Kategorie korozyjności atmosfery i przykłady typowych środowisk

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 d ≥ 20	45	55
Średnica 6 ≤ d < 20	35	45
Średnica d < 6	20	25

 

Źródła:

1. Normy: PN-EN ISO 1461, ISO 9223, PN-EN ISO 1461