalnie grubsze powłoki cynkowe mają dłuższą żywotność.
Cynkowanie ogniowe jest często trwalsze w porównaniu do cynkowania elektrolitycznego, ponieważ zwykle skutkuje grubszą i bardziej wytrzymałą powłoką. Cynkowanie ogniowe polega na zanurzeniu metalu w stopionym cynku, podczas gdy cynkowanie elektrolityczne polega na nałożeniu jednej lub dwóch warstw cynku poprzez natryskiwanie lub szczotkowanie.
Jeśli chodzi o trwałość, cynkowanie ogniowe może zapewnić żywotność ponad 50 lat, niezależnie od warunków środowiskowych. Natomiast powłoki ocynkowane elektrolitycznie zazwyczaj wytrzymują tylko kilka miesięcy do kilku lat, w zależności od grubości powłoki.
Ponadto w środowiskach silnie korozyjnych, takich jak środowiska przemysłowe, żywotność powłoki cynkowej może być krótsza. Dlatego wybór wysokiej jakości powłoki cynkowej i zapewnienie długoterminowej ochrony są kluczowe dla zminimalizowania korozji, zużycia i rdzy.
