Karštas cinkavimas yra vienas patikimiausių būdų apsaugoti plieną nuo korozijos, naudojamas tiek statybinėse konstrukcijose, tiek smulkiuose metalo ruošiniuose. Skirtingi cinkavimo metodai (karštasis, galvaninis, termodifuzinis ir šaltasis) suteikia skirtingo storio dangą ir tinka skirtingiems pritaikymams: nuo masyvių lauko konstrukcijų iki smulkių dekoratyvinių elementų. Cinkavimas yra metalo, dažniausiai plieno arba ketaus, padengimas cinko sluoksniu, siekiant apsaugoti paviršių nuo korozijos ir rūdijimo. Naudojamas itin grynas, apie 99,99% grynumo, cinkas. Cinkavimas laikomas vienu plačiausiai naudojamų antikorozinės apsaugos metodų pasaulyje.
Pats terminas siejamas su italių mokslininko Luigi Galvani pavarde. Cinko danga apsaugo plieną dviem vienu metu veikiančiais mechanizmais: fiziniu barjeru ir elektrochemine, vadinamąja aukojamojo anodo, apsauga. Antrasis mechanizmas remiasi tuo, kad cinkas elektrocheminėje įtampų eilėje yra aktyvesnis nei geležis. Galima įsivaizduoti cinką kaip sargybinį, stovintį priekyje: jis pats reaguoja su drėgme ir deguonimi, kad apsaugotų plieną už jo. Iš čia kyla ir savaiminio gydymosi efektas. Kai cinko danga įbrėžiama ar pažeidžiama mechaniškai, atviras plieno plotelis vis tiek lieka apsaugotas, nes aplinkinis cinkas elektrochemiškai dengia jį per drėgmės plėvelę. Papildomą atsparumą suteikia ir pats cinko paviršius.
Keturi pagrindiniai cinkavimo būdai ir jų taikymas
Praktikoje taikomi keturi pagrindiniai cinkavimo būdai: karštasis (terminis), galvaninis (elektrolitinis), termodifuzinis ir šaltasis. Metodo pasirinkimas priklauso nuo gaminio matmenų, eksploatacijos aplinkos, biudžeto ir reikalingo ilgaamžiškumo. Karštasis cinkavimas atliekamas panardinant gaminį į išlydyto cinko vonią, kurios temperatūra siekia apie 450 °C. Susidaranti danga yra storiausia tarp visų cinkavimo metodų, paprastai 50-100 µm, todėl atviroje aplinkoje gaminys gali tarnauti iki 50 metų. Dėl didelio dangos storio metodas tinka stambiems konstrukciniams gaminiams: tvoroms, atraminiams stulpams, vamzdžiams, sijoms ir tiltų elementams.
Galvaninio cinkavimo metu gaminys panardinamas į cinko druskų tirpalą (sulfatinį, chloridinį arba šarminį cinkatinį), per kurį leidžiama nuolatinė elektros srovė. Susidaręs sluoksnis paprastai siekia 6-18 µm storį, paviršius būna lygus, blizgus ir matmeniškai tikslus. Galvaninė danga atitinka RoHS reikalavimus ir dažniausiai naudojama vidaus sąlygomis arba kaip pagrindas dažymui bei pasyvavimui.
Termodifuzinio cinkavimo metu dvi 99,99% grynumo cinko vielos lydomos elektros lanku, o suspaustas oras išpurškia išlydyto cinko daleles ant paruošto metalo paviršiaus. Esminis privalumas tas, kad gaminio nereikia kaitinti, todėl išvengiama terminės deformacijos.
Šaltasis cinkavimas yra cinko miltelių mišinio užtepimas teptuku,voleliu arba purkštuvu, panašiai kaip įprastų dažų. Ilgaamžiškumas mažesnis nei karštojo cinkavimo, nes danga plonesnė ir mechaniškai jautresnė.
Taikymo sritys ir nauda
Cinkuotas plienas naudojamas visur, kur metalas susiduria su drėgme, oro kaita ar mechanine apkrova. Statybos sektoriuje cinkuotas plienas dominuoja tvorų, vartų konstrukcijų, stogo skardos, lietvamzdžių, fasadų elementų bei atraminių stulpų gamyboje. Automobilių pramonė cinkuoja kėbulo dalis, važiuoklės elementus ir tvirtinimo detales. Vietoj nerūdijančio plieno cinkuotas plienas pasirenkamas dėl ženkliai mažesnės kainos, o lauko sąlygomis apsauga lieka pakankama daugumai pritaikymų. Cinkavimas suteikia ilgaamžę apsaugą už ženkliai mažesnę kainą nei nerūdijančio plieno alternatyvos.
Kokybę reglamentuoja aiškūs standartai. Finansinė nauda išryškėja per visą gyvavimo ciklą. Pradinė cinkavimo investicija didesnė nei dažymo, tačiau eksploatacijos metu nereikia periodiškai atnaujinti dangos, valyti rūdžių ar keisti pažeistų elementų. Cinkas taip pat yra 100% perdirbamas, o cinkuoto plieno gamybos anglies pėdsakas mažesnis nei nerūdijančio plieno.
Technologijos detalesnės įžvalgos
Ne, cinkavimas yra ne paprastas paviršiaus padengimas, o sudėtingas elektrocheminis apsaugos mechanizmas. Apsauga veikia dviem lygiais vienu metu. Cinkas yra fizinis barjeras, izoliuojantis plieną nuo drėgmės, ir aukojamasis anodas, kuris oksiduojasi vietoj geležies. Karštojo cinkavimo danga, kurios storis siekia 50-100 µm, atviroje kaimo ar miesto aplinkoje saugo plieną 20-50 metų be papildomos priežiūros. Esminis skirtumas slypi technologijoje ir dangos storyje. Galvaninis cinkavimas remiasi elektrochemiškai nusodintu cinku iš druskų tirpalo.
Taip, cinkuotą metalą dažyti galima, tačiau būtinas tinkamas paviršiaus paruošimas. Antras žingsnis: naudoti specialų cinkuotam paviršiui pritaikytą gruntą, veikiantį kaip tarpinis sluoksnis tarp cinko ir dažų. Cinkavimas išlieka viena patikimiausių metalo apsaugos technologijų, leidžiančių dekoratyvinėms ir konstrukcinėms detalėms tarnauti dešimtmečius net ir nepalankiomis sąlygomis.
MERLANA siūlo platų asortimentą cinkuotų ir paruoštų tolesniam apdirbimui dekoratyvinių metalo elementų asortimentą - nuo strypų ir stulpelių iki vartų bei tvorų komponentų. Plieno karštasis cinkavimas - efektyviausia plieninių konstrukcijų antikorozinė apsauga. Proceso metu, metalo konstrukcijos yra merkiamos į rūgštynes vonias, po to nusausinamos ir nardinamos į išlydyto cinko vonias kur temperatūra siekia iki 460 °C. Metalui suteikiama aktyvi katodinė apsauga, kuri apsaugo metalinius gaminius ir įrenginius nuo korozijos. Ilgaamžiškumas, aukšta kokybė, trumpi terminai, lanksti kainų sistema.
UAB KOLORO siūlo aukštos kokybės plieninių konstrukcijų karštąjį cinkavimą, kuris žymiai prailgins jų tarnavimo amžių. Karštasis cinkavimas atliekamas Lenkijoje naujame cinkavimo ceche, kuriame yra įdiegta pati moderniausia vokiška, itališka karštojo cinkavimo technologija. Galime nucinkuoti didelių gabaritų gaminius, maks. 13,0 m. Visus darbus atliekame per trumpą laiką, 3/4 dienos. Karštas cinkavimas atliekamas laikantis EN 9001 normų. Cinko padengimas atitinka EN 14713 ir 1461 reikalavimus. Cinkavimo vonių matmenys nuo 9,0×1,3×2,5 m iki 13,0×1,5×3,0 m.
Plieno parinkimas karštam cinkavimui: sudėtis ir technologiniai niuansai
Cinko padengimo storis priklauso nuo metalo storio, metale esančio silicio kiekio, laiko kiek gaminys būna cinko vonioje ir nuo cinko išlydymo temperatūros. Atrenkant plieną svarbu, kad jo sudėtyje silicio (Si) kiekis būtų 0 - 0,04% arba 0,15 - 0,25 %. Jei į sudėtį įeina 0,05 - 0,14% silicio, tai gali susidaryti per storas ir grubaus paviršiaus cinko sluoksnis, kuris eksploatavimo metu gali pradėti įtrūkinėti. Blogam nucinkavimui įtakos gali turėti ir didelis sieros kiekis - jis neturi viršyti 0,2%. Cinkuojant labai svarbu, kad cinkuojamoje detalėje nebūtų aliuminio elementų. Jo kiekis negali viršyti 0,02%.
Karšto cinkavimo padengimo storis: optimaliausias padengimo storis - nuo 70 iki 120 mikronų. Esant galimybei - nuo 40 iki 250 mikronų. Storesnėje dangoje cinkas pradeda skilinėti ir atšokinėti. Svarbu! Turi būti tinkamai išgręžtos technologinės kiaurymės. Neretai ant neseniai cinkuotų gaminių atsiranda baltos dėmės - jas galima lengvai nuplauti. Tai yra cinko oksidacijos liekamieji produktai, kurie atsiranda, kai šviežiai nucinkuotas gaminys turi sąlytį su vandeniu arba anglies dioksidu. Baltos dėmės - tai cinko reakcijos produktai: cinko hidroksidas ir cinko karbonatas. Cinko oksido sluoksnis susiformuoja maždaug per dvi savaites. Naujai nucinkuoti gaminiai turėtų būti padėti sausoje, gerai vėdinamoje patalpoje. Ištraukiant gaminius iš karšto cinko vonios gali likti nuvarvėjimai, nes cinkas greitai vėsta. Chemiškai apdorojant gaminius druskos rūgštimi, kai metalinės konstrukcijos detalės liečiasi viena su kita, druskos rūgštis gali likti tose ertmėse ir po cinkavimo rūgštis išbėga su rūdimis.
Praktiniai patarimai naudotojams
- Planuodami cinkavimą atsižvelkite į gaminio dydį ir sunkius zoninius apkrovimus: karštasis cinkavimas tinka didesniems gaminiams, o šaltasis - mažesniems ar dekoratyviems elementams.
- Prieš cinkuodami įsitikinkite, kad paviršius nėra alyvuotas ar padengtas tepalais, nes virinimo šlakas ir likučiai gali neigiamai paveikti dangos kokybę.
- Po cinkavimo įrenginius laikykite sausoje ir gerai vėdinutoje patalpoje, kad išvengtumėte baltųjų dėmių susidarymo.
Taikomi standartai ir gaminių įvairovė
| Technologija | Standartai | Tipiniai dangos storiai (µm) | Taikymo sritis |
|---|---|---|---|
| Karštasis cinkavimas | EN 9001, EN 1461, EN 14713 | 50-100 | Tvirti konstrukcijų elementai, didelės atsparumo zonos |
| Galvaninis cinkavimas | RoHS atitiktis | 6-18 | Vidaus sąlygos, dažymas, pasyvavimas |
| Termodifuzinis cinkavimas | 112/ IATA ar kitų regioninių reglamentų nuostatos | priklauso nuo proceso technikos | Atsparumas be kaitinimo |
| Šaltasis cinkavimas | (specifiniai standartai priklauso nuo gamintojo) | plonesnė | Dekoratyviniai, mažesnės apkrovos elementai |
Ekologiškumas ir ekonomika
Cinkuotas plienas naudojamas visur, kur metalas susiduria su drėgme, oro kaita ar mechanine apkrova. Cinko danga dengia plieną efektyviai, o cinko perdirbimas yra 100% galimas. Nereikia periodiškai atnaujinti dangos ir keisti pažeistų elementų per visą eksploatacijos laikotarpį, todėl gyvavimo ciklo metais gaunama finansinė nauda. Cinko padengimo storis ir aukštas kokybės standartų atitikimas užtikrina ilgaamžiškumą ir atsparumą nepalankioms sąlygoms. Palyginti su nerūdijančiu plienu, cinkuotas plienas dažnai yra ekonomiškesnis sprendimas ilguoju laikotarpiu.
Karštojo cinkavimo pagrindai – mokymo modulis B220
Priežiūra ir įvertinimas
Neseniai nucinkuoti gaminiai gali rodyti baltas dėmes - cinko oksido ir karbonato liekanos. Jose atsiranda baltos dėmės, kurias galima lengvai nuplauti. Baltos dėmės atsiranda dėl cinko oksidacijos likučių, kurie susidaro kai šviežiai nucinkuotas gaminys kontaktuoja su vandeniu ar CO2. Naujai nucinkuoti gaminiai turi būti laikomi sausoje ir gerai vėdinamoje patalpoje. Ištraukus gaminius iš karšto cinko vonios gali likti nuvarvėjimai. Chemiškai apdorojant gaminius druskos rūgštimi, kai detalės liečiasi viena su kita, gali likti rūgšties pėdsakų ertmėse ir vėliau rūdys išbėga su rūdimis.
tags: #karstas #cinkavimas #granito