EN
Вы видели тот пост о царапинах на стальной конструкции и последующем ожидании её ржавления? Такая конструкция остаётся полностью устойчивой к коррозии в течение многих лет. Наверняка вы задаётесь вопросом, каким образом этот пост противоречит всем законам логики. Пост, который вам стоит посмотреть, посвящён блестящему покрытию. В строительстве и промышленном производстве это покрытие доказало свою исключительную эффективность. Оцинкованная сталь повсеместно используется — от крупных промышленных зданий до обычных дорожных ограждений.
Однако этот материал не похож ни на один другой. Если вы нанесёте царапину на обычную стальную конструкцию, ржавчина начнёт бурно развиваться и распространяться ежедневно, ежечасно, пока не разрушит весь стальной элемент. Если же вы нанесёте такую же царапину на оцинкованную сталь, она будет «осуждена» — царапина и всё остальное. Но сейчас мы раскроем хитроумную сторону науки. Вы поймёте, что именно происходит со сталью.
Царапины — это самая незначительная из всех проблем
Этот вопрос поставит в тупик многих студентов инженерных специальностей. Ответ останется неопределённым до тех пор, пока не будет раскрыта суть метода горячего цинкования. Как вы, вероятно, догадываетесь, метод горячего цинкования предполагает использование расплава цинка и определённую долю осторожности. В современном строительстве метод горячего цинкования породил новое понимание термина «ремёсла и прикладное искусство».
После нанесения покрытия металл одновременно защищается тремя механизмами: барьерной защитой, катодной защитой и образованием цинкового патины. Рассмотрим тот из них, который отвечает за защиту при царапинах.
Как цинк играет роль жертвенного героя
Когда герметичность нарушается царапинами на окрашенной стали, высвобождаются ранее содержащиеся в ней лёд, вода и воздух, а сталь постепенно окисляется. Цинк, однако, защищает иным способом. Главная из его функций — защита лакокрасочного покрытия от воды и воздуха. Цинк — очень реакционноспособный металл. В химии цинк классифицируется как анодный металл, а сталь — как катодный металл. Цинк предпочтительно подвергается коррозии вместо стали. Искра.
Другой аналогией может служить телохранитель. При катодной защите цинк выступает в роли защитника окрашенного стального кузова, предотвращая его повреждение.
Вот как работает защитное покрытие. Когда влага проникает под покрытие, она начинает разрушать цинк. Цинк превращается в анод — более активную корродирующую часть, а оголённая сталь становится катодом. Ток коррозии течёт от катода к аноду, вызывая коррозию цинка и сохраняя сталь неповреждённой. Покрытие будет продолжать защищать сталь до тех пор, пока цинк вокруг повреждения полностью не разрушится. В случае мелких царапин покрытие будет защищать сталь в течение длительного времени.
Самовосстанавливающийся характер патины
Гальванизация имеет еще один положительный побочный эффект: в краткосрочной перспективе процесс, по-видимому, ухудшает защитный слой, однако на самом деле этот слой продолжает защищать и самовосстанавливаться. Цинк при коррозии вступает в реакцию с другими химическими веществами. При окислении цинк взаимодействует с влагой и углекислым газом в атмосфере, образуя слой цинковой патины. Цинковая патина состоит из оксида цинка, а затем способствует формированию защитного слоя гидроксида цинка, который поглощает влагу из атмосферы, и слоя гидроксида цинка.
Этот патиновый слой плотный и обеспечивает прочную самовосстанавливающуюся защиту от царапин. После того как царапина заживает, естественная коррозия самозапечатывается, а патина образует самозащищающий барьер, покрывающий царапину и замедляющий коррозию. Когда этот барьер полностью сформирован, оцинкованная сталь обеспечивает защиту от коррозии со скоростью, составляющей 1/30 от скорости коррозии углеродистой стали в тех же условиях. То есть коррозионный барьер остаётся постоянно прочным, а по мере роста коррозионной стойкости оцинкованной стали увеличивается и способность патины к самозащите от коррозии.
Существует ли предел размера царапины?
Имеет ли это самовосстанавливающееся покрытие предел глубины царапин, при котором сохраняется барьерная защита от коррозии? Обычно такой предел существует. В частности, сталь естественным образом обеспечивает жертвенную барьерную защиту от коррозионных царапин глубиной около 5 мм. Царапины «волосной» толщины не вызывают никакого беспокойства, поскольку лежащая в основе сталь полностью защищена цинковым покрытием. Узкие царапины восстанавливаются значительно легче, чем широкие. Широкая царапина, напротив, приводит к истощению значительного поперечного сечения жертвенного слоя, и в этом случае защита от царапин становится проблемой.
В случаях истощения покрытия глубокие царапины могут потребовать подкраски холодным цинкованием или применением цинкосодержащей гальванизирующей краски; однако при обычных царапинах и обнажении стальной поверхности в результате интенсивной эксплуатации цинковое гальваническое покрытие обеспечивает жертвенную защиту от повседневной коррозии.
Как это влияет на ваши проекты
Меньше обслуживания означает меньшие расходы. Этот фактор учитывается при проектировании строительных каркасов из оцинкованной стали. Если вилочный погрузчик заденет колонну или инструмент поцарапает балку, вы можете рассчитывать на более дешёвый ремонт.
Клиенты отдают предпочтение нашим оцинкованным стальным трубам и рулонам для эксплуатации в экстремальных условиях. Они знают, что оцинкованное покрытие повышает надёжность. Вы можете транспортировать, резать и монтировать изделия, не беспокоясь о царапинах от инструментов, которые могут привести к коррозии. Вам не придётся беспокоиться о ремонте. Коррозия — серьёзная проблема для нефтегазопроводов, наружных конструкций, сельскохозяйственной техники и других объектов.
Оцинкованная сталь вместо нержавеющей стали
Нам часто задают вопрос, как оцинкованная сталь сравнивается с нержавеющей сталью. Оба материала великолепны, но работают по-разному. Нержавеющая сталь дорогая и очень прочная. Она обладает чрезвычайно стойким пассивным слоем. Оцинкованная сталь выделяется в отдельный класс и, возможно, является самой универсальной сталью. Она обеспечивает отличные эксплуатационные характеристики, превосходную коррозионную стойкость за счёт цинкового покрытия и стоит дешевле. Часто это более экономичный вариант.
Контроль состояния покрытия
Оцинкованная сталь, хотя и прочна и долговечна, не должна оставаться без внимания десятилетиями подряд. В прибрежных районах, где присутствует большое количество солёной воды, цинковое покрытие разрушается быстрее всего. Однако оно даёт предварительные сигналы. Цинковое покрытие разрушается до того, как начнёт ржаветь сталь. Это даёт вам время спланировать повторное нанесение покрытия и избежать потери несущей способности конструкции. Прогнозируемое и долговечное покрытие — это настоящая музыка для ушей инженеров и менеджеров проектов.
Гальванизация, благодаря жертвенным свойствам цинка, обеспечивает защиту стали на протяжении длительного времени даже после появления царапин на поверхности. Если ваш проект связан с мостом, солнечной электростанцией или заводом, покрытие сохраняет сталь в безопасности и гарантирует бесперебойную работу проекта в течение десятилетий. Это секрет, которым стоит поделиться.