acél a leggyakoribb anyag a mai használatban. Az acélnak azonban van egy nagy hátránya-magas korróziós sebessége. Az acélszerkezetek és-alkatrészek védelme ezért nagy gazdasági jelentőséggel bír.
az acél legjobb korrózióvédelme cinkkel történik. Az acél cink bevonata kétféle módon véd a korrózió ellen:
- gáthatással, azaz megakadályozza, hogy az oxigén és a nedvesség elérje az acélfelületet.,
- azáltal, hogy katódos védelmet nyújt karcolásoknál, forgácsoknál, éleknél stb.
a cink egy viszonylag alacsony galvanikus potenciállal rendelkező fém, amely hajlamos korrodálni. A korróziós sebesség azonban a legtöbb környezetben alacsony, mivel a bevonat felületét gyorsan korróziós termékek borítják, amelyek később védelmet nyújtanak a további korrózió ellen.
korrózió a légkörben
amikor egy horganyzott tárgy elhagyja a cinkfürdőt, az objektum felületét azonnal megtámadja az oxigén a levegőben., A kapott oxidréteg nagyon kevés védelmet nyújt a korrózió ellen. A levegőben lévő víz és szén-dioxid azonban gyorsan cink-karbonátokká változtatja az oxidréteget. Ezek nagyon jó tapadású lezárt réteget adnak. Mivel a karbonátok vízben nagyon alacsony oldhatósággal rendelkeznek, kiváló védelmet nyújtanak a cink bevonat felületére. Az eredeti fényes felület fémes csillogással eltűnik, helyébe matt, világosszürke szín (ábra.1).
1.ábra., Kitett felület egy cink bevonat külső réteg tiszta cink. A fényes felület eltűnik, hogy helyettesítse a szürke korróziós termékek (néha cink patina).
ábra. 2. Elszíneződött felület világítás oszlop. A bevonat elsősorban vas-cink ötvözetből áll, amely kiterjed a felületre. A vas korrózió alatt van kitéve, ami rozsda kialakulásához vezet. Csak felületi rozsda, csak esztétikai jelentőséggel bír.,
a kültéri levegő nagyobb vagy kisebb mennyiségű korrozív elemet tartalmaz-gázok, korom, páratartalom (köd, harmat, eső, hó), inert és agresszív por. A szintek a helytől és az évszaktól függően változhatnak. A cink szulfátjai és szulfitjai vízben oldódnak, és gyengén tapadnak a cink felületéhez. Ezért esővel könnyen lemoshatók. A friss cink felületet ezután a levegőben lévő oxigén megtámadja, majd a korróziós ciklus megismétlődik. A kén-oxidokat tartalmazó levegő korróziója tehát nagyobb, mint a tiszta levegőben., A légkörben lévő kén-dioxid mennyisége azonban drasztikusan csökkent az elmúlt években, következésképpen a cink korróziója is csökkent.
tengeri környezetben a cink korrózióját befolyásolja a levegő sótartalma. A tengeri levegő azonban kis mennyiségű magnéziumsót tartalmaz, jó passziváló hatásokkal. A korrózió tehát nem olyan nagy,mint várható. A levegő sótartalma gyorsan csökken a parttól.
a cink korrózióját számos tényező befolyásolja., Ez azt jelenti, hogy a korróziós arányokra általánosan alkalmazható képlet nem adható meg. A cink bevonatokat azonban hosszú ideig, széles körű körülmények között használták az acél rozsdától való védelmére. Számos hosszú távú tesztet is végeztek. A cink korróziójának ismerete és a korrózió mértéke a különböző környezetekben ezért jó. Ma vannak példák a cink bevonatokra, amelyek több mint száz éve vannak kitéve.
a korróziós termékek színe attól a környezettől függően változik, amelyben kialakulnak., A tengeri környezet a vidéki és városi környezetekhez képest kissé fehérebb korróziós termékeket eredményez. A korróziós termékek általában a legsötétebbek a városi környezetben.
korrózió folyadékokban
a cink felületét általában korróziós termékek védőrétege borítja, amikor folyadékba merül. A folyadékok azonban savasak vagy lúgosak lehetnek, agresszív anyagok oldott vagy szilárd részecskéit tartalmazhatják. A folyadék hőmérsékletének és áramlási sebességének is jelentősége van., Mindez azt jelenti, hogy a védőréteg nagyon eltérő összetételű lehet, vagy egyáltalán nem alakulhat ki.
az elektrokémiai korrózió, amely alárendelt szerepet játszik a levegőben, nagyobb jelentőséggel bír a folyadékokban. Az elektrokémiai korrózió mértéke a folyadék elektromos vezetőképességétől függ, ami befolyásolja a cinkréteg védő hatását nagyobb vagy kisebb területeken.
a folyadék pH-értéke a legfontosabb. A cink korróziós sebessége általában alacsony és stabil az 5,5-12,5 pH-tartományban, 0 és 20 °C közötti hőmérsékleten., A tartományon kívüli korrózió általában gyorsabb.a mész-és magnéziumot tartalmazó kemény víz kevésbé agresszív, mint a lágy víz. A szén-dioxiddal együtt ezek az anyagok takarékosan oldódó karbonátokat képeznek a cink felületén, védve a cinket a további korrózió ellen.
a lágy víz gyakran megtámadja a cinket, mivel a sók hiánya azt jelenti, hogy a védőréteg nem alakítható ki.
az agresszív lágyvizek Finnországban, Norvégiában, Svédországban és hasonló környezetekben számos folyóban és tóban megtalálhatók.
Ha az áramlási sebesség nagyobb, mint 0.,5 m / s a védőréteg kialakulása a cink felületén gátolt, a korrózió felgyorsul.
a víz hőmérséklete nagy jelentőséggel bír a korrózió sebességében. Körülbelül 55 °C felett a rétegképző korróziós termékek durva szemcsés szerkezetet kapnak, és elveszítik a cink felületéhez való tapadást. Könnyen eltávolíthatók, és új, friss cinknek teszik ki őket a folyamatos és gyors korróziós támadáshoz. A korrózió sebessége eléri a maximális értéket körülbelül 70 °C-on, majd csökken, így 100 °C-on körülbelül ugyanaz, mint 50 °C-on.,
a vízben a korróziós szekvencia nagyon összetett, és erősen befolyásolja a víz összetételének nagyon kis változása. Ezért nehéz általánosan alkalmazandó szabályokat meghatározni. A 3. ábrán látható informaton gyakorlati tapasztalatokon alapul, és iránymutatásokat ad néhány különböző típusú vízre vonatkozóan.
ábra. 3. Élettartam különböző vizeken.,
nedves tárolási folt
néha fehér, lisztes és terjedelmes réteg, nedves tárolófolt vagy fehér rozsda, horganyzott felületeken jelenik meg (ábra.4). Fehér rozsda alakul ki újonnan horganyzott, fényes felületű anyagokon, különösen a szorosan csomagolt lapok, szögvas és hasonló anyagok közötti résekben. Előzetes feltétel az, hogy az anyag kondenzációnak vagy esővíznek van kitéve olyan körülmények között, ahol a nedvesség nem tud gyorsan elpárologni., Ritkán támadják meg azokat a cink felületeket, amelyek már megkapták a korróziós termékek normál védőrétegét. Amikor a cink bevonatok levegőnek vannak kitéve, cink-oxid és cink-hidroxid képződik. A levegőben lévő szén-dioxid hatására ezek bázikus cink-karbonátokká alakulnak át. Ha a levegő hozzáférése a cink felületéhez korlátozott, mint a keskeny résekben, akkor a terület nem kap elegendő szén-dioxidot ahhoz, hogy a normál karbonátréteg kialakuljon.
a nedvestároló foltréteg terjedelmes és porózus, és csak lazán kapcsolódik a cink felületéhez., Ennek eredményeként a folyamatos támadás elleni védelem nem létezik. A korrózió tehát mindaddig folytatódhat, amíg a nedvesség a felületeken marad. Ha nedves tárolási folt történt, az objektumot egymásra kell rakni, hogy a felületek gyorsan kiszáradjanak. Ez megállítja a támadást, és a levegőhöz való szabad hozzáféréssel kialakul a normál védőréteg. A nedves tárolófoltot fokozatosan elmossa, a bevonat pedig olyan megjelenést kap, amely normális a kitett, horganyzott acél esetében.,
mivel ez a fehér korróziós termék nagyon terjedelmes (körülbelül 500-szorosa annak a cinknek, amelyből alakult), súlyosnak tűnhet. A nedves tárolási foltnak azonban gyakran kevés vagy semmilyen jelentősége nincs a korrózióvédelem élettartamában. Nagyon vékony bevonatok esetén azonban, pl. Galvanizált tárgyak esetén, a nedves tárolófolt súlyos támadása jelentős lehet.
a nedves tárolási foltot a szállítás során az újonnan horganyzott felületek esővel vagy kondenzátummal való érintkezésének megakadályozásával lehet a legjobban elkerülni., A szabadban tárolt anyagokat úgy kell egymásra rakni, hogy a víz könnyen kifolyhasson, hogy minden felület jól szellőzjön (ábra. 5). A horganyzás utáni festés nagyon jó védelmet nyújt.
korrózió a talajban
a talaj korróziós körülményei nagyon bonyolultak, és a variációk nagyszerűek lehetnek a különböző helyek között, még az egymáshoz közeli helyeken is. A talaj tartalmazhat viharvert termékeket, szabad vagy kötött sókat, savakat és lúgokat, szerves anyagok keverékeit, oxidáló vagy redukáló gombákat, mikroorganizmusokat stb., Szerkezetétől függően a talajnak különböző mértékű áteresztőképessége van a levegővel és a nedvességgel szemben. Általában az oxigéntartalom kisebb, mint a levegőben, míg a szén-dioxid-tartalom magasabb.
a svéd talaj általában nem túl agresszív. A cink átlagos korrózióját általában évente 5 µm-nek tekintik. A súlyosan agresszív talajokat ritkán látják. Észak-és Nyugat-Botniában a talajok ként is tartalmazhatnak. Gyakran fekete, de könnyítsen, ha levegőnek van kitéve. Ezekben a talajokban a cink korróziós aránya nagyon magas.
a talaj korrozivitásának meghatározására szolgáló egyik módszer az ellenállás mérése., Ha a talaj átméretezése nem határozható meg, a 6.ábrán felsorolt hüvelykujjszabályok iránymutatást adhatnak. Ha azonban a fémek talajnak való kitettségéről van szó, tanácsos szakértői tanácsot kérni megfelelően képzett forrásokból.
Galvánkorrózió
ha két különböző fém vagy ötvözet, teljesen vagy részben elektrolittal körülvéve, galvanikus cellát hoz létre. Melyik fém lesz az anód vagy katód, a szóban forgó elektrolit elektródpotenciáljai határozzák meg. A legtöbb gyakorlati feltételnek megfelelő tengervízben egyes fémek és ötvözetek különböző pozíciókat töltenek be az elektrokémiai skálán, a 7.ábrán látható módon.,
Ha az acél rézhez vagy sárgarézhez van csatlakoztatva, az acél a cellában lévő anódvá válik, korrodálódik. Ha azonban az acél kadmiummal, alumíniummal, cinkkel vagy magnéziummal van összekötve, akkor az katóddá válik, és korrózió ellen védve van, míg az anód fémet fogyasztják. A galvanikus korróziót bimetál korróziónak is nevezik, amelyet a víz alatti szerkezetek korrózió elleni védelmére használnak, amikor katódvédelemnek nevezik.
a cink bevonatok által biztosított katódos védelem
tűzi horganyzott acélban a cink és az acél jó elektromos kapcsolatban áll egymással., Ha a cink bevonat elektrolit jelenlétében megsérül, galvanikus sejt jön létre. Az elektrolit lehet kondenzátum vagy esővíz. Néha az egész szerkezet folyadékba meríthető. Ebben a cellában a cink az anód vagy az oldódó pólus lesz, a kitett acél a katód, ezért védett a korróziótól.
a kezdeti szakaszban gyakran gyenge ust-képződést lehet látni az acélfelület kitett részén, ahol a bevonat megsérült, de egy idő után fehéres-szürke területek alakulnak ki, amelyek fokozatosan elterjednek az egész sérült területen., A cinkbevonat korrodál és a takarékosan oldódó cinkötvözetek a katód felületére ereszkednek, ahol megvédik az acélt a folyamatos rozsdásodástól. Ezt gyakran “öngyógyításnak” nevezik, ami valami helytelen elnevezés, mivel a cinkréteget természetesen nem helyreállítják.
a cink által generált katódos védelem miatt a rozsda nem tud” kúszni ” a bevonat alatt a károsodás helyén, oly módon, hogy az az acélnál nemesebb festék-vagy fémbevonatok alatt kúszhat., Az acél cink bevonata szokatlan, mivel a bevonat meglehetősen nagy károsodása nem okoz katasztrofális rozsdavédelmet. A katódos védelem tartománya a sejtet létrehozó elektrolit jellegétől függ. A normál atmoszférájú szerkezeteknél általában több milliméter feletti védőhatásra kell számítani. A tengervízben azonban jelentősen nagyobb távolságok várhatók.
színesfémekkel érintkező cink bevonatok
az elektrokémiai potenciálskála azt mutatja, hogy a cink kevésbé nemes, mint a leggyakoribb Fémek. Ez azt jelenti, hogy ha a cink galvanikus cellában kapcsolódik ezekhez a fémekhez, akkor a cink az oldódó pólus. Elvileg ezért az ilyen kapcsolatokat el kell kerülni, ha lehetséges. Jó módszer egy szigetelő, például műanyag vagy gumi használata az ízületben.,
Az alumínium és a rozsdamentes acél gyakran közvetlenül csatlakoztatható horganyzott anyaghoz levegőben vagy meglehetősen száraz környezetben, észrevehető korrózió nélkül. A vízben azonban mindig szigetelőt kell használni.
a réz és a rézötvözetek elektromosan aktívabbak, és gyakran előfordul, hogy a rézionok felszabadulnak, amelyek nagy felületeken terjednek, és észrevehető támadást okoznak. Ezért ezek a fémek soha nem érintkezhetnek horganyzott acéllal, ezért szigetelőt kell használni.,
tűzihorganyzott acél habarcs, vakolat és fa érintkezésben
nedves habarcs és vakolat támadás cink. A támadás megszűnik, amikor az anyag kiszárad. Száraz vagy mérsékelten nedves fa, mind impregnált, mind nem terhelt, jó hatással lehet horganyzott szögekkel szegezni. Azonban olyan szögek vagy menetes szakszervezetek esetében, amelyek folyamatosan ki vannak téve a víznek, előnyben részesítjük a saválló anyagot. Más száraz építőanyagok, például ásványgyapot, nem támadják meg a cinket.,
horganyzott acél csomagolása és szállítása
annak ellenére, hogy a tűzi horganyzott bevonat képes ellenállni a meglehetősen durva kezelésnek, gondosan kell kezelni a tárolás és szállítás során. Hosszú áruk esetén az egyszerű csomagolás és kötegelés nem csak a mechanikai sérülésektől véd, hanem gyakran maga is megkönnyíti a szállítást. A csomagolást és a kötést azonban oly módon kell elvégezni, hogy elkerülhető legyen a nedves tárolási törzs kockázata. Távtartókat kell használni az ilyen támadások megelőzésére.