EN
Оцинкована стоманена ролка – корозионна устойчивост: механизми и стандарти
Цинкът като защитен слой с двойно действие: бариерна и жертвена функция
Стоманените ролки, покрити с цинк, предпазват от ръжда по два основни начина. Първата защита всъщност е доста проста. Цинкът образува дебел слой, който се намира точно върху повърхността на стоманата и предотвратява проникването на вода, въздух и различни други вредни вещества, които се намират в атмосферата. Но има и втори трик. Когато нещо надраска цинковото покритие — което, разбира се, понякога се случва — цинкът продължава да предпазва материала под него. Това е възможно, защото химичните свойства на цинка се различават от тези на стоманата. Вместо да позволи на стоманата да се окисли, цинкът по принцип поема урона вместо нея. Доста умен подход, ако се замислите. Индустриални изпитания, проведени през миналата година от NACE International, показаха, че тези двойни методи за защита правят оцинкованата стомана значително по-дълготрайна в сравнение с обикновените покрития. Фабриките, използващи този материал, съобщават, че оборудването им остава в добро състояние с около 40–50 % по-дълго време, преди да се наложи подмяна, което води до икономии на разходи в дългосрочен план.
Съответствие с ASTM A653/A924: Маса на покритието, дебелина и еталонни показатели за производителност за оцинкована стоманена лента
ASTM A653 и A924 установяват задължителни еталонни показатели за качество на оцинкованата стоманена лента, като определят минималната маса на цинковото покритие — изразена в унции на квадратен фут (oz/ft²) или грама на квадратен метър (g/m²), — която директно определя корозионната устойчивост и продължителността на експлоатация:
| Означение на покритието | Мин. маса на цинка | Еквивалентна дебелина | Очакван продължител на живота |
|---|---|---|---|
| G90 (ASTM A653) | 0.90 oz/ft² | ~20 µm | 15–20 години (селска местност) |
| Клас 55 (ASTM A924) | — | ≥45 µm | 25+ години (прибрежна зона) |
Според полеви данни от Американската асоциация за цинково покритие, ролките, които отговарят на изискванията за дебелина от клас 55, показват с 30 % по-малко червена ръжда след два десетилетия в прибрежни инсталации. И двете стандарта изискват също така устойчивост към солен разпръснат спрей поне 1000 часа без корозия на основния метал — което потвърждава експлоатационните характеристики при ускорени корозивни условия.
Реална издръжливост на цинкованата стоманена ролка в различни среди на излагане
Индустриална, прибрежна и селска среда: сравнителни темпове на деградация и прогнози за срок на експлоатация
Насколько добре материалите се справят, наистина зависи от това къде са инсталирани. Вземете за пример крайбрежните райони. Соленият въздух, смесен с постоянната влага там, разяжда цинковите покрития много по-бързо, отколкото в типичните селски местности. Някои проучвания показват, че скоростта на корозия в крайбрежни райони може да бъде до три пъти по-висока. Фабриките и промишлените зони представляват напълно различни предизвикателства. Тези места изхвърлят всевъзможни кисели вещества, включително диоксид на сярата, който постепенно разрушава повърхностите с течение на времето. Но в селските райони, където няма толкова много сол или замърсяващи вещества във въздуха, материалите обикновено издържат по-дълго, без да показват признаци на износване. При оценката на това колко дълго нещо ще трае, преди да се наложи подмяна, влизат в сила два основни фактора: дебелината на покритието и типа околната среда, на която е изложен ежедневно.
- Крайбрежен : 15–25 години (изисква ≥45 µм цинк)
- Индустриален : 25–40 години
- Селски : 50+ години
Измерените скорости на загуба на цинк отразяват този градиент: до 7,5 µm/година в морски среди срещу само 1,2 µm/година във вътрешни райони. Точната класификация на околната среда по време на спецификацията е от съществено значение, за да се избегне преждевременно повреждане.
Дългосрочна валидация: 25-годишни полеви данни от приложения за мостови настилки според ASTM C1658
Дългосрочната експлоатационна надеждност на оцинкованите стоманени ролки в практиката показва колко надеждни са те при използване в тежки инфраструктурни проекти. Вземете например мостовите платформи. Те бяха изпитани според стандарта ASTM C1658 точно в онези силно корозивни крайбрежни зони, където морската вода постоянно атакува материалите. След цели двадесет и пет години непрекъснато излагане на морска пръскота и обработка с пътни соли през зимните месеци тези конструкции все още имаха по-малко от половин милиметър действителна загуба на метал. Доста впечатляващо, като се има предвид какви условия са преживели! Структурната цялост също остана напълно запазена през целия този период. Още по-добре е, че скоростта на корозия беше намалена почти с деветдесет процента в сравнение с обикновена стомана без никаква защитна покрита. Цялото това реално доказателство ясно сочи към един неоспорим факт: спазването на насоките на ASTM A653 относно дебелината на покритието прави всичката разлика за осигуряване на десетилетия по-дълъг срок на експлоатация на сгради и мостове — точно там, където имаме нужда от тях да стоят здрави и устойчиви.
Критични режими на отказ и най-добрите практики за монтаж на оцинкована стоманена лента
Рискове от галванична корозия: неръждаеми фурни, контакт с алуминий и стратегии за намаляване
Контактът с разнородни метали — особено неръждаеми фурни или алуминиеви компоненти — предизвиква галванична корозия, която ускорява изчерпването на цинка. При такива комбинации цинкът действа като анод и бързо се корозира, за да защити по-благородния катод. Според ASTM G82 скоростта на корозия може да се увеличи десетократно при липса на мерки за предотвратяване.
- Електрическо изолиране на метали чрез непроводими прокладки или шайби
- Запечатване на съединенията с влагоустойчиви герметици, за да се прекъснат пътищата на електролита
- Избор на фурни с цинково покритие, съответстващи на класа на оцинковане на лентата
Тези мерки запазват цялостта на покритието и предотвратяват локални повреди в сборки от различни метали.
Прагове за цялостност на покритието: защо минималната дебелина на цинковото покритие трябва да е ≥45 µм при умерени до тежки условия на експлоатация
Минималното цинково покритие от 45 µm не е просто препоръчително — то е функционално необходимо за надеждна работа в крайбрежни или индустриални среди. Този праг гарантира:
- Пълно покритие на основния материал по време на валцовка и производство
- Достатъчен жертвеник резерв за самовъзстановяване на драскотини и съпротива срещу корозия чрез микропробойни
- Съответствие с ASTM A123/A123M за конструктивни приложения
При по-тънки покрития от 45 µm изчерпването на цинка може да доведе до оголване на стоманата в рамките на 5–7 години при тежки условия; съответстващите покрития надеждно осигуряват повече от 25 години експлоатационен живот. По-тънките слоеве са подложени на ранно разрушение поради абразивно въздействие, изтъняване по ръбовете или неравномерно покритие — което компрометира както бариерната, така и жертвеничната функция.