Бұрыштық болаттың бетін цинкпен қаптау процесінің атмосфералық тұрақтылығын жақсарту және оның практикалық қолдану мысалдары

Бұрыштық болат құрылыс, электр, байланыс, сонымен қатар машина жасау салаларында қолданылатын маңызды металл материал болып табылады. Оның ұзақ мерзімді пайдалануы мен тұрақтылығы бүкіл құрылымның қауіпсіздігі мен қызмет ету мерзіміне тікелей әсер етеді. Бұрыштық болаттың қызмет ету мерзіміне әсер ететін көптеген факторлардың ішінде коррозия ең үлкен дұшпан болып табылады. Бетін цинкпен қаптау коррозиямен күресудің негізгі әдісі болып табылады және бұрыштық болаттың атмосфералық төзімділігін айтарлықтай арттырады. Бұл мақалада цинкпен қаптау бұрыштық болатқа қаншалықты "иммунитет" беретіні туралы талқыланады және нақты жобаларда оның сәтті қолданылуы туралы айтылады.

1. Неліктен цинкпен қаптау бұрыштық болаттың атмосфералық төзімділігін айтарлықтай арттырады?

Бұрыштық болаттың атмосфералық тұрақтылығы әсіресе ауа, жаңбыр және ылғалдылық сияқты қоршаған орта факторларының ұзақ уақытты әсеріне төзімділігін білдіреді. Цинкпен қаптау екі негізгі механизм арқылы екі қорғаныш барьерін құрады:

1. Физикалық барьерлік қорғаныс (бөлу)

Қыздырып цинкпен қаптағаннан кейін бұрыштық болат беті тығыз, толық цинк қабатымен қапталады. Бұл цинк қабаты негізгі болат негізін коррозияға ұшырататын сыртқы ортадан (мысалы, оттегі мен ылғалдылықтан) толық бөліп тұрады, бұрыштық болат үшін ауатығыз қорғаныш киімі сияқты әрекет етеді және болат негізіндегі тот батуының алдын алады.

2. Электрохимиялық қорғаныс (құрбандық аноды)
Бұл - әрлеу процесінің ең бірегей және тиімді қорғаныс механизмі. Металл белсенділік ретінде мырыш темірден белсендірек (теріс зарядталған). Қаптама бөлігі зақымданған немесе сызылған кезде, оның астындағы болат негізі ашылып қалады, мырыш пен темір электролитті ортада (мысалы, жаңбыр суында) гальваникалық элемент түзеді.

Мырыш анод ретінде әрекет етеді: коррозия нәтижесінде белсенді түрде жұмсалады.

Темір катод ретінде әрекет етеді: толық қорғалған күйде болады.

Басқаша айтқанда, мырыш өзін «құрбан етіп» астындағы болатты қорғайды. Қаптама аздап зақымдалса да, айналасындағы мырыш қорғанысты жалғастырады, ішке қарай таттың таралуын болдырмаиды. Бұл өзін-өзі қорғау қабілетіне байланысты әрленген бұрыштық болат ұзақ уақыт бойы таттан таза күйде қалады, оның сызылғанына қарамастан.

Нәтижесінде атмосферостойкость жақсаруы келесідей білінеді:

Атмосфералық коррозияға тұрақтылық: Ол ауылдық ауадан, қалалық өнеркәсіптік ауадан және теңіздің жоғары тұздылығы бар атмосферасынан туындайтын коррозияға тиімді түрде қарсы тұрады.

Ұзақ қызмет ету мерзімі: Стандартты жағдайларда ыстық кезекте цинктелген бұрышты болат 50-70 жыл немесе одан да көп қызмет етіп, өте аз жөндеу шығындарын қамтамасыз етеді.

Тозуға тұрақтылық: Цинк-темір қорытпасының қабаты қатты болып келеді және механикалық зақымдануға белгілі дәрежеде қарсы тұру қабілетіне ие.

II. Негізгі цинктеу әдістері: ыстық кезекте цинктеу және суық кезекте цинктеу
Ыстық кезекте цинктеу: Қышқылмен жуылған бұрышты болат шамамен 450°C температурада балқытылған цинкке батырылады, бетінде қорытпа қабат түзілуі үшін реакция тудырады. Бұл әдіс қалың қабат (әдетте 65 мкм-ден жоғары), берік бекітілуі және ұзақ мерзімді қызмет көрсетуін қамтамасыз етеді, бұрышты болаттың атмосфералық тұрақтылығын арттыру үшін негізгі әдіс болып табылады және ашық алаңдарда, ауыр өнеркәсіптерде және теңіз ортасында сияқты қатаң жағдайлар үшін қолайлы.

Суық балқытылған цинк жабу (Электроцинктеу): Цинк қабаты бұрыштық болатқа электролиз арқылы тұндырылады. Қаптамасы жұқа, бірақ беті тегіс және эстетикалық тартымды, ыстық балқытылған цинк жабумен салыстырғанда коррозияға тұрақтылығы біршама төмен. Әсіресе, өлшемді дәлдікті талап ететін және салыстырмалы түрде қолайлы ортада (ішкі ортада) қолданылады.

Аса жоғары атмосфералық тұрақтылықты талап ететін қолданыста ыстық балқытылған цинк жабылған бұрыштық болат – талас тудырмайтын ең жақсы таңдау болып табылады.

III. Қолданыстағы нақты жағдайлар
1-жағдай: Жоғары кернеулі желі трансформаторлық тораптары

Қолдану ортасы: Тораптар ұзақ уақыт ашық ауада болады, күн сәулесіне, жаңбырға, температура ауытқуларына, желге, өнеркәсіптік ластануға ұшырайды. Коррозиялық орта өте ауыр.

Шешім: Негізгі конструкциялық бұрыштық болаттың бәрі ыстық балқытылған цинкпен жабылған.

Әсері: Цинктелген қаптама тауарлар ұзақ уақыт бойы электр желілерінің тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз етіп, бекіту құрылыстарын коррозиядан сақтайды және болаттың коррозиясы салдарынан пайда болатын құрылымдық беріктіліктің төмендеуі мен қауіпсіздік оқиғаларын болдырмақ. Бұл елдің экономикалық және әлеуметтік пайдалануына үлкен үлес қосады.

2-жағдай: Үлкен көлемді фотоэлектр станциясының орнатылуы

Қолдану ортасы: Фотоэлектр орнату жүйелері жиі ашық аумақтарда, теңіз жағалауларында немесе сазды жерлерде орнатылады. Олар ылғалдылық пен тұздылық деңгейінің жоғары болуынан туындайтын қосарланған қиыншылықтарға төтеп беруі тиіс, бұл материалдардың коррозияға тұрақты болуына жоғары талап қояды.

Шешім: Қыздырып цинктеу әдісімен дайындалған бұрыштық болат фотоэлектр орнату жүйелерінің сүйеу құрылымы мен қосылыстарын жасау үшін кеңінен қолданылады.

Әсері: Цинктелген бұрышты болат ылғал мен тұз буларынан пайда болатын коррозияға тұрақты болып келеді, осылайша монтаждық жүйенің жобалық қызмет көрсету мерзімі 25 жыл немесе одан да көп болып, фотобетонды модульдердің қызмет көрсету мерзіміне сәйкес келеді және ортада қайта ауыстыру немесе жөндеу шығындарын азайтады.

Зерттеу жағдайы 3: Байланыс мұнаралары мен жол қорғаныс таспасы

Қолдану сценарийі: Байланыс мұнаралары әртүрлі ауа райы жағдайларына ұшырайды; жол қорғаныс таспасы ашық аумақта орналасқан және жаңбыр, қар мен күштік заттар (тұз) әсерінен коррозияға ұшырайды.

Шешім: Құрылыстардың негізгі тіреу құрылымдары мен қауіпсіздік қорғаныс таспасын бекіту үшін жиі қызумен цинктелген бұрышты болат қолданылады.

Әсері: Бұл құрылыстардың қауіпсіз қызмет көрсету мерзімін ұзақтырады, жөндеу жиілігі мен шығындарын азайтады және байланыстың үздіксіз жұмысы мен қауіпсіз жүруді қамтамасыз етеді.

Зерттеу жағдайы 4: Жылыжайлардың рамалары

Қолдану аясы: Жылыжай ортасы жоғары температура мен ылғалдылыққа, сондай-ақ пестицидтер, тыңайтқыштар және басқа да химикаттардың метал материалдарды коррозияға ұшыратуына сипаттама береді.

Шешім: Жылыжайдың негізгі тіреу рамасы ретінде ыстық әктаңбалы болат бұрышты пайдаланады.

Әсері: Әктаңбалы қабат болат раманы таттан қорғайды, соның нәтижесінде таттан пайда болған құрылымдық қауіпсіздік қаупі мен ауыстыру құны жойылады. Сонымен қатар, таза беттік бактериялардың өсуіне әлсіз тұрақты, бұл дауылға пайдалы әсер етеді.

Қорытынды
Бетін цинкпен қаптау, әсіресе ыстық цинкпен қаптау, бұрыштық болаттың атмосфералық тұрақтылығын және пайдалану мерзімін оның үлкен физикалық бөгет жасауы мен электрхимиялық "тұтынушы анод" механизмдері арқылы арттырады. Елдің әл-ауқатына маңызы зор негізгі инфрақұрылықтан бастап күнделікті ауыл шаруашылығы өндірісінің құрылыстарына дейін, цинкпен қапталған бұрыштық болат өзінің сенімділігі, тұрақтылығы мен құнының тиімділігіне байланысты қатты жағдайдағы құрылыстардың қауіпсіздігі мен тұрақтылығын қамтамасыз ететін таңдалған материал болып табылады. Қолдану саласына сәйкес цинкпен қаптау процесстерін таңдау активтерді ұзақ уақыт сақтау мен қауіпсіз жұмыс істеу үшін маңызды.