ocel je nejběžnějším materiálem, který se dnes používá. Ocel má však jednu velkou nevýhodu-vysokou míru koroze. Ochrana ocelových konstrukcí a komponentů má proto velký ekonomický význam.
nejlepší ochrana proti korozi oceli se získává zinkem. Zinkové povlaky na oceli chrání proti korozi dvěma způsoby:
- bariérovým účinkem, tj. zabraňují kyslíku a vlhkosti dosáhnout povrchu oceli.,
- tím, že katodickou ochranu při poškrábání, čipy, hrany atd.
zinek je kov s relativně nízkým galvanickým potenciálem a vysokou tendencí ke korozi. Míra koroze je však ve většině prostředí nízká, protože povrch povlaku je rychle pokryt korozními výrobky, které následně chrání před další korozí.
koroze v atmosféře
když žárově pozinkovaný předmět opouští zinkovou lázeň, povrch předmětu je okamžitě napaden kyslíkem ve vzduchu., Výsledná vrstva oxidu má velmi malou schopnost chránit před korozí. Voda a oxid uhličitý ve vzduchu však rychle mění oxidovou vrstvu na uhličitany zinečnaté. Ty poskytují utěsněnou vrstvu s velmi dobrou přilnavostí. Od uhličitany mají velmi nízkou rozpustnost ve vodě, které poskytují vynikající ochranu povrchu zinkového povlaku. Původní lesklý povrch s kovovým leskem zmizí, aby byl nahrazen matnou, světle šedou barvou (obr.1).
Obr 1., Exponovaný povrch zinkového povlaku s vnější vrstvou čistého zinku. Lesklý povrch zmizí, aby byl nahrazen šedými korozními produkty (někdy nazývanými zinková patina).
Obr. 2. Zabarvený povrch na sloupku osvětlení. Povlak se skládá hlavně ze slitiny železa a zinku, která se rozprostírá na povrch. Železo je vystaveno během koroze, což vede k tvorbě rzi. Je to pouze povrchová rez a má pouze estetický význam.,
venkovní vzduch obsahuje větší či menší množství korozivních prvků-plynů, sazí, vlhkosti (mlha, rosa, déšť, sníh), inertního a agresivního prachu. Úrovně se mohou lišit podle místa a času roku. Sírany a siřičitany zinku jsou ve vodě rozpustné a mají špatnou přilnavost k povrchu zinku. Proto jsou snadno odplaveny deštěm. Čerstvý povrch zinku je pak vystaven působení kyslíku ve vzduchu a cyklus koroze se opakuje. Koroze ve vzduchu obsahujícím oxidy síry je proto větší než v čistém vzduchu., Množství oxidu siřičitého v atmosféře se však v posledních letech drasticky snížilo a následně se snížila i koroze zinku.
v mořském prostředí je koroze zinku ovlivněna obsahem soli ve vzduchu. Mořský vzduch však obsahuje malé množství hořečnatých solí s dobrými pasivačními vlivy. Koroze proto není tak velká, jak by se dalo očekávat. Obsah soli ve vzduchu se rychle snižuje od pobřeží.
koroze zinku je ovlivněna mnoha faktory., To znamená, že nelze poskytnout obecně použitelný vzorec pro míru koroze. Zinkové povlaky se však používají po dlouhou dobu, za široké škály podmínek, k ochraně oceli před korozí. Bylo také provedeno velké množství dlouhodobých testů. Znalost koroze zinku a míry koroze v různých prostředích je proto dobrá. Dnes existují příklady zinkových povlaků, které byly vystaveny více než sto let.
barva korozních produktů se liší podle prostředí, ve kterém jsou vytvořeny., Mořské prostředí poskytují poněkud bělejší korozní produkty ve srovnání s venkovským a městským prostředím. Korozní produkty jsou obvykle nejtmavší v městském prostředí.
koroze v kapalinách
povrch zinku je obecně pokryt ochrannou vrstvou korozních produktů, když je ponořen do kapaliny. Kapaliny však mohou být kyselé nebo alkalické a mohou obsahovat rozpuštěné nebo pevné částice agresivních látek. Důležitá je také teplota a průtok kapaliny., To vše znamená, že ochranná vrstva může mít velmi odlišné složení nebo se nemusí vůbec tvořit.
Elektro-chemická koroze, která hraje podřízenou roli ve vzduchu, má větší význam v kapalinách. Rozsah elektrochemické koroze závisí na elektrické vodivosti kapaliny, která ovlivňuje ochranný vliv zinkové vrstvy na větší nebo menší plochy.
hodnota pH kapaliny má největší význam. Rychlost koroze zinku je obvykle nízká a stabilní v rozmezí pH 5,5—12,5 při teplotách mezi 0 a 20 °C., Koroze mimo tento rozsah je obvykle rychlejší.
tvrdá voda, která obsahuje vápno a hořčík, je méně agresivní než měkká voda. Spolu s oxidem uhličitým tvoří tyto látky na povrchu zinku řídce rozpustné uhličitany, které chrání zinek před další korozí.
měkká voda často napadá zinek, protože nepřítomnost solí znamená, že ochrannou vrstvu nelze vytvořit.
agresivní měkké vody se nacházejí v mnoha řekách a jezerech ve Finsku, Norsku, Švédsku a podobných prostředích.
je-li průtok větší než 0.,5 m / s tvorba ochranné vrstvy na povrchu zinku je inhibována a koroze zrychluje.
teplota vody má velký význam pro rychlost koroze. Nad přibližně 55 °C získávají korozní produkty tvořící vrstvu hrubozrnnou strukturu a ztrácejí přilnavost k povrchu zinku. Snadno se uvolní a vystaví nový, čerstvý zinek pro pokračující a rychlý korozní útok. Rychlost koroze dosahuje maxima při asi 70 °C, poté klesá tak, že při 100 °C je přibližně stejná jako při 50 °C.,
koroze ve vodě je velmi složitá a je silně ovlivněna velmi malými změnami ve složení vody. Je proto obtížné stanovit obecně použitelná pravidla. Informace na obrázku 3 jsou založeny na praktických zkušenostech a poskytují pokyny pro některé různé druhy vody.
Obr. 3. Životnost v různých vodách.,
Vlhkém skladování barvení,
Někdy je bílá, moučnatá a objemné vrstvy tzv. mokré-skladování skvrny, nebo bílé rzi, objeví se na pozinkované povrchy (obr.4). Bílá rez se vytváří na materiálech s nově pozinkovanými, lesklými povrchy a zejména ve štěrbinách mezi těsně zabalenými plechy, úhlovým železem a podobnými materiály. Předběžnou podmínkou je, že materiál je vystaven kondenzaci nebo dešťové vodě v podmínkách, kdy se vlhkost nemůže rychle odpařit., Zinkové povrchy, které již dostaly normální ochrannou vrstvu korozních produktů, jsou zřídka napadeny. Když jsou povlaky zinku vystaveny vzduchu, vytváří se oxid zinečnatý a hydroxid zinečnatý. Pod vlivem oxidu uhličitého ve vzduchu se přeměňují na základní uhličitany zinku. Pokud je přístup vzduchu k povrchu zinku omezen, jako v úzkých štěrbinách, pak oblast dostává nedostatečný oxid uhličitý, aby se mohla vytvořit normální vrstva uhličitanů.
vrstva skvrn za mokra je objemná a porézní a pouze volně připevněná k povrchu zinku., V důsledku toho neexistuje ochrana proti pokračujícímu útoku. Koroze proto může pokračovat tak dlouho, dokud na povrchu zůstane vlhkost. Pokud došlo k skvrnám za mokra, měl by být objekt naskládán, aby povrchy mohly rychle vyschnout. Tím se zastaví útok a při volném přístupu ke vzduchu se vytvoří normální ochranná vrstva. Skvrna za mokra se postupně odmyje a povlak získá vzhled, který je normální pro exponovanou žárově pozinkovanou ocel.,
protože tento bílý korozní produkt je velmi objemný (asi 500krát větší než zinek, ze kterého byl vytvořen), může se zdát vážný. Skvrna za mokra však má často malý nebo žádný význam pro životnost ochrany proti korozi. V případě velmi tenkých povlaků však, např. u galvanicky pokovených předmětů, může mít závažný útok skvrny za mokra význam.
Mokré skladování skvrnu je nejlepší se vyhnout tím, že brání nově pozinkované povrchy přicházející do styku s deštěm nebo kondenzátu během přepravy., Materiály uložené venku by měly být naskládány tak, aby voda mohla snadno odtékat a aby byly všechny povrchy dobře větrané (obr. 5). Malování po galvanizaci poskytuje velmi dobrou ochranu.
koroze v půdě
podmínky koroze v půdě jsou velmi komplikované a rozdíly mohou být Velké mezi různými místy, dokonce i v těsné blízkosti. Půda může obsahovat zvětralé produkty, volné nebo vázané soli, kyseliny a alkálie, směsi organických látek, oxidační nebo redukční houby, mikroorganismy atd., V závislosti na jeho struktuře má půda různé stupně propustnosti pro vzduch a vlhkost. Obvykle je obsah kyslíku menší než ve vzduchu, zatímco obsah oxidu uhličitého je vyšší.
švédské půdy obecně nejsou příliš agresivní. Průměrná koroze zinku se obvykle bere jako 5 µm za rok. Silně agresivní půdy jsou zřídka vidět. V Severní a západní Botnii mohou půdy obsahovat síru. Jsou často černé, ale při vystavení vzduchu se zesvětlují. V těchto půdách je míra koroze zinku velmi vysoká.
jednou z metod stanovení koroze půdy je měření jejího odporu., Pokud nelze určit změnu velikosti půdy, mohou pravidla uvedená na obrázku 6 poskytnout měřítko pokynů. Pokud se však jedná o vystavení kovů půdě, je vhodné vyhledat odbornou radu z vhodně kvalifikovaných zdrojů.
Galvanické korozi
v Případě dvou různých kovů nebo slitin, úplně nebo částečně obklopené elektrolytem, jsou spojeny galvanický článek je vytvořen. Který kov se stává anodou nebo katodou, je určen jejich elektrodovými potenciály v dotyčném elektrolytu. V mořské vodě, která odpovídá většině praktických podmínek, některé kovy a slitiny zaujímají různé pozice v elektrochemické stupnici, znázorněné na obrázku 7.,
Pokud je ocel připojena k mědi nebo mosazi, ocel se stává anodou v buňce a koroduje. Pokud je však ocel spojena s kadmiem, hliníkem, zinkem nebo hořčíkem, stává se katodou a je chráněna proti korozi, zatímco anodový kov je spotřebován. Galvanická koroze se také nazývá bimetalická koroze a používá se k ochraně podvodních konstrukcí před korozí, pokud se nazývá katodická ochrana.
katodická ochrana poskytovaná zinkovými povlaky
v žárově pozinkované oceli jsou zinek a ocel v dobrém elektrickém kontaktu., Pokud je povlak zinku poškozen v přítomnosti elektrolytu, vytvoří se galvanická buňka. Elektrolytem může být kondenzát nebo dešťová voda. Někdy může být celá struktura ponořena do kapaliny. V této buňce se zinek stává anodou nebo rozpouštěcím pólem, exponovaná ocel se stává katodou, a proto je chráněna před korozí.
V počáteční fázi je často možné vidět slabý ust formace na exponované části povrchu oceli, kde povlak byl poškozen, ale po chvíli bělavý-šedé oblasti podobě, která se postupně rozšířila po celé poškozené oblasti., Zinkový povlak koroduje a řídce rozpustné slitiny zinku sestupují na povrch katody, kde chrání ocel před pokračujícím útokem rzi. To se často nazývá „samoléčba“, což je něco špatného, protože zinková vrstva samozřejmě není obnovena.
Vzhledem k katodickou ochranu generované zinek, rez nemůže „tečení“ pod povlak v místě poškození, tak, že to může plížit pod filmy barvy nebo nátěry kovů ušlechtilejší než ocel., Zinkové povlaky na oceli jsou neobvyklé, protože poměrně velká plocha poškození povlaku nezpůsobuje katastrofální ztrátu ochrany proti korozi. Rozsah katodické ochrany závisí na povaze elektrolytu, který vytváří buňku. U konstrukcí v normálním prostředí je obvyklé očekávat ochranný účinek přes několik milimetrů. V mořské vodě však lze očekávat výrazně větší vzdálenosti.
Zinkových povlaků v kontaktu s non-železné kovy
Elektrochemický potenciál měřítku ukazuje, že zinek je méně ušlechtilý než většina běžných kovů. To znamená, že když je zinek připojen k těmto kovům v galvanické buňce, je to zinek, který se stává rozpouštěcím pólem. V zásadě je proto třeba se těmto spojením vyhnout, pokud je to možné. Dobrou metodou je použití izolátoru, jako je plast nebo pryž na kloubu.,
hliník a nerezová ocel lze často připojit přímo k pozinkovanému materiálu ve vzduchu nebo v poměrně suchém prostředí bez znatelné koroze. Ve vodě by však měl být vždy použit izolátor.
slitiny mědi a mědi jsou elektricky aktivnější a často dochází k uvolňování iontů mědi, které se šíří po velkých plochách a způsobují znatelný útok. Z tohoto důvodu by těmto kovům nemělo být nikdy umožněno přijít do styku s pozinkovanou ocelí a měl by být použit izolátor.,
žárově pozinkovaná ocel v kontaktu s maltou, omítkou a dřevem
vlhká Malta a sádrový útok zinek. Útok přestane, když materiál vyschne. Suché nebo mírně vlhké dřevo, impregnované i neimpregnované, lze k dobrému účinku přibít žárově pozinkovanými hřebíky. V případě hřebíků nebo závitových svazků, které jsou neustále vystaveny vodě, je však upřednostňován materiál odolný vůči kyselinám. Jiné suché stavební materiály, jako je minerální vlna, neútočí na zinek.,
Balení a dopravu z pozinkované oceli
I když žárově pozinkovaný povlak je schopen odolávat poměrně hrubé zacházení by mělo být nakládáno s péčí během skladování a přepravy. V případě dlouhého zboží jednoduché balení a vázání do svazků nejen chrání před mechanickým poškozením, ale často usnadňuje samotnou přepravu. Balení a vázání by však mělo být provedeno tak,aby se zabránilo riziku namáhání za mokra. K prevenci takových útoků by měly být použity rozpěrky.