EN
Zinkovaná ocelová páska – odolnost proti korozi: mechanismy a normy
Zinek jako ochranná vrstva s dvojnásobnou funkcí: bariérová i obětavá
Ocelové cívky pozinkované zinkem odolávají korozí dvěma hlavními způsoby. První ochranný mechanismus je ve skutečnosti poměrně přímočarý. Zinek vytváří silnou vrstvu, která leží přímo na povrchu oceli a brání proniknutí vody, vzduchu a různých škodlivých látek, které se v atmosféře vyskytují. Existuje však i další trik. Pokud dojde k poškrábání zinkového povlaku – což se samozřejmě někdy stane – zinek stále chrání podkladový materiál. To funguje díky tomu, že zinek má jiné chemické vlastnosti než ocel. Místo toho, aby umožnil oceli korodovat, zinek v podstatě „přebírá ránu“ za ni. Pokud se nad tím zamyslíte, je to opravdu chytrý postup. Průmyslové testy organizace NACE International z minulého roku ukázaly, že tyto dva ochranné mechanismy zajišťují, že pozinkovaná ocel vydrží výrazně déle než běžné povlaky. Výrobny, které tento materiál používají, uvádějí, že jejich zařízení zůstává v provozuschopném stavu asi o 40 až 50 procent déle, než je nutné jej nahradit, což dlouhodobě přináší úspory.
Shoda s normami ASTM A653/A924: Hmotnost povlaku, tloušťka a výkonové referenční hodnoty pro ocelovou pásku s pozinkováním
Normy ASTM A653 a A924 stanovují povinné kvalitní referenční hodnoty pro ocelovou pásku s pozinkováním, přičemž definují minimální hmotnost zinkového povlaku – vyjádřenou v uncích na čtvereční stopu (oz/ft²) nebo gramech na metr čtvereční (g/m²) – která přímo ovlivňuje odolnost proti korozi a životnost:
| Označení povlaku | Minimální hmotnost zinku | Ekvivalentní tloušťka | Očekávaná životnost |
|---|---|---|---|
| G90 (ASTM A653) | 0,90 oz/ft² | ~20 µm | 15–20 let (venkovské prostředí) |
| Třída 55 (ASTM A924) | — | ≥45 µm | 25+ let (pobřežní prostředí) |
Cívky splňující požadavky na tloušťku třídy 55 vykazují podle polních dat Americké asociace pro zinkování po dvou desetiletích v přímořských instalacích o 30 % méně červené rzi. Obě normy dále vyžadují odolnost proti solné mlze nejméně 1 000 hodin bez koroze základního kovu – což potvrzuje výkon za zrychlených korozních podmínek.
Skutečná odolnost zinkované ocelové cívky v různých prostředích expozice
Průmyslové vs. přímořské vs. venkovské prostředí: srovnání rychlostí degradace a předpovědí životnosti
Jak dobře materiály výkonnostně vydrží, závisí skutečně na tom, kde jsou nainstalovány. Vezměme si například pobřežní oblasti. Slaný vzduch smíšený s trvalou vlhkostí zde ničí zinkové povlaky mnohem rychleji než v typických venkovských lokalitách. Některé studie ukazují, že míra koroze v pobřežních oblastech může být až třikrát vyšší. Průmyslové podniky a průmyslové oblasti představují zcela jiné výzvy. Tyto místa uvolňují různé kyselé látky, včetně oxidu siřičitého, který postupně poškozuje povrchy v průběhu času. Naopak v oblastech venkovských, kde není tolik soli ani znečištění ve vzduchu, mají materiály tendenci déle vydržet bez viditelných známek opotřebení. Při posuzování doby, po kterou něco vydrží před tím, než bude nutná výměna, hrají dvě hlavní faktory roli: tloušťka povlaku a druh prostředí, jemuž je vystaveno denně.
- Coastal : 15–25 let (vyžaduje ≥45 µm zinku)
- Průmyslový : 25–40 let
- Venkovská : 50+ let
Naměřené rychlosti ztráty zinku odrážejí tento gradient: až 7,5 µm/rok v mořském prostředí oproti pouhým 1,2 µm/rok ve vnitrozemí. Přesná klasifikace prostředí při specifikaci je nezbytná, aby nedošlo k předčasnému selhání.
Dlouhodobá validace: 25letá polemická data z aplikací na mostních deskách podle normy ASTM C1658
Dlouhodobý provozní výkon na místě ukazuje, jak spolehlivé skutečně jsou pozinkované ocelové kotouče při použití v náročných infrastrukturních projektech. Vezměme si například mostní desky. Tyto byly testovány podle standardu ASTM C1658 právě v těch extrémně korozivních pobřežních oblastech, kde slaná voda neustále napadá materiály. Po celých dvaceti pěti letech expozice mořskému postřiku a zimního ošetření silničními soli zůstala skutečná ztráta kovu u těchto konstrukcí menší než půl milimetru. To je opravdu působivé s ohledem na to, čemu všechno tyto konstrukce vystaveny byly! Celou tuto dobu také zůstala strukturální integrita zcela neporušená. Ještě lepší je, že rychlost koroze byla ve srovnání s běžnou neochrannou ocelí snížena téměř o devadesát procent. Veškeré tyto důkazy z reálného provozu jednoznačně ukazují na jednu věc: dodržení pokynů ASTM A653 týkajících se tloušťky povlaku rozhoduje o tom, zda budovy a mosty vydrží desítky let déle právě tam, kde je potřebujeme, aby stály pevně.
Kritické režimy poruch a osvědčené postupy pro instalaci pozinkované ocelové pásky
Rizika galvanické koroze: nerezové spojovací prvky, kontakt s hliníkem a strategie pro její zmírnění
Kontakt s heterogenními kovy – zejména s nerezovými spojovacími prvky nebo hliníkovými součástmi – vyvolává galvanickou korozi, která urychluje vyčerpání zinkové vrstvy. V takových dvojicích se zinek stává anodou a rychle koroduje, aby chránil více nobelní katodu. Podle ASTM G82 se v nepatřičně řešených případech může rychlost koroze zvýšit až desetinásobně. Účinné opatření proti tomu zahrnují:
- Elektrické oddělení kovů pomocí nevodivých těsnicích podložek nebo podložek
- Utěsnění spojů vlhku odolnými těsnicími hmotami za účelem narušení cest pro elektrolyt
- Specifikaci zinkově pokrytých spojovacích prvků odpovídajících třídě pozinkování pásky
Tato opatření zachovávají celistvost povlaku a brání lokálním poruchám v sestavách s různými kovy.
Prahové hodnoty integrity povlaku: pro středně až náročné prostředí je nezbytná tloušťka zinkové vrstvy ≥45 µm
Minimální zinková vrstva tloušťky 45 µm není jen doporučena – je funkčně nezbytná pro spolehlivý provoz v pobřežních nebo průmyslových prostředích. Tento práh zajišťuje:
- Úplné pokrytí podkladu během válcování a výroby
- Dostatečnou obětavou rezervu k uzavření rysů a odolnosti proti korozí pinhole
- Shodu s normou ASTM A123/A123M pro konstrukční aplikace
Při tloušťce pod 45 µm může dojít k vyčerpání zinkové vrstvy a odhalení nechráněné oceli již během 5–7 let za nepříznivých podmínek; shodné povlaky spolehlivě přesahují 25 let provozu. Tenčí vrstvy nesou riziko předčasného poškození způsobeného opotřebením, tenčením na hranách nebo nerovnoměrným pokrytím – čímž je ohrožena jak bariérová, tak obětavá funkce povlaku.