Hvad gør, at galvaniseret stålspole er korrosionsbestandig?

Hvordan galvaniseringsprocessen skaber en holdbar zinkbelægning på stålrulle

Varmdyp-galvanisering: neddykning, metallurgisk binding og ensartet zinklag dannelse

Når stålrullen gennemgår varmforninkning, bliver den korrosionsbestandig efter at være nedsænket i smeltet zink ved cirka 450 grader Celsius. Det, der sker her, er forskelligt fra blot at påføre en malinglag eller lignende. I stedet dannes der specielle intermetalliske lag af zink og jern under det, der grundlæggende er et rent zinkoverfladelag. Den kemiske reaktion skaber et unikt krystalmønster, der faktisk binder sig til stålet på atomniveau. På grund af denne stærke forbindelse forbliver belægningen på plads, selv når metallet bukkes, stempler eller udsættes for ekstreme temperaturer, uden at blive revet af som almindelige belægninger måske ville.

Nøgletrin omfatter syrerensning for at fjerne oxider og valseroster, påførsel af flussmiddel for at forhindre tidlig oxidation, kontrolleret neddykning for fuld dækning samt luft- eller vandkøling for at fastgøre belægningen. I modsætning til maling- eller polymerbelægninger sikrer denne atomare integration sammenhængende dækning over kanter, huller og komplekse geometrier.

Nøgleprocessvariabler, der påvirker belægningstykkelse og vedhæftning ved produktion af galvaniseret stålbånd

Belægningsydelsen afhænger af præcis kontrol af tre indbyrdes afhængige variabler:

1. Nedsænkningstid : Længere neddykningstid øger væksten af zink-jern-legering, men kan kompromittere ductiliteten, hvis den er for lang; optimal tid balancerer metallurgisk udvikling med produktets endelige fleksibilitet.
2. Udhævningshastighed : Styrer zinkafdrænagen og tykkelsesensartethed – for hurtigt medfører tynde steder; for langsomt fører til uregelmæssig opbygning og dråber.
3. Kølehastighed : Vandkøling sikrer en fin-kornet mikrostruktur, hvilket forbedrer hårdheden; luftkøling tillader langsommere krystallisation, hvilket forbedrer formbarheden til dybtrækning.

At opretholde badtemperaturen inden for ±5 °C er afgørende for ensartet legeringslagdannelse og forudsigelig belægningsvægt. Industristandardinspektioner verificerer den endelige belægningsmasse – typisk 50–300 g/m² – i overensstemmelse med anvendelseskrav som udendørs udsættelse, indendørs arkitektonisk brug eller konstruktiv samling.

Barrierekonstruktion: Hvordan zinkbelægningen beskytter galvaniseret stålplade mod korroderende påvirkninger

Fysisk adskillelse af stålsubstratet fra fugt, ilt og salte

Zinkbelegninger danner en solid barriere, der holder stål væk fra ting som fugt, ilt, CO2 og chloridioner. Det, der gør dem så effektive, er, hvordan de forbindes på metalniveau og dækker alle små kroge og bugter, herunder de besværlige skarpe kanter og små overfladeforkertninger, hvor korrosion kan begynde. Det betyder, at der ikke er små mellemrum, hvor kemiske reaktioner kan starte. Især i områder med høj luftfugtighed eller tæt på kysten, forhindrer denne type beskyttelse jern i at nedbrydes gennem såkaldt anodisk opløsning, hvilket grundlæggende er det, der forårsager rust. Godt nok er denne beskyttelse straks aktiv uden behov for særlig aktivering.

Zinkcarbonatpatina: naturlig passivering, der forbedrer langvarig barrierefunktion

Når zink udsættes for luft over tid, gennemgår det en naturlig passiveringsproces. Metallet reagerer med kuldioxid og fugt fra atmosfæren og danner et stabilt, vandresistent lag af zinkcarbonatpatina med den kemiske formel Zn5(CO3)2(OH)6. Det, der sker herefter, er ret interessant: dette beskyttende lag nedsætter korrosionshastigheden med cirka halvdelen i forhold til nye galvaniserede overflader. Og her er noget andet sejt ved det: patinaen kan selv reparere små ridser, da der fortsat afsættes carbonat på de beskadigede områder. For bygninger placeret i typiske by- eller landmiljøer giver denne kombination af grundmaterialets beskyttelse og den udviklende patina en solid forsvarsmekanisme mod vejrforholdene i mange år uden behov for noget som helst vedligeholdelsesarbejde. De fleste er overrasket over, hvor længe disse belægninger faktisk holder – langt længere end man måske ville forvente ud fra en vurdering af den oprindelige belægnings tykkelse.

Ofre (katodisk) beskyttelse: Zinkens selvhelede evne i galvaniseret stålbånd

Elektrokemisk princip: Zink som anode, der beskytter stålkatoden

Den elektrokemiske fordel ved zink ligger til grund for, hvorfor galvaniserede belægninger varer så længe. Zink har et standard elektrodepotential på ca. -0,76 volt, mens stål ligger på omkring +0,44 volt. På grund af denne forskel fungerer zink som en såkaldt offeranode, når fugt og forurening danner en elektrolytisk celle. Hvis den beskyttende lag beskadiges, f.eks. ved skærekanter, ridser eller svejsepunkter, bliver det bare stål til en katode, mens den nærliggende zink begynder at korrodere i stedet. Denne naturlige elektriske proces forhindrer jern i at ruste, hvilket holder konstruktioner intakte, selv når dele af belægningen mangler. Forskning offentliggjort i fagfællebedømte tidsskrifter viser, at disse egenskaber kan gøre, at galvaniseret stål varer fra to til fem gange længere end almindeligt stål udsat for lignende vejrforhold.

Reelt modstandsdygtighed: Korrosionsbestandighed ved skærekanter, ridser og svejsezoner

Katodisk beskyttelse har denne fantastiske evne til at helbrede sig selv, når der opstår skader. Når der er snit eller ridser på metaloverflader, begynder det omkringliggende zink naturligt at korrodere og danner derved et beskyttende lag af zinkcarbonat, som faktisk forsegler disse defekter. Denne proces skaber også en lille elektrisk strøm, som hjælper med at forhindre korrosion i at sprede sig yderligere. Der sker noget særligt også under svejsning. De fleste almindelige belægninger ødelægges af den intense varme, men zinklaget formår at arbejde sig ind i det område, der er påvirket af svejsevarmen, så ingen ekstra belægning er nødvendig efter arbejdet er udført. Industrielle tests gennem mange år har målt korrosionshastigheder ved beskadigede steder med et gennemsnit på under halvanden millimeter om året. Disse resultater understøtter virkelig, hvor effektiv denne kombination af barrierebeskyttelse og offerhandlinger er, især i omgivelser, hvor forholdene er hårde, og vedligeholdelse ikke altid er mulig.