EN
Hoe het galvaniseren een duurzame zinklaag op staalcoils creëert
Warmdompelgalvanisatie: onderdompeling, metallurgische binding en vorming van een uniforme zinklaag
Wanneer staalcoils worden gegalvaniseerd door ze te onderdompelen in gesmolten zink van ongeveer 450 graden Celsius, worden ze bestand tegen corrosie. Wat hier gebeurt, is anders dan het aanbrengen van een laag verf of iets dergelijks. In plaats daarvan ontstaan er speciale intermetallische lagen van zink en ijzer onder wat in wezen een zuivere zinklaag is. De chemische reactie creëert een uniek kristalpatroon dat daadwerkelijk op atomair niveau aan het staal hecht. Vanwege deze sterke binding blijft de coating intact, zelfs wanneer het metaal wordt gebogen, gestanst of blootgesteld aan extreme temperaturen, zonder af te bladderen zoals reguliere coatings dat zouden kunnen doen.
Belangrijke stappen zijn het reinigen met zuur om walskaling en oxiden te verwijderen, het aanbrengen van een flux om vroegtijdige oxidatie te voorkomen, gecontroleerde onderdompeling voor volledige bedekking, en het afschrikken met lucht of water om de coating te verharden. In tegenstelling tot verf- of polymeercoatings zorgt deze op atoomniveau plaatsvindende integratie voor continuïteit langs randen, gaten en complexe geometrieën.
Belangrijke procesvariabelen die invloed hebben op de dikte en hechting van de coating bij de productie van gegalvaniseerde staalcoils
De prestaties van de coating zijn afhankelijk van de nauwkeurige controle van drie onderling afhankelijke variabelen:
- Onderdompelduur : Langere onderdompeltijden vergroten de groei van zink-ijzerlegeringen, maar kunnen de buigzaamheid in gevaar brengen als ze te lang zijn; de optimale tijd zorgt voor een evenwicht tussen metallurgische ontwikkeling en de flexibiliteit van het eindproduct.
- Uittreksnelheid : Bepaalt het zinkafvoer en de uniformiteit van de dikte — te snel veroorzaakt dunne plekken; te traag leidt tot ongelijkmatige ophoping en druppelvorming.
- Koelingssnelheid : Waterafschrikken zorgt voor een fijnkorrelige microstructuur die de hardheid verbetert; luchtkoeling laat een langzamere kristallisatie toe, wat de vormbaarheid verbetert voor toepassingen met diepe trek.
Het in stand houden van de badtemperatuur binnen ±5°C is cruciaal voor een consistente vorming van de legeringslaag en een voorspelbaar laaggewicht. Inspecties volgens de industrienorm controleren de uiteindelijke coatingmassa — meestal 50–300 g/m² — afgestemd op de toepassing, zoals blootstelling aan buitenlucht, gebruik in binnenlandse architectuur of structurele bekleding.
Barrièrep bescherming: hoe de zinkcoating gegalvaniseerde staalcoils beschermt tegen corrosieve elementen
Fysische isolatie van het stalen substraat tegen vocht, zuurstof en zouten
Zinkcoatings vormen een solide barrière die staal afschermt van vocht, zuurstof, CO2 en chloride-ionen. Wat ze zo effectief maakt, is de manier waarop ze op metaalniveau binden, waardoor elk hoekje en kruisje bedekt wordt, inclusief lastige scherpe randen en kleine oppervlakte-onregelmatigheden waar corrosie zou kunnen ontstaan. Dit betekent dat er geen kleine openingen zijn waar chemische reacties kunnen beginnen. Vooral in vochtige omgevingen of nabij de kust verhindert dit soort bescherming dat ijzer afbreekt door zogenaamde anodische oplossing, wat eigenlijk de oorzaak is van roestvorming. Het goede nieuws is dat deze bescherming direct effectief is, zonder dat een speciale activering nodig is.
Zinkcarbonaatpatina: natuurlijke passivatie die de langetermijnbarrièrefunctie verbetert
Wanneer zink over een langere periode aan lucht wordt blootgesteld, ondergaat het een natuurlijk passivatieproces. Het metaal reageert met koolstofdioxide en vocht uit de atmosfeer om een stabiele, waterbestendige laag zinkcarbonaatpatina te vormen, met de chemische formule Zn5(CO3)2(OH)6. Wat daarna gebeurt is vrij interessant: deze beschermende laag vermindert de corrosiesnelheid met ongeveer de helft in vergelijking met nieuwe gegalvaniseerde oppervlakken. En hier is nog iets bijzonders: het patina kan kleine krassen zelf herstellen, doordat er continu meer carbonaat op de beschadigde plekken wordt afgezet. Voor gebouwen in typische stedelijke of landelijke omgevingen biedt deze combinatie van basismateriaalbescherming en het zich ontwikkelende patina gedurende vele jaren een degelijke bescherming tegen weersinvloeden, zonder dat enig onderhoud nodig is. De meeste mensen zijn verrast hoe lang deze coatings werkelijk meegaan — veel langer dan men zou verwachten op basis van alleen de oorspronkelijke laagdikte.
Sacrificiële (kathodische) bescherming: De zelfherstellende kracht van zink in gegalvaniseerde staalcoils
Elektrochemisch principe: Zink als anode die de stalen kathode beschermt
Het electrochemische voordeel van zink ligt aan de basis van de lange levensduur van gegalvaniseerde coatings. Zink heeft een standaard elektrodepotentiaal van ongeveer -0,76 volt, terwijl staal op ongeveer +0,44 volt ligt. Vanwege dit verschil fungeert zink als een zogenaamde sacrificiale anode wanneer vocht en verontreinigingen een elektrolytische cel vormen. Als de beschermlaag op enigerlei wijze beschadigd raakt, bijvoorbeeld door snijkanten, krassen of laspunten, dan wordt het blote staal de kathode, terwijl het naburige zink begint te corroderen. Dit natuurlijke elektrische proces voorkomt dat ijzer roestvrijt, waardoor constructies intact blijven, zelfs wanneer delen van de coating ontbreken. Onderzoek dat is gepubliceerd in peer-reviewed tijdschriften toont aan dat deze eigenschappen ervoor kunnen zorgen dat gegalvaniseerd staal twee tot vijf keer langer meegaat dan regulier staal dat aan vergelijkbare weersomstandigheden is blootgesteld.
Weerstand in de praktijk: corrosieweerstand bij snijkanten, krassen en laszones
Kathodische bescherming heeft de opmerkelijke eigenschap dat deze zichzelf kan herstellen wanneer er schade optreedt. Wanneer er sneden of krassen op metalen oppervlakken zijn, begint het naburige zink op natuurlijke wijze te corroderen, waardoor een beschermende laag zinkcarbonaat wordt gevormd die deze defecten daadwerkelijk afdekt. Dit proces wekt ook een zwakke elektrische stroom op die voorkomt dat corrosie zich verder verspreidt. Er gebeurt ook iets bijzonders tijdens lassen. De meeste standaardcoatings worden door de intense hitte beschadigd, maar de zinklaag dringt door in de door de lastemperatuur beïnvloede zone, zodat na het lassen geen extra coating nodig is. Industriële tests over vele jaren hebben aangetoond dat de corrosiesnelheid op beschadigde plaatsen gemiddeld minder dan een halve millimeter per jaar bedraagt. Deze resultaten onderstrepen hoe effectief deze combinatie van barrièrebescherming en sacrificaal effect is, met name in zware omstandigheden waar onderhoud niet altijd mogelijk is.