Покращення стійкості до погодних умов процесу цинкування поверхні кутової сталі та практичні приклади застосування

Кутниковий профіль є незамінним металевим матеріалом, що використовується в таких галузях, як будівництво, електротехніка, зв'язок та машинобудування. Тривалість служби та стабільність його характеристик безпосередньо впливають на безпеку та термін експлуатації всієї конструкції. Серед багатьох факторів, що впливають на тривалість служби кутникового профілю, корозія є найбільшим ворогом. Поверхневе цинкування є ключовим методом боротьби з корозією та суттєво підвищує стійкість кутникового профілю до атмосферних впливів. У цій статті детально розглядається, як саме цинкування надає кутниковому профілю сильний "імунітет", а також наведені приклади успішного застосування у реальних проектах.

1. Чому цинкування суттєво підвищує стійкість кутникового профілю до атмосферних впливів?

Стійкість кутника до погодних умов полягає переважно в його здатності витримувати тривалу дію екологічних факторів, таких як повітря, дощ та вологість. Цинкування створює подвійний захисний бар'єр за двома основними механізмами:

1. Фізичний бар'єрний захист (ізоляція)

Після гарячого цинкування поверхня кутника покривається щільним, цілісним шаром цинку. Цей шар цинку повністю ізолює основу зі сталі від корозійного зовнішнього середовища (такого як кисень і волога), діючи як герметичний "захисний костюм" для кутника, принципово запобігаючи окисненню (іржавінню) всередині сталевої основи.

2. Електрохімічний захист (жертвувальний анод)
Це найбільш унікальний та ефективний механізм захисту процесу оцинковування. У порядку активності металів цинк більш активний (більш негативно заряджений), ніж залізо. Коли покриття цинком частково пошкоджене або подряпане, відкриваючи основу сталі, цинк і залізо утворюють гальванічний елемент у електролітному середовищі (наприклад, дощова вода).

Цинк діє як анод: він активно витрачається корозією.

Залізо діє як катод: воно повністю захищене.

Іншими словами, цинк «жертвує» собою, щоб захистити сталеву основу. Навіть якщо покриття трохи пошкоджене, оточуючий цинк продовжує забезпечувати захист, запобігаючи поширенню іржі зсередини. Ця здатність до самозахисту дозволяє зберігати кутову оцинковану сталь без іржі протягом тривалого часу, навіть якщо вона подряпана.

Покращена стійкість до атмосферних впливів проявляється наступним чином:

Стійкість до атмосферної корозії: Ефективно протистоїть корозії, викликаній сільським повітрям, міським промисловим повітрям та високим вмістом солі в повітрі океану.

Тривалий термін служби: За стандартних умов гарячецинкована кутова сталь може досягати терміну служби 50-70 років або навіть більше, з дуже низькими витратами на обслуговування.

Зносостійкість: Шар сплаву цинку та заліза має високу твердість і забезпечує певний ступінь стійкості до механічних пошкоджень.

II. Поширені процеси цинкування: гаряче цинкування та холодне цинкування
Гаряче цинкування: Кислотоочищена кутова сталь занурюється в розплавлений цинк приблизно при 450°C, що викликає реакцію на поверхні з утворенням сплавного покриття. Цей процес забезпечує товсте покриття (зазвичай понад 65 мкм), міцне зчеплення та виняткову стійкість, що робить його переважним методом для підвищення стійкості кутової сталі до атмосферних впливів, придатним для жорстких умов, таких як вуличні, важкі промислові та морські застосування.

Цинкування зануренням у холодний розчин (електроцинкування): шар цинку наноситься на поверхню кутової сталі шляхом електролізу. Покриття є тоншим, гладшим і більш естетичним, але його стійкість до корозії значно нижча, ніж при гарячому цинкуванні зануренням. Переважно використовується в застосуваннях, що вимагають високої точності розмірів, а також у порівняно м’яких умовах (наприклад, усередині приміщень).

Для застосувань, що вимагають виняткової стійкості до погодних умов, кутова сталь гарячого цинкування є беззаперечним найкращим вибором.

III. Практичні приклади застосування
Приклад 1: Опори ліній електропередачі високої напруги

Сфера застосування: опори ліній електропередачі тривалий час перебувають під відкритим небом, зазнаючи впливу суворих погодних умов, таких як сонце, дощ, перепади температури, вітер та промислове забруднення. Умови корозії є надзвичайно жорсткими.

Рішення: вся основна конструкційна кутова сталь має покриття гарячого цинкування.

Ефект: Цинкове покриття забезпечує багаторічний захист від корозії без потреби у технічному обслуговуванні веж, забезпечуючи тривалу та стабільну роботу енергомережі країни та запобігаючи втраті міцності конструкцій і аваріям, викликаним корозією сталі. Це має суттєвий економічний і соціальний ефект.

Випадок 2: Монтаж сонячних електростанцій великої потужності

Сфера застосування: Системи монтажу сонячних панелей часто встановлюють на відкритому повітрі, біля узбережжя або на припливних місцевостях. Вони мають витримувати подвійний вплив високої вологості та високої солоності, що ставить надзвичайно високі вимоги до корозійної стійкості матеріалів.

Рішення: Гарячеоцинкована кутова сталь широко використовується в несучих конструкціях і з'єднувальних елементах систем монтажу сонячних панелей.

Ефект: Цинковані куточки ефективно протистоять корозії від вологи та солоних бризів, забезпечуючи термін служби конструкції 25 років або більше, що відповідає терміну служби фотогальванічних модулів і зменшує значні витрати на заміну або обслуговування в середині терміну експлуатації.

Дослідження випадку 3: Сполучні вежі та дорожні огородження

Сценарій застосування: Сполучні вежі також піддаються різноманітним погодним умовам; дорожні огородження розташовані на вулиці і схильні до корозії від дощу, снігу та реагентів для розтанення льоду (сіль).

Рішення: Для основних несучих конструкцій та кріплень огороджень цих споруд широко використовуються цинковані куточки гарячого занурення.

Ефект: Це значно подовжує термін безпечної експлуатації споруд, зменшує частоту та витрати на обслуговування, забезпечує безперебійний зв'язок і безпечне дорожнє рух.

Дослідження випадку 4: Каркаси сільськогосподарських теплиць

Сфера застосування: У середовищі теплиці високі температура і вологість, а також пестициди, добрива та інші хімічні речовини можуть прискорювати корозію металевих матеріалів.

Рішення: Для основного несучого каркасу теплиці використовується оцинкована перфорована сталь гарячого оцинковування.

Ефект: Цинкове покриття захищає сталевий каркас від іржі, усуваючи структурну небезпеку та витрати на заміну, спричинені корозією. Крім того, чиста поверхня менш схильна до росту бактерій, що сприяє росту сільськогосподарських культур.

Висновок
Поверхневе цинкування, зокрема гаряче цинкування, суттєво підвищує стійкість до атмосферних впливів та термін служби кутової сталі завдяки подвійним механізмам захисту: чудливій фізичній ізоляції й електрохімічному «жертвенному аноду». Від критично важливих об'єктів інфраструктури, що мають відношення до добробуту країни, до звичайних сільськогосподарських об'єктів, оцинкована кутова сталь, завдяки своїй надійності, міцності та вигідному співвідношенню ціни й якості, стала матеріалом вибору для забезпечення структурної безпеки та стабільності в умовах агресивного середовища. Вибір відповідного методу цинкування для конкретного застосування є ключовим для тривалого зберігання активів та безпечного функціонування.