Trwałość stalowych systemów wentylacyjnych cz.1: Na czym polega proces cynkowania i dlaczego tak skutecznie chroni stal?

Trwałość stalowego systemu wentylacyjnego oraz jego odporność na korozję zależne są od kilku czynników. Wśród nich znajduje się: skład stali, typ powłoki ocynku, grubość blachy i poprawny montaż. Zobacz na czym polega proces cynkowania.

Gotowa blacha dostarczana jest do zakładu produkcyjnego w rolkach (fot. Lindab).

Cynkowanie to nic innego, jak pokrycie powierzchni stali powłoką cynku. Ma to na celu ochronę przed korozją powodowaną czynnikami atmosferycznymi. Szybkość procesów korozji zależna jest przede wszystkim od wilgotności otoczenia:

• w przypadku instalacji zewnętrznych wpływ na korozję mają nie tylko deszcze, lecz również mgły, a nawet osadzanie się porannej rosy,
• w przypadku instalacji wewnętrznych istotna jest wilgoć transportowana systemem wentylacyjnym, wydzielana przez użytkowników budynku, a także nawiewana wraz z powietrzem zewnętrznym.

Jeśli powłoka jest prawidłowo uformowana i posiada odpowiednią grubość, może ochronić stal przed rdzą nawet przez 100 lat. Natomiast elementy niechronione lub z niepoprawnie nałożoną czy uszkodzoną powłoką, mogą rdzewieć w bardzo krótkim czasie. Obecnie dostępnych jest wiele technologii powlekania stali cynkiem. Różnią się one charakterystyką, równomiernością i grubością pokrycia. Jednolitą, grubą powłokę i masową, efektywną kosztowo produkcję, zagwarantuje proces cynkowania ogniowego. Jest to idealna metoda do szybkiego powlekania wielkopowierzchniowych płacht blachy stalowej wykorzystywanych do produkcji systemów wentylacyjnych.

Krystaliczna powierzchnia powstała w wyniku cynkowania ogniowego.

Powłoka spełni swoje zadanie, jeśli proces cynkowania będzie wykonany prawidłowo, a także gdy zagwarantuje się powtarzalność wyników w kolejnych partiach materiału. Spełnienie tych warunków, zabezpieczenie powtarzalności procesu produkcyjnego, a także zapewnienie jednorodności parametrów blachy nie jest łatwym zadaniem. W związku z tym jedynie uznani na rynku producenci stali są w stanie zaopatrywać dużych producentów HVAC. Nieprawidłowo przeprowadzony proces cynkowania, może spowodować nieodwracalne pogorszenie właściwości i wytrzymałości danego materiału.

Lindab to jeden z największych producentów stalowych systemów wentylacyjnych, zużywający rocznie 5000 ton tego materiału. Nawiązanie współpracy z liderem w produkcji stali, firmą ArcelorMittal dało możliwość uzyskania wysokiej powtarzalności specyfikacji. Firma posiada nowoczesną linię produkcyjną, która zapewnia szczegółowy nadzór nad każdym etapem produkcji stali, od surowca po gotową blachę. Wykorzystywany przez ArcelorMittal proces cynkowania ogniowego składa się z wielu etapów przygotowawczych oraz kąpieli w płynnym cynku w temperaturze 460 stopni, po której nadmiar cynku jest zdmuchiwany precyzyjnymi nawiewnikami.

 

Automatyczny podajnik blachy stalowej w hali produkcyjnej Lindab w Wieruchowie (fot. Lindab).

 

Wśród najważniejszych zalet cynku wyróżnia się jego zdolność do wytwarzania ochrony katodowej, co powoduje skuteczną ochronę stali. Według Szeregu Napięciowego Metali potencjał standardowy cynku to -0,76V. Jest to wartość dwukrotnie bardziej elektroujemna niż potencjał żelaza (-0,45 V). Metale o niższych potencjałach posiadają zdolności redukujące względem metali o wyższych potencjałach. Obecność wilgoci w powietrzu oraz wspomniane różnice potencjałów między metalami tworzą samoistną reakcję chemiczną powodującą przepływ prądu oraz rdzewienie cynku. Żelazo obecne w stali przyjmuje w tym momencie elektrony z cynku i w ten sposób skutecznie przeciwdziała korozji stalowego rdzenia elementu. 

Podczas utleniania cynku powstają takie związki, jak tlenek cynku, zasadowy węglan cynku, wodorotlenek cynku czy uwodnione związki, w składzie których znajdują się siarczany. Dwa z nich silnie przyczyniają się do powstawania tzw. patyny. Za te zabarwione warstwy ciemnego osadu odpowiada tlenek oraz wodorotlenek cynku. Patyna tworzy naturalną ochronę przed dalszym postępowaniem korozji cynku. Dzięki tej właśnie elektrochemicznej właściwości, nawet przy niewielkim uszkodzeniu powłoki cynkowej, stal nadal objęta jest ochroną, gdyż warstwa patyny powstanie na nowo w uszkodzonym miejscu.

Ponadto powłoka cynkowa jest także idealnym sposobem na skuteczną ochronę mechaniczną. Warstwowa budowa nadaje zróżnicowaną twardość na różnych głębokościach, co zapewnia odporność na ścieranie, zadrapania i uszkodzenia. Powstała w ten sposób powłoka jest nierozerwalnie połączona ze stalą, gdyż atomy cynku wnikają w ten materiał, tworząc jednolity, nierozerwalny stop. Przy samej powierzchni stalowego rdzenia stop ma skład ok. 75% cynku i 25% żelaza, natomiast sama powierzchnia powłoki zawiera czysty cynk. Wszystko to umożliwia działania zapobiegające odwarstwianiu się materiału, a także wzmacniające ochronę elektrochemiczną.

 

Dowiedz się więcej o firmie Lindab