Улучшение устойчивости к атмосферным воздействиям процесса оцинковки поверхности из уголкового проката и практические примеры применения

Угловая сталь является незаменимым металлическим материалом, используемым в строительстве, энергетике, связи и машиностроении. Долговечность и стабильность ее характеристик напрямую влияют на безопасность и срок службы всей конструкции. Среди множества факторов, влияющих на срок службы угловой стали, коррозия является наиболее значительным врагом. Поверхностная оцинковка является ключевым методом борьбы с коррозией и значительно повышает устойчивость угловой стали к атмосферным воздействиям. В этой статье подробно рассматривается, каким образом оцинковка придает угловой стали сильную «иммунную защиту», а также приводятся примеры успешного применения в реальных проектах.

1. Почему оцинковка значительно повышает устойчивость угловой стали к атмосферным воздействиям?

Атмосферостойкость уголка в первую очередь определяется его способностью выдерживать длительное воздействие таких факторов окружающей среды, как воздух, дождь и влажность. Оцинковка обеспечивает двойную защиту по двум основным механизмам:

1. Защита физическим барьером (изоляция)

После горячей оцинковки поверхность уголка покрывается плотным, сплошным цинковым покрытием. Этот цинковый слой полностью изолирует основу из стального проката от коррозионного воздействия внешней среды (такой как кислород и влага), действуя подобно герметичному «защитному костюму» для уголка, что позволяет эффективно предотвращать окисление (коррозию) внутри стальной основы.

2. Электрохимическая защита (жертвенный анод)
Это наиболее уникальный и эффективный механизм защиты процесса оцинковки. В порядке активности металлов цинк более активен (более отрицательно заряжен), чем железо. Когда покрытие из цинка частично повреждается или царапается, обнажая основу из стальной заготовки, цинк и железо образуют гальванический элемент в электролитической среде (например, дождевой воде).

Цинк действует как анод: он активно разрушается коррозией.

Железо действует как катод: оно полностью защищено.

Другими словами, цинк «жертвует» собой, чтобы защитить сталь, находящуюся ниже. Даже если покрытие слегка повреждено, окружающий цинк продолжает обеспечивать защиту, предотвращая распространение ржавчины внутрь. Благодаря этой способности к самоочищению оцинкованный уголок может оставаться без ржавчины в течение длительного времени, даже если на нем есть царапины.

Повышенная устойчивость к атмосферным воздействиям проявляется следующим образом:

Стойкость к атмосферной коррозии: эффективно противостоит коррозии, вызванной сельским воздухом, городской промышленной атмосферой и высокой соленостью океанического воздуха.

Долгий срок службы: при стандартных условиях горячеоцинкованный уголок может обеспечить срок службы 50-70 лет или даже дольше, с очень низкими эксплуатационными затратами.

Износостойкость: слой цинкового сплава с железом обладает высокой твёрдостью и обеспечивает определённую степень защиты от механических повреждений.

II. Основные методы оцинковки: оцинковка методом горячего погружения и холодная оцинковка
Горячее цинкование: травленый уголок погружается в расплавленный цинк при температуре около 450°C, что вызывает поверхностную реакцию, образующую сплавное покрытие. Данный метод создаёт толстое покрытие (обычно более 65 мкм), обладающее высокой адгезией и отличной долговечностью, что делает его предпочтительным методом повышения устойчивости уголка к атмосферным воздействиям и применением в тяжёлых условиях, таких как наружные, сильно промышленные и морские среды.

Цинкование холодным способом (электрогальванизация): Слой цинка наносится на поверхность уголка с помощью электролиза. Покрытие более тонкое, гладкое и эстетичное, однако его коррозионная стойкость значительно ниже, чем у горячего цинкования. Оно применяется в основном в тех случаях, когда требуется высокая точность размеров и сравнительно мягкие условия эксплуатации (например, внутри помещений).

Для применений, требующих превосходной устойчивости к атмосферным воздействиям, уголок с покрытием горячего цинкования является бесспорным лучшим выбором.

III. Практические примеры применения
Пример 1: Опоры высоковольтных линий электропередачи

Сценарий применения: Опоры линий электропередачи длительное время находятся на открытом воздухе и подвергаются воздействию суровых погодных условий, таких как солнце, дождь, перепады температур, ветер и промышленное загрязнение. Условия эксплуатации характеризуются высокой степенью коррозионной активности.

Решение: Все основные несущие конструкции из уголка подвергаются горячему цинкованию.

Эффект: Оцинкованное покрытие обеспечивает десятилетия коррозионной защиты без необходимости обслуживания башен, гарантируя долгосрочную стабильную работу национальной электросети и предотвращая снижение прочности конструкции и аварийные ситуации, вызванные коррозией стали. Это даёт значительные экономические и социальные выгоды.

Случай 2: Монтажная система для крупной солнечной электростанции

Сценарий применения: Системы монтажа солнечных панелей часто устанавливаются на открытом воздухе, в прибрежных районах или на приливных мелководьях. Они должны выдерживать двойное воздействие высокой влажности и высокой солености, что предъявляет очень высокие требования к коррозионной стойкости материалов.

Решение: Горячеоцинкованный уголок широко используется в несущих конструкциях и соединителях систем монтажа солнечных панелей.

Эффект: Оцинкованный стальной уголок эффективно устойчив к коррозии от влаги и соленого тумана, обеспечивая расчетный срок службы 25 лет или более для монтажной системы, соответствующий сроку службы фотovoltaических модулей и снижая значительные затраты на замену или обслуживание в середине срока службы.

Исследование случая 3: Сотовые вышки и ограждения на скоростных дорогах

Сценарий применения: Сотовые вышки также подвержены различным неблагоприятным погодным условиям; ограждения на скоростных дорогах находятся на открытом воздухе и подвержены коррозии от дождя, снега и противообледенительных реагентов (соли).

Решение: Для основных несущих конструкций и крепежных элементов ограждений безопасности этих сооружений широко используется горячеоцинкованный стальной уголок.

Эффект: Это значительно увеличивает срок безопасной эксплуатации сооружений, снижает частоту и стоимость обслуживания, а также обеспечивает бесперебойную связь и безопасное вождение.

Исследование случая 4: Каркасы сельскохозяйственных теплиц

Сценарий применения: В парниковом хозяйстве температура и влажность высокие, а применение пестицидов, удобрений и других химических веществ может ускорять коррозию металлических материалов.

Решение: В качестве основной несущей конструкции парника используется оцинкованный уголок горячего цинкования.

Эффект: Цинковое покрытие защищает стальной каркас от ржавчины, исключая возникновение конструктивных аварийных ситуаций и затраты на замену, вызванные коррозией. Кроме того, чистая поверхность менее подвержена размножению бактерий, что благоприятно для роста сельскохозяйственных культур.

Заключение
Поверхностная оцинковка, особенно горячая оцинковка, значительно улучшает устойчивость к атмосферным воздействиям и срок службы уголковой стали благодаря двойным механизмам защиты: отличной физической изоляции и электрохимическому «жертвенному аноду». От критически важных объектов инфраструктуры, необходимых для благосостояния страны, до повседневных сельскохозяйственных производственных объектов, оцинкованная стальная угловая профильная конструкция благодаря своей надежности, долговечности и экономической эффективности стала материалом выбора для обеспечения структурной безопасности и устойчивости в тяжелых условиях окружающей среды. Выбор подходящего процесса оцинковки для конкретного применения имеет решающее значение для долгосрочного сохранения активов и безопасной эксплуатации.