Mi az acél galvanizálásának folyamata?

A horganyzás az a folyamat, amikor az acélra horganyvédő bevonatot visznek fel a korrózió megelőzésére. A legelterjedtebb ipari módszer a folyamatos tűzihorganyzás, amelynek során az acélszalagokat vagy a kész alkatrészeket megtisztítják, folyasztószerrel megolvadt cinkbe merítik, így a felületen kohászatilag kötött cinkréteg képződik. Mivel a cink elsősorban az acélhoz korrodál, a bevonat gátként és védőanódként is védi az alapfémet. Ez a cikk lépésről lépésre ismerteti a folyamatot, a nemzetközi kereskedelemben használt bevonatmegnevezéseket, valamint az élettartamot meghatározó tényezőket.

Miért horganyozzuk az acélt?

A csupasz acél rozsdásodik, amikor a nedvesség és az oxigén eléri a felületét. A cinkbevonat kétféleképpen szakítja meg ezt a folyamatot:

Gátvédelem: a sűrű cinkréteg fizikailag elválasztja az acélt a légkörtől.

Áldozatos (katódos) védelem: a karcolásoknál és a vágott éleknél, ahol az acél ki van téve, a cink jobban korrodál, mint az acél, így a kitett terület védett marad mindaddig, amíg cink van a közelben.

Ez a kettős mechanizmus teszi a horganyzást a szerkezeti acélok egyik legköltséghatékonyabb-korrózióvédelmi rendszerévé, jellemzően karbantartás--mentes élettartammal évtizedekben mérve a legtöbb légköri környezetben.

A forró-mártogatós galvanizálási folyamat lépésről lépésre

1. Felület előkészítés

A cinkbevonat minősége szinte teljes mértékben a felület tisztaságától függ. Az acél először lúgos zsíroldó fürdőn halad át az olajok, zsírok és húzóanyagok eltávolítására, majd hígított sósavban vagy kénsavban történő pácoláson keresztül eltávolítja az őrleményt és a rozsdát. Minden kémiai fázis után a csíkot vízzel leöblítik.

2. Fluxing

Merítés előtt az acélt folyasztószerrel, jellemzően cink-ammónium-klorid oldattal vonják be. A fluxus megakadályozza a tisztított felület oxidációját a pácolás és a bemártás között, és elősegíti az acél nedvesedését az olvadt cink által.

3. Hot{1}}Dip bevonat

Az előkészített acélt olvadt cinkfürdőbe merítjük, amelyet körülbelül 450 °C-on (körülbelül 840 °F-on) tartanak. A vas és a cink reakcióba lép a határfelületen, és egy sor cink-intermetallikus vasötvözet réteget képez, amelyeket egy viszonylag tiszta cinkréteg fed le. Ez a kohászati ​​kötés különbözteti meg a tűzihorganyzást a festéktől vagy más felületi bevonatoktól.

4. A bevonat súlyának visszavonása és ellenőrzése

Ahogy a csík elhagyja a fürdőt, a gázkések (levegő- vagy nitrogéntörlők) eltávolítják a felesleges cinket a felületről, és pontosan szabályozzák a végső bevonat vastagságát. A bevonatot ezután lehűtik, és a lemeztermékek esetében fényáteresztést vagy más befejező kezelést kaphat.

5. Ellenőrzés

A bevonat tömegét a minta lemérésével ellenőrizzük a cinkréteg feloldása előtt és után (a hármas-foltteszt), a bevonat adhézióját pedig hajlítási tesztekkel. A folyamatos gyártósorok online mérők segítségével figyelik a bevonat vastagságát.

A bevonat tömegei és megnevezései az ASTM A653/A653M szerint

A horganyzott lemeztermékek leírása nem nemesfém minőséggel és bevonatmegjelöléssel történik. Az ASTM A653/A653M, a melegbemerítési eljárással horganyzott-acéllemezek standard specifikációja, meghatározza a bevonatmegjelöléseket, amelyek megadják a bevonat minimális össztömegét mindkét felületen.

G-60: A bevonat minimális össztömege 0,60 oz/ft² (körülbelül 183 g/m²) mindkét oldalon együtt, ami jellemzően körülbelül 0,40 mil (10 µm) bevonatvastagságnak felel meg oldalanként.

G-90: a bevonat minimális össztömege 0,90 oz/ft² (körülbelül 275 g/m²), oldalanként nagyjából 0,60 mil (15 µm).

A G-110, G-140, G-165 és G-185 fokozatosan nehezebb bevonatokat jelöl a korrozívabb környezetekhez.

Metrikus értelemben a közös jelölések a Z180, Z275 és Z350, ahol a szám a teljes bevonat tömege g/m²-ben. Ugyanaz a fizikai bevonat bármelyik rendszerben rendelhető; Az ASTM A653/A653M a hüvelyk-fontos jelölések irányadó szabványa, míg az ISO 1461 a vas- és acéltermékek tűzihorganyzott bevonatait, a GB/T 2518 pedig a folyamatos tűzihink{11}acéllemezeket szabályozza Kínában.

Egyéb galvanizálási módszerek

A lemezek és szalagok folyamatos meleg{0}}bevonása mellett számos kapcsolódó eljárást alkalmaznak:

Szakaszos (általános) tűzi{0}}horganyzás az ISO 1461 szerint: az előállított szerkezeteket, például az erőátviteli tornyokat és a kapaszkodókat megtisztítják, folyósítják és olvadt cinkbe mártják.

Elektrogalvanizálás: a cink elektrolitikusan leválasztva vékonyabb, simább bevonatot ad, amelyet főként az autókarosszéria panelekhez használnak, ahol fontos a festék tapadása.

Cink termikus permetezés: az olvadt vagy porított cinket olyan nagyméretű szerkezetekre permetezzük, amelyek nem meríthetők.

Sherarding: a kis alkatrészeket magas hőmérsékleten cinkporral keverik szét, hogy diffúziós bevonatot képezzenek.

Élettartam és korrózióvédelem

A horganyzott bevonat élettartama a bevonat vastagságától és a környezet korrozivitásától függ. Gyakorlati szabályként a cink nagyjából évi 1 µm-rel korrodál enyhe vidéki környezetben, és gyorsabban ipari vagy tengeri környezetben. A G-90 bevonat ezért több évtizedes védelmet nyújt a legtöbb belvízi alkalmazásban. A korróziós sebességre vonatkozó adatokat az ISO 9223 és a kapcsolódó szabványok teszik közzé, amelyek osztályozzák az atmoszférikus korrozivitást, és lehetővé teszik a mérnökök számára a bevonat tömegének kiválasztását a tervezési élettartamhoz.

Közös alkalmazások

A horganyzott acélt mindenhol használják, ahol hosszú élettartamra és alacsony karbantartási igényre van szükség: épületvázak, tető- és falburkolatok, erőátviteli tornyok és közműoszlopok, autópálya védőkorlátok, mezőgazdasági épületek, HVAC csatornák, elektromos szekrények és transzformátor tartályok. Az elektromos iparban a transzformátorolaj-tartályokat gyakran horganyzott vagy más módon korrózióvédett-acélból készítik, hogy túléljék a kültéri használatot.

GYIK

Mi a különbség a G-60 és a G-90 bevonat között?

Mindkét jelölés az ASTM A653/A653M szabványban a bevonat minimális össztömegeként van meghatározva mindkét felületen. A G-90 (0,90 oz/ft², körülbelül 275 g/m²) nagyjából 50%-kal nehezebb, mint a G-60 (0,60 oz/ft², körülbelül 183 g/m²), és arányosan hosszabb élettartamot biztosít ugyanabban a környezetben.

A horganyzás megvédi a vágott éleket és a karcolásokat?

Igen. Mivel a cink anódos az acélhoz képest, a szabaddá vált acélt a vágott éleknél és a karcolásoktól a környező cinkbevonat áldozatosan védi. Ez az öngyógyító tulajdonság kulcsfontosságú előnye a festékrendszerekkel szemben.

Miért kell az acélt megtisztítani merítés előtt?

A cink nem nedvesíti az olajos vagy pikkelyes acélt. A zsírtalanítás, a pácolás és a folyósítás vegyileg tiszta, oxid-mentes felületet biztosít, így az olvadt cink reakcióba léphet az acéllal, és folyamatos kohászati ​​kötést képezhet.

Milyen hőmérsékletű az olvadt cinkfürdő?

A folyamatos meleg{0}}merítési vonalak körülbelül 450 fokban működnek. A magasabb hőmérséklet felgyorsítja a törékeny cink-vasötvözet rétegek képződését, így a fürdő hőmérsékletét szűk ablakon belül szabályozzák.

A horganyzott acél festhető?

Igen, megfelelő felület-előkészítéssel, például tisztítással és megfelelő alapozóval. A duplex galvanizálási és festési rendszer sokkal hosszabb élettartamot biztosít, mint bármelyik rendszer önmagában, és széles körben használják a jól látható szerkezetekhez.

Hogyan válasszam ki a megfelelő bevonat tömegét?

Válassza ki a bevonat tömegét a beépítési hely korróziós kategóriájából (ISO 9223) és a kívánt tervezési élettartamot. A nehezebb bevonatokat, mint például a G-140 vagy G-185 tengeri és ipari környezetre írják elő, míg a G-60 vagy G-90 a legtöbb beltéri és vidéki alkalmazást lefedi.