EN
Как процесът на галванизиране създава издръжливо цинково покритие върху стоманен лист
Галванизиране чрез потапяне в топен цинк: потапяне, металургично свързване и формиране на равномерен цинков слой
Когато рулонът от стомана премине през галванизация чрез потапяне в разтопен цинк, той придобива устойчивост към корозия след потапяне в разтопен цинк при температура около 450 градуса по Целзий. Това, което се случва тук, е различно от просто нанасяне на слой боя или подобно нещо. Вместо това се образуват специални интерметални слоеве от цинк и желязо под това, което всъщност е повърхностен слой от чист цинк. Химичната реакция създава уникален кристален модел, който всъщност се закача за стоманата на атомно ниво. Поради тази силна връзка покритието остава непокътнато, дори когато металът се огъва, изтегля или подлага на екстремни температури, без да се люспува, както може да се случи при обикновените покрития.
Ключови стъпки включват киселинно почистване за премахване на окалината и оксидите, нанасяне на флюс за предотвратяване на ранна оксидация, контролирано потапяне за пълно покритие и гасене с въздух или вода за затвърдяване на покритието. За разлика от боя или полимерни покрития, тази интеграция на атомно ниво осигурява непрекъснатост по ръбове, отвори и сложни геометрии.
Ключови процесни параметри, които влияят на дебелината и адхезията на покритието при производството на галванизирани стоманени ленти
Ефективността на покритието зависи от прецизния контрол върху три взаимозависими променливи:
- Продължителност на потапянето : По-дълги потапяния увеличават образуването на цинк-желязна сплав, но могат да компрометират дуктилността при прекомерна продължителност; оптималното време осигурява баланс между металургично развитие и крайна гъвкавост на продукта.
- Скорост на изтегляне : Регулира оттичането на цинка и равномерността на дебелината — твърде висока скорост причинява тънки участъци; твърде ниска води до неравномерно натрупване и капене.
- Коefициент на охлаждане : Гасенето с вода фиксира финозърнеста микроструктура, което подобрява твърдостта; охлаждането с въздух позволява по-бавна кристализация и подобрява формируемостта за приложения с дълбоко изтегляне.
Поддържането на температурата в купелa в рамките на ±5°С е от решаващо значение за последователното образуване на слоя от сплав и прогнозируемото тегло на покритието. Стандартни проверки в индустрията потвърждават крайната маса на покритието — обикновено 50–300 g/m² — съобразена с изискванията за крайна употреба, като например външно излагане, архитектурна употреба в закрито или конструкционно окачване.
Защита чрез бариера: Как цинковото покритие предпазва галванизирания стоманен рулон от корозивни елементи
Физическо отделяне на стоманения субстрат от влага, кислород и соли
Цинковите покрития образуват здрава бариера, която пази стоманата от влага, кислород, CO2 и хлоридни йони. Това, което ги прави толкова ефективни, е начина, по който се свързват на метално ниво, покривайки всяка ниша и ъгъл, включително трудните за достигане остри ръбове и малки повърхностни неравномерности, където може да започне корозията. Това означава, че няма миниатюрни пролуки, в които да започнат химични реакции. Особено във влажни райони или близо до крайбрежието, тази защита предотвратява разграждането на желязото чрез така нареченото анодно разтваряне, което всъщност причинява ръжденето. Добрата новина е, че тази защита започва да действа веднага, без да се нуждае от специална активация.
Патина от цинков карбонат: естествена пасивация, подобряваща дългосрочната барийна функция
Когато е изложен на въздух в продължение на време, цинкът преминава през естествен процес на пасивиране. Металът реагира с въглеродния диоксид и влагата от атмосферата, за да създаде стабилен, водоустойчив слой от цинков карбонатна патина с химичната формула Zn5(CO3)2(OH)6. Следващото е доста интересно – този защитен слой всъщност намалява скоростта на корозия наполовина в сравнение с нови галванизирани повърхности. Ето още един интересен факт – патината може сама да възстановява малки драскотини, тъй като все повече карбонат се отлага в повредените участъци. За сгради, разположени в типични градски или селски среди, тази комбинация от защита на основния материал плюс формиращата се патина осигурява здрава защита срещу атмосферни влияния в продължение на много години без нужда от какъвто и да било ремонт. Повечето хора са изненадани колко дълго тези покрития издържат – значително по-дълго, отколкото биха очаквали само въз основа на първоначалната дебелина на покритието.
Жертвена (катодна) защита: Самоизлекуващата се сила на цинка в галванизирания стоманен лент
Електрохимичен принцип: Цинкът като анод, защитаващ стоманения катод
Електрохимичното предимство на цинка е в основата на това защо галванизираните покрития са толкова дълготрайни. Цинкът има стандартен електроден потенциал около -0,76 волта, докато стоманата е приблизително +0,44 волта. Поради тази разлика цинкът действа като така наречен жертвам анод, когато влага и замърсители създават електролитна клетка. Ако защитният слой бъде повреден по някакъв начин – например чрез ръбове от рязане, драскотини или заваръчни точки – оголената стомана се превръща в катод, докато съседният цинк започва да корозира вместо нея. Този естествен електрически процес спира огнището от ръжда, което запазва конструкцията здрава, дори когато части от покритието липсват. Изследвания, публикувани в рецензирани списания, показват, че тези свойства могат да направят галванизираната стомана два до пет пъти по-дълготрайна в сравнение с обикновената стомана, изложена на подобни атмосферни условия.
Практическа устойчивост: устойчивост на корозия при ръбове от рязане, драскотини и заваръчни зони
Катодната защита притежава изключителната способност да се възстановява при повреди. Когато върху металните повърхности има резове или драскотини, цинкът в близост започва естествено да корозира, образувайки защитен слой от цинков карбонат, който всъщност запечатва тези дефекти. Този процес също създава малък електрически ток, който допринася за спиране на разпространението на корозията. По време на заварката също се случва нещо специално. Повечето обикновени покрития се унищожават от интензивната топлина, но цинковият слой успява да проникне в зоната, засегната от топлината при заварката, така че след приключване на работата не е необходимо допълнително покритие. Промишлени изпитвания през много години измерват скоростта на корозия в повредените участъци, като средната стойност е под половин милиметър годишно. Тези резултати наистина потвърждават колко ефективно работи това комбиниране на бариерна защита и жертвена функция, особено в трудни условия, където поддръжката не винаги е възможна.