Stål er det mest vanlige materialet i bruk i dag. Imidlertid, stål har en stor ulempe – den høye korrosjon pris. Beskyttelse av stål strukturer og komponenter er derfor av stor økonomisk betydning.
Den beste korrosjon beskyttelse for stål er oppnådd med sink. Sink belegg på stål beskytter mot korrosjon på to måter:
- Etter en barriere-effekt, dvs. at de hindre at oksygen og fuktighet fra å nå stål overflate.,
- Ved å gi katodisk beskyttelse mot riper, chips, kanter etc.
Sink er et metall med en relativt lav galvanic potensial og en høy tendens til å korrodere. Men, korrosjon prisen er lav i de fleste miljøer, siden overflaten av malingen er raskt dekket med korrosjon produkter, som senere beskytter mot videre korrosjon.
Korrosjon i atmosfæren
Når en varmforsinket objekt forlater sink badekar overflaten av objektet som er umiddelbart angrepet av oksygen i luften., Den resulterende oksid laget har svært liten evne til å beskytte mot korrosjon. Imidlertid, vann og karbondioksid i luften raskt endre oksid laget for å sink karbonater. Disse gir et tett lag med svært god vedheft. Siden karbonater har svært lav løselighet i vann de gir utmerket beskyttelse til overflaten av sink belegg. Den opprinnelige blank overflate med en metallisk glans forsvinner og erstattes av matt, lys grå farge (fig.1).
– >
Fig 1., Synlige overflaten av en sink belegg med ytre lag av ren sink. Den blanke overflaten forsvinner og erstattes av grå korrosjon produkter (noen ganger kalt sink patina).
Fig. 2. Misfarget underlag på belysning-kolonnen. Belegget består hovedsakelig av en jern-sink-legering som strekker seg til overflaten. Strykejern er eksponert under korrosjon, noe som fører til rust dannelse. Det er bare overflate rust og er av estetisk betydning bare.,
uteluft inneholder større eller mindre mengder korrosive elementer — gasser, sot, luftfuktighet (fog, dugg, regn, snø), inert og aggressiv støv. Nivåer kan variere i henhold til plassering og tid på året. Sulfater og sulphites av sink er vannløselig og har dårlig heft til sink overflaten. De er derfor vaskes enkelt bort av regn. En fersk sink overflaten er så utsatt for angrep av oksygen i luften og korrosjon syklusen gjentas. Korrosjon i luft som inneholder svovel-og nitrogenoksider er derfor større enn i ren luft., Men mengden av svoveldioksid i atmosfæren har sunket drastisk i løpet av de siste årene, og følgelig sink korrosjon har også redusert.
I marine miljøer, korrosjon av sink er påvirket av salt-innhold i luften. Imidlertid, marine luften inneholder små mengder av magnesium salter, med god passivating påvirkninger. Korrosjon er derfor ikke så stor som man kan forvente. Salt innhold av luft reduserer raskt bort fra kysten.
korrosjon av sink påvirkes av mange faktorer., Dette betyr at en generelt gjeldende formel for korrosjon priser ikke bli gitt. Sink belegg har, imidlertid, vært brukt i en lengre periode, under et bredt spekter av forhold, for å beskytte stål fra rust. Et stort antall av langsiktig tester har også blitt gjennomført. Kunnskap om korrosjon av sink og korrosjon priser i forskjellige miljøer er derfor god. I dag er det eksempler på sink belegg som har vært utsatt for mer enn hundre år.
farge av korrosjon produkter varierer i henhold til det miljøet de er dannet., Marine miljøer gi noe hvitere korrosjon produkter sammenlignet med det rurale og det urbane miljøer. Korrosjon produkter er vanligvis mørkeste i urbane miljøer.
Korrosjon i væsker
sink overflaten er vanligvis dekket med et beskyttende lag av korrosjon produkter når det er neddykket i en væske. Imidlertid, væsker kan være sure eller alkaliske og kan inneholde oppløste eller faste partikler av aggressive stoffer. Temperatur og vannføring i væske, er også av betydning., Alt dette betyr at den beskyttende lag kan ha et svært varierende sammensetning eller kanskje ikke i form i det hele tatt.
Elektro-kjemisk korrosjon, som spiller en underordnet rolle i luft er av større betydning i væsker. Omfanget av elektro-kjemiske korrosjon avhenger av elektrisk ledningsevne av væsken, noe som påvirker beskyttende påvirkning av sink lag over større eller mindre områder.
pH-verdien av den væsken som er av størst betydning. Korrosjon pris av sink er normalt lav og stabil i pH utvalg av 5,5—12,5, ved temperaturer mellom 0 og 20 °C., Korrosjon utenfor dette området er vanligvis raskere.
Hardt vann, som inneholder kalk og magnesium, er mindre aggressiv enn bløtt vann. Sammen med karbondioksid disse stoffene form sparsomt løselig karbonater på sink overflate som beskytter sink mot videre korrosjon.
Bløtt vann ofte angrep sink, siden fraværet av salter betyr at den beskyttende lag ikke kan bli dannet.
Aggressiv myk farvann kan bli funnet i mange elver og innsjøer i Finland, Norge, Sverige og lignende miljøer.
Dersom gjennomstrømningsmengden er større enn 0.,5 m/s dannelsen av den beskyttende lag på sink overflaten er hemmet og akselererer korrosjon.
Vann temperatur er av stor betydning for frekvensen av korrosjon. Over ca 55 °C, og lag-forming korrosjon produkter skaffe seg en grovkornet struktur og miste heft til sink overflaten. De er lett forskyves og avsløre nye, friske sink for videreført og rask korrosjon angrep. Frekvensen av korrosjon når et maksimum på ca 70 °C, hvoretter den avtar slik at ved 100 °C det er omtrent det samme som ved 50 °C.,
korrosjon sekvens i vann er svært kompleks og påvirkes sterkt av svært små variasjoner i sammensetningen av vannet. Det er derfor vanskelig å gi generelt gjeldende regler. Den informasjonen i figur 3 er basert på praktisk erfaring og gir retningslinjer for noen ulike typer vann.
– >
Fig. 3. Levetid i ulike farvann.,
Våt-lagring flekken
noen Ganger kan en hvit, floury og omfangsrike lag som heter wet-lagring flekken, eller hvit rust, vises på galvaniserte flater (fig.4). Hvit rust skjemaer på materialer med nylig galvanisert, blanke overflater og spesielt i sprekkene mellom tett ark, vinkel-strykejern og lignende materialer. En pre-betingelse er at materialet er utsatt for kondens eller regn vann i situasjoner der fuktigheten ikke kan fordampe raskt., Sink overflater som allerede har mottatt en normal beskyttende lag av korrosjon produkter er sjelden angrepet. Når sink belegg er eksponert for luft, sink oksid og sink hydroxide er dannet. Under påvirkning av karbondioksid i luften disse er konvertert til grunnleggende sink karbonater. Hvis luften tilgang til sink overflaten er begrenset, som i smale sprekker, da området får ikke nok karbondioksid for å aktivere normal lag av karbonater for å danne.
Den våte-lagring flekken laget er omfangsrike og porøse og bare løst festet til sink overflaten., Som et resultat, beskyttelse mot fortsatte angrep eksisterer ikke. Korrosjon kan derfor fortsette så lenge det fortsatt er fuktighet på overflaten. Når det er vått-lagring flekken har oppstått, objektet skal stables for å aktivere overflater til å tørke raskt. Dette vil stoppe angrepet, og med fri tilgang til luft, normal beskyttende lag vil bli dannet. Den våte-lagring flekken er gradvis vaskes vekk og belegget får et utseende som er normalt for utsatte, varmforsinket stål.,
Siden denne hvite korrosjon produktet er veldig store (ca 500 ganger at av sink som det ble dannet), kan det se ut til å være alvorlige. Imidlertid, våt-lagring flekken ofte har liten eller ingen betydning for levetiden til korrosjonsbeskyttelse. I tilfelle av svært tynt belegg imidlertid, f.eks. på galvanisert objekter, et alvorlig angrep av våt-lagring flekken kan være av betydning.
– >
Våt-lagring beis er best unngås ved å hindre nylig galvaniserte overflater som kommer i kontakt med regn eller kondens under transport., Materialer som lagres utendørs bør være stablet slik at vannet kan renne av lett og slik at alle flater er godt ventilert (fig. 5). Maleri etter galvanisering gir svært god beskyttelse.
Korrosjon i jord
korrosjon forhold i jord er svært komplisert, og variasjoner kan være store mellom ulike steder, selv de som er i umiddelbar nærhet til hverandre. Jord kan inneholde forvitret produkter, fri eller bundet salter, syrer og baser, blandinger av organiske stoffer, oksiderende eller redusere sopp, mikroorganismer etc., Avhengig av dets struktur, jord har ulike grader av gjennomtrengelighet for luft og fuktighet. Normalt innhold av oksygen er mindre enn i luft, mens karbondioksid-innhold som er høyere.
svensk jord er generelt ikke veldig aggressiv. Gjennomsnittlig korrosjon for sink er vanligvis tatt som 5 µm per år. Alvorlig aggressiv jord er sjelden sett. I nord og vest Bottenviken, jord kan inneholde svovel. De er ofte sorte, men lysere når det utsettes for luft. I disse jordsmonn, sink korrosjon priser er svært høy.
En metode for å bestemme corrosiveness av en jord for å måle sin motstand., Hvis resitivity av jord ikke kan fastsettes, regler-for-tommel oppført i figur 6 kan gi et mål på veiledning. Hvor eksponeringen av tungmetaller til jord er opptatt av, men det er fornuftig å søke råd fra kvalifiserte kilder.
Galvanisk korrosjon
Hvis to forskjellige metaller eller legeringer, helt eller delvis omgitt av en elektrolytt, er koblet til en galvanisk celle er opprettet. Som metall blir anode eller katoden er bestemt av deres elektrode potensialer i elektrolytten i spørsmålet. I sjøvann, noe som svarer til de fleste praktiske forhold, enkelte metaller og legeringer ta opp ulike posisjoner på den elektrokjemiske skala, vist i figur 7.,
Hvis stål er koblet til kobber eller messing, stål blir anoden i cellen og korroderes. Imidlertid, hvis stål er koblet til kadmium, aluminium, sink eller magnesium, det blir katoden og er beskyttet mot korrosjon, mens anoden metall er fortært. Galvanisk korrosjon er også kalt bimetallic korrosjon og brukes til å beskytte undersjøiske strukturer fra korrosjon, når det er kalt katodisk beskyttelse.
Katodisk vern av sink belegg
I varmforsinket stål, sink og stål er i god elektrisk kontakt med hverandre., Hvis sink belegg er skadet i nærvær av en elektrolytt, et galvanisk celle er opprettet. Elektrolytten kan være kondensat regn eller vann. Noen ganger hele strukturen kan være neddykket i væske. I denne cellen sink blir anode eller oppløsning stang, eksponert stål blir katoden og er derfor beskyttet mot korrosjon.
I den innledende fasen er det ofte mulig å se en svak ust-formasjonen på den synlige delen av stål overflate hvor belegget har vært skadet, men etter en stund hvit-grå områder form som gradvis spres over hele skadede området., Sink belegg korroderes og sparsomt løselig sink legeringer ned til katoden overflaten hvor de beskytte stål fra videreført rust angrep. Dette er ofte kalt «self-healing», som er noe av en misvisende siden sink laget er, selvfølgelig, ikke gjenopprettet.
på Grunn av den katodisk beskyttelse generert av sink, rust ikke kan «krype i» under belegget på det punktet av skade på den måten at den kan krype under filmer av maling eller belegg av metaller mer edel enn stål., Sink belegg på stål er uvanlig, siden et ganske stort område av skade belegget ikke føre til katastrofale tap av rust beskyttelse. Omfanget av katodisk beskyttelse er avhengig av arten av elektrolytten som skaper cellen. For konstruksjoner i normal atmosfærer det er vanlig å forvente beskyttende tiltak over flere millimeter. Men i sjøvann betydelig større avstander kan forventes.
Sink belegg i kontakt med ikke-jernholdige metaller
Den Elektrokjemiske potensial skala viser at sink er mindre edelt enn de fleste vanlige metaller. Dette betyr at når sink er koblet til disse metallene i en galvanisk celle er det sink som blir oppløsning polet. I prinsippet er det derfor slike sammenhenger bør unngås når det er mulig. En god metode er å bruke en isolator for eksempel plast eller gummi på felles.,
Aluminium og rustfritt stål kan ofte være koblet direkte til galvanisert materiale i luft eller ganske tørre miljøer uten merkbar korrosjon finner sted. Imidlertid, i vann en isolator skal alltid brukes.
Kobber og kobberlegeringer er mer elektrisk aktive, og det er ofte et utslipp av kobber ioner som er spredt over store flater og forårsake merkbar angrep. For denne grunn, disse metaller bør aldri få lov til å komme i kontakt med galvanisert stål og en isolator bør brukes.,
varmforsinket stål i kontakt med mørtel, puss og tre
Fuktig mørtel og puss angrep sink. Angrepet opphører når materialet tørker ut. Tørr eller moderat fuktig treverk, både impregnert og unimpregnated, kan spikres med varmforsinket spiker med god effekt. Imidlertid, i tilfelle av negler eller gjengede koplinger som er stadig utsatt for vann en syre-bestandig materiale er å foretrekke. Andre tørre byggematerialer, for eksempel mineralull, ikke angrep sink.,
Pakking og transport av galvanisert stål
Selv om en varmforsinket belegg er i stand til å motstå ganske røff behandling det bør håndteres med forsiktighet under lagring og transport. I tilfelle av lenge varer enkel pakking og bindende i bunter ikke bare beskytter mot mekanisk skade, men det er ofte forenkler transport selv. Imidlertid, pakking og bindende bør gjøres på en slik måte for å unngå fare for våte lagring belastning. Spacere bør brukes for å forhindre slike angrep.