EN
Zinkovaná oceľová cievka – odolnosť voči korózii: mechanizmy a štandardy
Zinok ako dvojúčinná ochranná vrstva: bariérová a obetovateľná funkcia
Oceľové cievky pozinkované zinkom odolávajú korózii dvoma hlavnými spôsobmi. Prvá ochrana je vlastne dosť priamočiara. Zinok vytvára hrubú vrstvu, ktorá sa nachádza priamo na povrchu ocele a bráni vniknutiu vody, vzduchu a rôznych iných škodlivých látok prítomných v atmosfére. Existuje však aj ďalší trik. Ak sa niečím poškrabie zinková vrstva – čo sa samozrejme občas stane – zinok stále chráni materiál pod ňou. Toto funguje preto, lebo zinok má odlišné chemické vlastnosti než oceľ. Namiesto toho, aby umožnil oceli hrdzaviť sa, zinok vlastne za ňu „ponesie úder“. Ak sa nad tým zamyslíte, je to dosť chytrý postup. Priemyselné testy organizácie NACE International z minulého roku ukázali, že tieto dve metódy ochrany spôsobujú, že pozinkovaná oceľ vydrží výrazne dlhšie ako bežné povlaky. Výrobky používajúce tento materiál uvádzajú, že ich zariadenia zostávajú v dobrej prevádzkovej kondícii asi o 40 až 50 percent dlhšie pred tým, než je potrebná ich výmena, čo v dlhodobom horizonte znamená úsporu nákladov.
Dodržiavanie noriem ASTM A653/A924: Hmotnosť povlaku, hrúbka a výkonnostné referenčné hodnoty pre pozinkovaný oceľový kotúč
Normy ASTM A653 a A924 stanovujú povinné kvalitatívne referenčné hodnoty pre pozinkovaný oceľový kotúč a definujú minimálnu hmotnosť zinkového povlaku – vyjadrenú v unciiach na štvorcový stopa (oz/ft²) alebo gramoch na meter štvorcový (g/m²) – ktorá priamo ovplyvňuje odolnosť voči korózii a životnosť:
| Označenie povlaku | Minimálna hmotnosť zinku | Ekvivalentná hrúbka | Očakávaná životnosť |
|---|---|---|---|
| G90 (ASTM A653) | 0,90 oz/ft² | ~20 µm | 15–20 rokov (vidiecky prostredie) |
| Trieda 55 (ASTM A924) | — | ≥45 µm | 25+ rokov (pobrežné prostredie) |
Cievky spĺňajúce požiadavky na hrúbku triedy 55 vykazujú podľa polních údajov American Galvanizers Association po dve desaťročia v pobrežných inštaláciách o 30 % menej červenej hrdze. Obe normy tiež vyžadujú odolnosť voči soľnému oparu najmenej 1 000 hodín bez korózie základného kovu – čím sa potvrdzuje výkon za zrýchlených korozívnych podmienok.
Skutočná trvanlivosť pozinkovanej oceľovej cievky v rôznych prostrediach vystavenia
Priemyselné vs. pobrežné vs. vidiecke prostredie: porovnanie rýchlostí degradácie a predikcie životnosti
Ako dobre materiály vykonávajú, závisí skutočne od miesta, kde sú inštalované. Vezmime si napríklad pobrežné oblasti. Soľný vzduch zmiešaný s trvalou vlhkosťou v týchto oblastiach rozrušuje zinkové povlaky oveľa rýchlejšie ako v typických vidieckych lokalitách. Niektoré štúdie ukazujú, že rýchlosť korózie v pobrežných oblastiach môže byť až trojnásobne vyššia. Priemyselné závody a priemyselné oblasti predstavujú úplne iné výzvy. Tieto miesta uvoľňujú rôzne kyslé látky, vrátane oxidu sírového, ktoré postupne poškodzujú povrchy v priebehu času. Naopak v vidieckych oblastiach, kde sa v okolitom vzduchu nenachádza toľko soli ani znečistení, materiály zvyčajne vydržia dlhšie bez prejavov opotrebovania. Pri posudzovaní doby, počas ktorej niečo vydrží pred potrebnou výmenou, prichádzajú do úvahy dva hlavné faktory: hrúbka povlaku a druh prostredia, s ktorým sa daný materiál denne stretáva.
- Priobalné : 15–25 rokov (vyžaduje ≥45 µm zinku)
- Průmyslový : 25–40 rokov
- Vidiek : 50+ rokov
Namerané rýchlosti straty zinku odrážajú tento gradient: až 7,5 µm/rok v morských prostrediach oproti len 1,2 µm/rok vo vnútrozemí. Presná klasifikácia prostredia počas špecifikácie je nevyhnutná, aby sa predišlo predčasnému zlyhaniu.
Dlhodobá validácia: 25-ročné údaje z reálneho prevádzkovania podľa štandardu ASTM C1658 pre mostné dosky
Dlhodobý výkon v praxi ukazuje, aká spoľahlivá je galvanizovaná oceľová páska pri použití v náročných infraštruktúrnych projektoch. Vezmime si napríklad mostné dosky. Tieto boli testované v súlade so štandardmi ASTM C1658 práve v tých mimoriadne korozívnych pobrežných oblastiach, kde sa morská voda neustále útočí na materiály. Po celých dvadsiatich piatich rokoch vystavenia morskej tryske a zimným chemikáliám na odmäzovanie ciest sa u týchto konštrukcií zaznamenala stratou kovu menej ako pol milimetra. To je pomerne impresívne, ak vezmeme do úvahy, čo všetko prešli! Počas tohto celého obdobia sa tiež úplne zachovala ich štrukturálna celistvosť. Ešte lepšie je, že rýchlosť, akou prebiehala korózia, sa znížila takmer o deväťdesiat percent v porovnaní s bežnou oceľou bez akéhokoľvek ochranného povlaku. Všetky tieto dôkazy z reálneho prostredia jasne smerujú k jednej veci: dodržiavanie pokynov ASTM A653 týkajúcich sa hrúbky povlaku rozhoduje o tom, či budovy a mosty vydržia desiatky rokov dlhšie presne tam, kde potrebujeme, aby stáli pevne.
Kritické režimy porúch a najlepšie postupy pri inštalácii pozinkovanej oceľovej cievky
Riziká galvanickej korózie: nehrdzavejúce spojovacie prvky, kontakt s hliníkom a stratégie na jej zmiernenie
Kontakt s nesúrodými kovmi – najmä s nehrdzavejúcimi spojovacími prvkami alebo hliníkovými komponentmi – spôsobuje galvanickú koróziu, ktorá zrýchľuje spotrebu zinku. V takýchto spojoch sa zinok stáva anódou a rýchlo koroduje, aby chránil viac „šľachtenejší“ katódu. Podľa ASTM G82 sa v prípadoch bez opatrení môžu rýchlosti korózie zvýšiť až desaťnásobne. Účinné opatrenia zahŕňajú:
- Elektrické izolovanie kovov pomocou nevodivých tesniacich podložiek alebo podložiek
- Tesnenie spojov vlhkosťou odolnými tesniacimi hmotami, aby sa prerušili cesty pre elektrolyt
- Určenie zinkovo pozinkovaných spojovacích prvkov zhodných s triedou pozinkovania cievky
Tieto opatrenia zachovávajú celistvosť povlaku a zabraňujú lokálnym poruchám v zostavách s rôznymi kovmi.
Prahy celistvosti povlaku: prečo je pre stredne až prísne prostredie nevyhnutná hrúbka zinku ≥ 45 µm
Minimálna zinková vrstva hrubky 45 µm nie je len odporúčaná – je funkčne nevyhnutná pre spoľahlivý výkon v pobrežných alebo priemyselných prostrediach. Tento limit zabezpečuje:
- Úplné pokrytie podkladu počas valcovania a spracovania
- Dostatočnú obetovateľnú rezervu na uzatváranie rýp a odolnosť voči korózii cez pinhole (bodové otvory)
- Dodržanie štandardu ASTM A123/A123M pre konštrukčné aplikácie
Pri hrúbke nižšej ako 45 µm môže dôjsť k vyčerpaniu zinkovej vrstvy a odhaleniu čistej ocele už po 5–7 rokoch za prísnych podmienok; zhodné povlaky spoľahlivo prekračujú 25-ročnú životnosť. Tenšie vrstvy sú ohrozené predčasným rozpadom spôsobeným opotrebovaním, tenšením na hranách alebo nejednotným pokrytím – čím sa kompromitujú aj bariérová, aj obetovateľná funkcia.