EN
Цинктелген болат шыбықтардың үш қабатты коррозияға төзімділігі
Қорғаныс қабаты: цинк су мен оттегіден қорғайтын қалқан
Цинкпен қапталған болат шыбықтар тиімді, себебі цинк элементтік қасиетке ие. Цинк — бұл қатты кедергі және коррозияға әкелетін ылғалға, оттегіге және лас ауа қоспаларына қарсы тиімді кедергі ретінде қызмет етеді. Дәстүрлі бояулар мен қорғаныс қабаттары тұрақсыз болып келеді және тек беттердің үстіне орналасады, сондықтан уақыт өте келе олар сызылады немесе түсіп қалады. Ал ыстық батырма әдісімен цинкпен қапталған болат басқаша. Бұл процесте цинк субстратпен молекулалық деңгейде металлургиялық түрде байланысады. Бұл сонымен қатар әрбір ашық беттің, соның ішінде қырлар, бұрыштар және күрделі геометриялық пішіндегі шыбықтар сияқты коррозияға ұшырайтын аймақтардың да цинкпен қапталғанын білдіреді.
Құрбан етілетін (катодтық) қорғаныс: Цинк қалай болатты сақтау үшін өзін құрбан етеді
Коррозиядан болған зақымдан басқа, металдың беті де сызықтар мен тұрақты күштің әсерінен зақымданып, астындағы болатты ашып тастай алады. Мұндай жағдайларда цинк гальваникалық электрохимиялық элементте құрбан болатын анод және тотықтырғыш агент ретінде әрекет етеді. Цинктің анодтық элементі алдымен тотығады, яғни цинк болаттан бұрын корродацияға ұшырайды және коррозияны қаптайды, сондықтан қызғылт қоңыр түсті шіріген (тот) таралмайды; бұл қаптау коррозиясы элементі деп те аталады. Кейбір орталарда коррозиялық элемент қабыршақтанып, корродацияға ұшырайды, нәтижесінде элемент пен цинк босап шығып, қаптау коррозиясы элементінің модульдік электрлік өңделуіне әкеледі. Қорғаныс қабаттары бұзылады және коррозия элементті болаттан бұрын қабыршақтанып, корродацияға ұшырайды. Бұл қорғаныс қабаттары элементті және импульстерді қабыршақтандырып, корродацияға ұшыратады дегенді білдіреді. Негізінен, тотықтырғыш болат қабыршақтанып, корродацияға ұшырайды, ал қаптау коррозиясы элементі қабыршақтанып, корродацияға ұшырайды — бұл құбылыс hzd өнімдерінің қызмет көрсету мерзімін 10–100 есе арттырады. Сондықтан коррозиялық элемент қабыршақтанып, корродацияға ұшырайды, ал тотықтырғыш болат қаптау коррозиясы элементін қабыршақтандырып, корродацияға ұшырайды.
Өзін-өзі түзететін патина: Табиғатта цинк карбонатының түзілуі
Ұзақ уақыт бойы цинк ауадағы ылғал мен көмір қышқылы газымен бавасып, цинк карбонатын түзеді. Уақыт өте келе цинк карбонатында қызықты өзгерістер болады. Алдымен цинк бетінде цинк карбонатының қабаты пайда болады. Бұл қабат тек көрінетін ғана емес, сонымен қатар «өзін-өзі түзету» қабілетіне ие. Егер осы қабатқа сызік немесе басқа зақымдану түссе, қабат өзін-өзі түзетіп, сызікті толтырады, сондықтан зақымданудан қорғау қабілеті артады. Қорғаныс қабілеті азаяды, керісінше цинк қорғаныс қабатымен нығаяды. Жағалау аймақтарында цинк теңіз тұзының шашырауына қарсы жақсы көрсеткіш береді. Алайда, цинк өнеркәсіптік жағалауларда тіпті одан да жақсы жұмыс істейді. Осы жоғарылаған тиімділік қорғаныс қабатының түзілуін жақсартатын күкірт диоксиді сияқты өнеркәсіптік ластанулардың көбеюіне байланысты. Цинк бұл жағынан ерекше металл: уақыт өте келе оның коррозияға төзімділігі азаяды емес, керісінше артады — бұл басқа барлық металдар үшін керісінше болады. Цинк осы жағынан ерекше металл.
Темірдің ыстық балқытылған цинкпен қапталуы: Сенімді болат шыбықтар
Қыздырылған цинкпен қаптау процесі арқылы әдеттегі болат сенімді және берік, коррозияға төзімді болатқа айналады. Бұл — тек қана қабықша қоюдан асады, дәлме-дәл металлургиялық бірігу процесі. Процесс сенімділігін қамтамасыз ету үшін төрт саты жақын бақылауға алынады.
Бетті дайындау сатысында гальванизацияның адгезиясы мен сапасына әсер етуі мүмкін барлық потенциалды ластандырғыштар жойылады, осылайша бет май мен қабыршақтан тазартылады. Болат майдан тазартылады, қышқылмен өңделеді және флюсқа салынады, нәтижесінде ол ластандырғыштардан тазартылады; сонымен қатар көптеген дайындау процестері бетті электролиздің жоғары деңгейіне ұшыратады, сондықтан ластандырғыштар тек ғана жойылмайды, сонымен қатар нейтралданады.
Барлық тазартылған болат 450 °C температурадағы балқытылған цинкке батырылады, бұл диффузиялық реакцияны тудырады. Осының нәтижесінде болатқа бекітілетін бірнеше аралас цинк/темір қоспалы қабаттар түзіледі.
Болат цинк ваннасынан шығарылғаннан кейін оның артық цинкін төгіп тастауға мүмкіндік беріледі және болат бетінде таза цинктің бірнеше қабаты пайда болған кезде цинк қатаяды. Бұл — гальваникалық өңдеу процесінің соңғы сатысы және оны «Бақыланатын шығару» деп атайды.
Соңында, гальваникалық өңдеу процесінің бірнеше сапасы жоғары сапалы гальваникалық өңдеу жасалғанын қамтамасыз ету үшін ASTM A123 стандарттарына сай келуі тиіс. Бұл гальваникалық өңдеу процестері мүмкіндігінше ең жоғары стандарттарға сай орындалатынын қамтамасыз етеді.
Мұнда екі түрлі қорғаныс бір уақытта жұмыс істейді. Біріншіден, зақымдануға қарсы физикалық кедергі бар, ал оның үстінде электрхимиялық қорғаныс — яғни материалдар белгілі бір дәрежеде өз массаларының бір бөлігін қорғануға нақты қажетті компоненттерді қорғау үшін шартты түрде құрбан етеді. Цинктелген болат шыбықтар күнделікті пайдалану кезінде зақымданады — оларды ашу мен жабу кезінде пайдаланушылар оларға жанасады, сонымен қатар шыбықтар кез келген ауа-райына төзуге тиіс. Шыбықтар компоненттерінің металлургиялық байланысуы олардың сызғышқа төзімділігін, соққыға төзімділігін арттырады және олардың конструкциялық бүтіндігін жақсы сақтауына мүмкіндік береді. Егер бұл шыбықтар өздігінен жазылатын цинк карбонаты қабығымен және цинктелген болатпен бірге қолданылса, онда шыбықтар ондаған жылдар бойы шірігенсіз қалады, тіпті ылғалды, теңіз суы бар және өндірістік жағдайларда да.
Цинк қабығының сорттары (G40, G60, G90): Цинктелген болат шыбықтарды орташа жағдайларға сайлау
Цинктелген болат шыбықтар әрбір квадрат фут бетіне қанша цинк жағылғанына байланысты коррозияға қарсы қорғаныс ұсынады. АҚШ-тағы ASTM A653 стандартында G40, G60, G90 және т.б. — бұл металдың әрбір жағына қанша цинк қабаты жағылғанын көрсететін дәрежелер. Дәреже әрбір рет артқан сайын цинк қабаты одан да қалыңдайды, ол өнімнің құрылымдық бұзылуы немесе коррозия пайда болғанға дейінгі қызмет ету мерзімін ұзартады. Бұл әсіресе қиын жағдайларда немесе өндірістік ортада, онда металдың беті тұрақты түрде тұз ауасы, ластану немесе ылғал әсеріне ұшырайды. Сағатты аймақтардағы құрылыс орындары G90 цинктелген болаттың қажеттілігін түсінеді, себебі қосымша шығындар ұзақ мерзімді тұрғыдан алғанда төмендетілген ұстау және ауыстыру шығындары арқылы оправданады.
Ылғалды, саяжайлы және жоғары тұздылықты орталардағы әртүрлі дәрежелердің тұрақтылығы
Жоғары тұздылықты ауа болуы электрхимиялық коррозияны жеделдетеді, сондықтан бұл агрессивті қоршаған орта жағдайларында төзімділігі жоғары (қалың) цинк қабаттары қажет. Мысалы, G90 қабаты — әрбір жағында шаршы футына 0,90 унция (шамамен 25–30 мкм) цинк қабатымен жасалған, ал бұл G60 қабатынан — шаршы футына 0,60 унция (шамамен 15–20 мкм) цинк қабатымен — қорғаныс деңгейі жоғарырақ. Көптеген алаңдық сынақтар G90 қабатының коррозиялық орталарда G60-қа қарағанда қызмет көрсету мерзімі шамамен 50% ұзағырақ екенін растайды. Бұл коррозия жылдамдығына байланысты G90 қабаты көбінесе теңіз жағалауларындағы қолданыстар үшін ең төменгі талап етілетін дәреже ретінде қабылданады, ал G60 қабаты теңіз шашырауына ұшырамайтын ішкі аймақтарда немесе тұрақты бақыланатын ішкі орталарда қолдануға жарамды.
Қоршаған орта: Ең төменгі ұсынылатын дәреже: Цинк қалыңдығы (мкм) (әрбір жағында) — Күтілетін қызмет көрсету мерзімі
Теңіз жағалауы/жоғары тұздылық: G90: ≥ 25 мкм: 20+ жыл
Ішкі аймақтар/Орташа: G60: 15 – 20 мкм: 10 – 15 жыл
*Қызмет көрсету мерзімі — типтік тәжірибелік әсерді көрсетеді; нақты қызмет көрсету қолданыс, қорғалу жағдайы мен микроклиматқа байланысты.
Венециялық шыбықтарда қолданылатын болаттың гальванизациясында цинк қорғаныс қабаты ретінде және темірдің коррозиядан және шіруден қорғайтын өзін-өзі қалпына келтіретін патина ретінде әрекет етеді.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Венециялық шыбықтарда қолданылатын болаттың гальванизация процесінде цинк қандай рөл атқарады?
Цинк қорғаныс қабаты ретінде және темірдің коррозиядан және шіруден қорғайтын өзін-өзі қалпына келтіретін патина ретінде әрекет етеді.
Цинк туралы айтылған «құрбан етілетін қорғаныс» деген не?
Цинк құрбан етілетін анод ретінде қызмет етеді, яғни ол алдымен коррозияға ұшырайды және сондықтан ашық болған болатта шірігенің таралуын болдырмауға көмектеседі.
Неге теңіз жағалауындағы аймақтарда G90 цинк қаптамасы ұсынылады?
G90 сыныбындағы цинк қаптамасы қалыңырақ болғандықтан, тұзды су ортасында жақсартылған қорғаныс пен ұзақ мерзімділік қамтамасыз етеді.
Венециялық болат шыбықтарында қолданылатын гальваникалау процесі қандай?
Гальваникалау процесі — бұл болатты балқытылған цинкке батыру арқылы цинкпен қаптау болып табылатын ыстық-батыру гальваникалауы, нәтижесінде берік цинк-темір қоспалы қабаттар түзіледі.
Цинк карбонаттары гальванизацияланған болат шыбықтарға қандай қорғаныс қасиеттерін береді?
Цинк карбонаттары гальванизацияланған болат пен қорғаныс қабаттарын қаптап, өзін-өзі жаңартатын қорғаныс қамтамасыз етеді.