Kategorie korozyjności atmosfery i przykłady typowych środowisk
Cynk - to pierwiastek chemiczny będący najtrwalszym zabezpieczeniem antykorozyjnym. Jako mikroelement jest niezbędny dla organizmów żywych, odgrywa ważną rolę w przemianie materii człowieka i zwierząt. Cynk znajdziemy również w wielu tworzywach sztucznych i w lekach. Wśród licznych zastosowań cynku na pierwsze miejsce wysuwa się ochrona stali przed korozją metodą cynkowania ogniowego.
Cynkowanie ogniowe to metoda zanurzeniowa (zgodnie z PN-EN ISO 1461). Oznacza to, że wszystkie procesy przez które przechodzi cynkowany materiał odbywa się poprzez zanurzenie elementów konstrukcji w wannach, które zawierają kąpiele o odpowiednim składzie chemicznym. Dzięki takiej technologii każda szczelina jest odpowiednio oczyszczona i zabezpieczona przed korozją.Końcowym etapem procesu cynkowania jest nałożenie powłoki cynkowej na czyste elementy stalowe, które zanurza się w roztopionym cynku, w temperaturze ok. 450°C by doprowadzić do szybkiej reakcji między żelazem a cynkiem, która prowadzi do po powstania na powierzchni stali powłoki cynkowej - powłoki antykorozyjnej wytrzymałe na uszkodzenia mechaniczne, ścieranie, erozję, udary. Jej budowa i właściwości zależą od grubości, konstrukcji, a także od składu chemicznego samej stali, którą poddawaliśmy cynkowaniu.
W procesie cynkowania ogniowego otrzymuje się powłoki o grubości średnio od 45 do 150 mikrometrów. Średnia trwałość powłoki cynkowej wynosi 30-50 lat. Trwałość oznacza czas istnienia powłoki cynkowej w ilości wystarczającej do ochrony stali przed korozją.cW miarę upływu czasu występuje utlenianie powłoki, powodujące zanik kolejnych warstw cynku. Okres trwałości powłoki cynkowej zależy od obciążenia korozyjnego środowiska, w którym konstrukcja jest eksploatowana, a także od grubości powłoki. Grubość powłoki cynkowej (zgodnie z PN-EN ISO 1461) mierzy się w mikrometrach (µm), za pomocą specjalnych urządzeń (np. ultrametrów) lub podaje się masę powłoki cynkowej w g/m2.
Skuteczność zabezpieczenia stali przed korozją w procesie cynkowania ogniowego, zależy przede wszystkim od struktury oraz grubości powłoki cynkowej.
Grubość powłoki cynkowej jest uzależniona od poniższych czynników:
- grubości stali,
- składu chemicznego stali,
- temperatury kąpieli cynkowej,
- czasu w czasie którego element przetrzymywany jest w kąpieli cynkowej,
- chropowatości powierzchni.
Tablica 1 — Kategorie korozyjności atmosfery i przykłady typowych środowisk
Kategoria korozyjności
|
Ubytek masy na jednostkę powierzchni/ubytek grubości (po pierwszym roku eksploatacji) |
Przykłady środowisk typowych dla klimatu umiarkowanego (tylko informacyjnie) |
||||
Stal niskowęglowa |
Cynk |
Na zewnątrz
|
Wewnątrz
|
|||
Ubytek masy g/m² |
Ubytek grubości μm |
Ubytek masy g/m² |
Ubytek grubości μm |
|||
C1 bardzo mała
|
≤ 10 |
≤ 1,3 |
≤ 0,7 |
≤ 0,1 |
________ |
Ogrzewane budynki z czystą atmosferą, np. biura, sklepy, szkoły, hotele. |
C2 mała |
> 10 do 200 |
> 1,3 do 25 |
> 0,7 do 5 |
> 0,1 do 0,7 |
Atmosfery w małym stopniu zanieczyszczone. Głównie tereny wiejskie. |
Budynki nieogrzewane, w których może mieć miejsce kondensacja, np. magazyny, hale sportowe. |
C3 średnia |
> 200 do 400 |
> 25 do 50 |
> 5 do 15 |
> 0,7 do 2,1 |
Atmosfery miejskie i przemysłowe, średnie zanieczyszczenie tlenkiem siarki (IV). Obszary przybrzeżne o małym zasoleniu. |
Pomieszczenie produkcyjne o dużej wilgotności i pewnym zanieczyszczeniu powietrza, np. zakłady spożywcze, pralnie, browary, mleczarnie. |
C4 duża |
> 400 do 650 |
> 50 do 80 |
> 15 do 30 |
> 2,1 do 4,2 |
Obszary przemysłowe i obszary przybrzeżne o średnim zasoleniu. |
Zakłady chemiczne, pływalnie, stocznie remontowe statków i łodzi. |
C5-I bardzo duża (przemysłowa) |
> 650 od 1500 |
> 80 do 200 |
> 30 do 60 |
> 4,2 do 8,4 |
Obszary przemysłowe o dużej wilgotności i agresywnej atmosferze. |
Budowle lub obszary z prawie ciągłą kondensacją i dużym zanieczyszczeniem. |
C5-M bardzo duża (morska) |
> 650 do 1500 |
> 80 do 200 |
> 30 do 60 |
> 4,2 do 8,4 |
Obszary przybrzeżne i oddalone od brzegu w głąb morza o dużym zasoleniu. |
Budowle lub obszary z prawie ciągłą kondensacją i dużym zanieczyszczeniem. |
UWAGI 1 Ubytki masy zastosowane do określenia kategorii korozyjności są identyczne z podanymi w ISO 9223. 2 Na obszarach przybrzeżnych w strefach gorących i wilgotnych, ubytek masy lub grubości może przewyższać limity kategorii C5-M. W przypadku doboru ochronnych systemów malarskich dla konstrukcji na tych obszarach, powinny być przedsięwzięte z tego powodu szczególne środki ostrożności. |
Określenie grubości powłok w zależności od grubości materiału, z którego wykonane zostały elementy przeznaczone do cynkowania
(zgodnie z PN-EN ISO 1461)
Grubość stali (t) (mm) |
Miejscowa grubość powłoki (mikrony) |
Średnia grubość powłoki |
Stal t ≥ 6 |
Stal 70 |
Stal 85 |
3 ≤ t ≤ 6 |
55 |
70 |
1,5 ≤ t ≤ 3 |
45 |
55 |
Stal t < 1,5 |
Stal 35 |
Stal 45 |
t ≥ 6 |
70 |
80 |
t < 6 |
60 |
70 |
Określenie grubości powłoki na stalowych elementach gwintowanych, które zostały ocynkowane w procesie cynkowania ogniowego z odwirowaniem (zgodnie z PN-EN ISO 1461)
Średnica (d) (mm) |
Minimalna miejscowa grubość powłoki (mikrony) |
Minimalna średnia grubość powłoki (mikrony) |
Średnica |
45 |
55 |
Średnica |
35 |
45 |
Średnica |
20 |
25 |
Źródła:
1. Normy: PN-EN ISO 1461, ISO 9223, PN-EN ISO 1461