EN
Cum creează procesul de galvanizare un strat durabil de zinc pe bobina de oțel
Galvanizare prin scufundare: imersie, legătură metalurgică și formare uniformă a stratului de zinc
Când o bobină de oțel trece prin galvanizare cu scufundare în baie de zinc topit, devine rezistentă la coroziune după ce este cufundată în zinc topit la aproximativ 450 de grade Celsius. Ceea ce se întâmplă aici este diferit față de simpla aplicare a unui strat de vopsea sau altceva similar. În schimb, se formează straturi intermetalice speciale compuse din zinc și fier sub un strat superficial de zinc pur. Reacția chimică creează un model cristalin unic care se atașează efectiv de oțel la nivel atomic. Datorită acestei legături puternice, stratul de acoperire rămâne intact chiar dacă metalul este îndoit, amprentat sau expus la temperaturi extreme, fără să se desprindă așa cum s-ar putea întâmpla cu alte tipuri de acoperiri.
Pașii principali includ curățarea cu acid pentru eliminarea calaminii și a oxizilor, aplicarea fluxului pentru prevenirea oxidării premature, imersia controlată pentru o acoperire completă și răcirea cu aer sau apă pentru solidificarea stratului. Spre deosebire de vopsele sau straturile polimerice, această integrare la nivel atomic asigură continuitatea pe margini, orificii și geometrii complexe.
Principalele variabile ale procesului care afectează grosimea și aderența stratului în producția de coil din oțel galvanizat
Performanța stratului depinde de controlul precis al trei variabile interdependente:
- Durata imersiunii : O perioadă mai lungă de imersie crește dezvoltarea aliajului zinc-fier, dar poate compromite ductilitatea dacă este excesivă; timpul optim echilibrează dezvoltarea metalurgică cu flexibilitatea produsului final.
- Viteză de retragere : Reglementează scurgerea zincului și uniformitatea grosimii stratului — o viteză prea mare provoacă zone subțiri; una prea lentă duce la acumulări neuniforme și picurări.
- Rată de răcire : Răcirea cu apă blochează o microstructură fină pentru o duritate crescută; răcirea cu aer permite o cristalizare mai lentă, îmbunătățind formabilitatea în aplicațiile de ambutisaj profund.
Menținerea temperaturii băii în ±5 °C este esențială pentru formarea constantă a stratului de aliaj și pentru o greutate previzibilă a acoperirii. Inspecțiile standard din industrie verifică masa finală a acoperirii, de obicei 50-300 g/m2, în conformitate cu cerințele de utilizare finală, cum ar fi expunerea în aer liber, utilizarea în interior sau încadrarea structurală.
Protecţia barierei: Cum protejează zincul de elemente corozive bobina de oţel galvanizată
Izolarea fizică a substratului de oțel de umiditate, oxigen și săruri
Acoperirile de zinc formează o barieră solidă care menține oțelul departe de factori precum umiditatea, oxigenul, CO2 și ionii de clorură. Ceea ce le face să funcționeze atât de bine este modul în care se leagă la nivel metalic, acoperind fiecare colțișor, inclusiv marginile ascuțite dificil de accesat și neregularitățile minore ale suprafeței unde ar putea începe coroziunea. Aceasta înseamnă că nu există mici spații libere unde să aibă loc reacții chimice. În special în zonele cu multă umiditate sau în apropierea coastei, acest tip de protecție oprește fierul să se deterioreze prin ceea ce se numește dizolvare anodică, care este esențial ceea ce provoacă ruginirea. Partea bună este că această protecție începe să funcționeze imediat, fără a necesita vreo activare specială.
Pelicula de carbonat de zinc: pasivare naturală care îmbunătățește performanța pe termen lung a barierei
Atunci când este expus la aer în timp, zincul trece printr-un proces natural de pasivare. Metalul reacționează cu dioxidul de carbon și umiditatea din atmosferă pentru a crea un strat stabil, rezistent la apă, de patină de carbonat de zinc, care are formula chimică Zn5(CO3)2(OH)6. Ce se întâmplă în continuare este destul de interesant: acest strat protector reduce de fapt ratele de coroziune cu aproximativ jumătate în comparație cu suprafețele galvanizate noi. Iar iată ceva interesant despre el: patina poate repara singură zgârieturile mici, pe măsură ce se depune mai mult carbonat în zonele deteriorate. Pentru clădirile situate în medii tipice urbane sau rurale, această combinație dintre protecția materialului de bază și patina care se dezvoltă oferă o apărare solidă împotriva degradării timp de mulți ani, fără a necesita niciun fel de lucrări de întreținere. Majoritatea oamenilor sunt surprinși de durata atât de lungă a acestor straturi protectoare — mult mai lungă decât s-ar putea crede doar pe baza grosimii inițiale a stratului.
Protecție Sacrificială (Catodică): Puterea de Autoregenerare a Zincului în Coil de Oțel Galvanizat
Principiul Electrochimic: Zincul ca Anod care Protejează Catodul de Oțel
Avantajul electrochimic al zincului stă la baza durabilității acoperirilor zincate. Zincul are un potențial electric standard de aproximativ -0,76 volți, în timp ce oțelul se situează la aproximativ +0,44 volți. Din cauza acestei diferențe, zincul acționează ca o anodă sacrificială atunci când umiditatea și contaminanții creează o celulă electrolitică. Dacă stratul protector este deteriorat în vreun fel, de exemplu prin tăieturi, zgârieturi sau puncte de sudură, atunci oțelul expus devine catod, în timp ce zincul din apropiere începe să se corodeze în loc. Acest proces electric natural oprește ruginirea fierului, menținând integritatea structurilor chiar și atunci când părți din acoperire lipsesc. Cercetări publicate în reviste specializate cu evaluare colegială arată că aceste proprietăți pot face ca oțelul zincat să dureze între două și cinci ori mai mult decât oțelul obișnuit expus unor condiții meteorologice similare.
Rezistență în practică: rezistență la coroziune la marginile tăiate, zgârieturi și zonele de sudură
Protecția catodică are această capacitate uimitoare de a se autovindeca atunci când apare un deteriorare. Atunci când există tăieturi sau zgârieturi pe suprafețele metalice, zincul din apropiere începe în mod natural să se corodeze, formând un strat protector de carbonat de zinc care de fapt etanșează acele defecte. Acest proces creează, de asemenea, un curent electric mic care ajută la oprirea extinderii coroziunii. Se întâmplă ceva special și în timpul sudurii. Majoritatea acoperirilor obișnuite sunt distruse de căldura intensă, dar stratul de zinc reușește să pătrundă în zona afectată de căldura sudurii, astfel încât nu este nevoie de o acoperire suplimentară după finalizarea lucrării. Testele din industrie efectuate de-a lungul multor ani au măsurat rate ale coroziunii în punctele deteriorate, în medie sub jumătate de milimetru pe an. Aceste rezultate confirmă cu adevărat eficacitatea combinației dintre protecția prin barieră și acțiunea de sacrificiu, mai ales acolo unde condițiile sunt dificile și întreținerea nu este întotdeauna posibilă.