ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

ul. Twardosławicka 101
97-300 Piotrków Trybunalski

  zmz@zmzcnc.com
  +48 606 934 054

Galwanizacja metalu

Galwanizacja metalu to dość prosty proces i polega na zanurzaniu elementów ze stali w kadzi zawierającej stopiony cynk. Żelazo znajdujące się w stopie stali wchodzi w reakcję z cynkiem, tworząc ściśle powiązaną powłokę stopu. Galwanizacja metalu tworzy wytrzymałą warstwę, która chroni stal przed korozją nawet w najtrudniejszych warunkach, a do tego zapewnia trwałość bez konieczności odświeżania procesu na dziesięciolecia. Odporność zabezpieczonej stali zależy oczywiście od otoczenia i warunków w nim panujących, ale można śmiało stwierdzić, że jest ona 30-krotnie większa niż odporność wersji surowej. Na odporność stali ocynkowanej galwanicznie ma oczywiście wpływ grubość uzyskanej powłoki. Nie należy również zapominać, że o wytrzymałości metalu zadecyduje też środowisko, w jakim metal się znajduje. Niezależnie od tego czy stal będzie wystawiona na działanie atmosfery, promieni UV, śniegu, mrozu, wody czy będzie osadzona w glebie lub betonie to jej żywotność będzie znacznie przedłużona. Galwanizacja metalu spowoduje, że będzie on praktycznie bezobsługowy przez długie lata, a obserwacja metalu w pierwszych latach jego użytkowania określi nam częstotliwość konserwacji.

Spis treści:

  1. Na czym polega galwanizacja metalu?
  2. Jak przygotować metal do galwanizacji?
  3. Galwanizacja metalu i jej zalety.
  4. Jakie są wady galwanizacji metalu?
  5. Jakie produkty są wykonane ze stali ocynkowanej?
  6. W jakich branżach wykorzystuje się stal ocynkowaną?

Na czym polega galwanizacja metalu?

Galwanizacja metalu to połączenie cynkowania ogniowego i wyżarzania. Przed rozpoczęciem cynkowania, metal należy oczyścić roztworem kaustycznym, a następnie wytrawić w roztworze kwaśnym. Proces rozpoczyna się od cynkowania ogniowego, w którym metal zanurza się w gorącej kąpieli cynkowej o temperaturze ok. 435-455°C. Kąpiel cynkowa zawiera co najmniej 98% czystego cynku. W trakcie kąpieli cynk reaguje z żelazem zawartym w stopie stali, tworząc szereg warstw stopu cynku i żelaza, aby na końcu procesu uzyskać powłokę wierzchnią o zawartości 100% cynku. Po wyjęciu powleczona cynkiem powierzchnia reaguje z tlenem, tworząc tlenek cynku, a następnie reaguje z dwutlenkiem węgla, tworząc węglan cynku. Powleczony cynkiem metal zostaje przepuszczony przez silne strumienie powietrzne w celu usunięcia nadmiaru cynku. Metal jest później bardzo krótko podgrzewany w specjalnym piecu do wyżarzania w temperaturze 500-565°C. To powoduje dyfuzję warstw żelaza i cynku, a następnie utworzenie warstw stopu tych pierwiastków. Proces galwanizacji metalu kończy kontrola stali ocynkowanej. Jest to proste, gdyż cynk nie zareaguje z zanieczyszczoną stalą, więc kontrola polega na wizualnej ocenie produktu. Warto również przeprowadzić testy grubości powłok i zgodności z normami ASTM.

Galwanizacja metalu

Jak przygotować metal do galwanizacji?

Przed rozpoczęciem procesu galwanizacji metalu konieczne jest odpowiednie przygotowanie materiału. Stal zanim zostanie zanurzona w kąpieli stopionego cynku musi zostać odpowiednio przygotowana. Materiał musi zostać poddany odtłuszczaniu, trawieniu i topnikowaniu.

Odtłuszczanie/czyszczenie żrące polega na tym, że gorący roztwór alkaliczny, kąpiel z łagodnym kwasem lub biologiczna kąpiel czyszcząca usuwają zanieczyszczenia ze stali tj. brud, tłuszcz czy olej.

Trawienie ma na celu usunięcie zgorzeliny walcowniczej i tlenków żelaza. Stal musi więc przejść przez rozcieńczony roztwór ogrzanego kwasu siarkowego lub kwasu solnego.

Topnikowanie to końcowy etap przygotowania powierzchni. Wszelkie pozostałe na niej tlenki są usuwane w roztworze chlorku amonowo-cynkowego. Następnie na stali jest nakładana warstwa ochronna, która będzie zapobiegać dalszemu tworzeniu się tlenków przed docelowym cynkowaniem.

Galwanizacja metalu
Galwanizacja metalu

Galwanizacja metalu i jej zalety

Powłoka cynkowa stanowiąca warstwę wierzchnią elementów ocynkowanego metalu, ma sporo zalet:

  • blokuje wnikanie substancji, wywołujących korozję i znacznie opóźnia pojawienie się rdzy,
  • wydłuża ochronę metalu na dziesięciolecia, gdyż ocynkowana stal przemysłowa wytrzyma nawet 50 lat w przeciętnych warunkach, a około 20 lat w środowisku narażonym na działanie wody,
  • wzmacnia fizyczną odporność metalu, gdyż powłoki ocynkowane są nie tylko ogólnie grubsze od innych, ale tworzą bezpośrednie wiązania metalurgiczne ze stalą, co zapewnia im wyjątkową odporność na uszkodzenia,
  • na stal ocynkowaną nie mają wpływu substancje kwaśne, tj. np. kwas solny czy siarkowy,
  • nadaje się do malowania, dzięki czemu zyskuje dodatkową warstwę chroniącą przed korozją,
  • w przypadku cynkowania ogniowego powlekane są wszystkie części poddawane cynkowaniu, a tym samym chronione. Nawet te trudne w obróbce lub niemożliwe do zabezpieczenia w przypadku innych metod ochrony antykorozyjnej jak np. ostre narożniki, wgłębienia, otwory czy obszary normalnie niedostępne,
  • koszt początkowy cynkowania jest niższy niż w przypadku innych stosowanych powłok antykorozyjnych do stali. Dodatkowo metoda ta zapewnia również niższe koszty użytkowania długoterminowego, a to również dzięki stosunkowo rzadkiej konserwacji, która nie wymaga w związku z tym wysokich nakładów,  
  • łatwość kontroli bieżącego stanu ocynkowanego elementu – wystarczy wzrokowe sprawdzenie czy powłoka nie ma uszkodzeń.

Jakie są wady galwanizacji metalu?

Jak każda z metod ochrony przed korozją, tak i ta ma swoje wady:

  • powłokę cynkową można usunąć przy pomocy magnesu, a wtedy pozbawiona ochrony cynkowej stal zardzewieje. Przewidując kontakt z magnesem warto więc zabezpieczyć ocynkowaną powierzchnię warstwą tworzywa sztucznego lub włókna szklanego,
  • ocynkowana powłoka może odpryskiwać i tworzyć nierówną powierzchnię, która przyśpieszy korozję i skróci żywotność metalu,
  • nie każdy element da się ocynkować – problemem są bardzo małe detale, ale również bardzo duże przekraczające wymiary zbiorników do cynkowania,
  • powierzchnie ocynkowane są bardzo twarde i wytrzymałe, a więc nie będą odpowiednie do użycia tam, gdzie wymagana jest elastyczność czy spawanie,
  • naprawa uszkodzonych powłok cynkowych wymaga specjalnych umiejętności, a także doświadczenia oraz technologii,
  • proces cynkowania wymaga czasu, gdyż nałożony cynk musi dobrze ostygnąć i osadzić się na stali, aby nie ulec uszkodzeniu od razu po zakończeniu procesu.

Jakie produkty są wykonane ze stali ocynkowanej?

Stal ocynkowana w procesie galwanizacji metalu jest dostępna w różnych postaciach. Ze względu na niskie koszty jej eksploatacji oraz niezwykłą wytrzymałość, korzysta z niej wiele branż. Jest mocna, trwała i odporna na drobne uderzenia i zadrapania. Można tu wymienić np. takie detale jak:

  • rury i drut ocynkowany,
  • duże elementy ze stali ocynkowanej wykorzystywane w branży budowlanej,
  • części samochodowe np. elementy karoserii samochodów ciężarowych i autobusów,
  • części urządzeń gospodarstwa domowego np. pralek, klimatyzatorów, suszarek do włosów, części komputerowych itp.
  • wieże elektryczne wysokiego napięcia, przekładnie ochronne, znaki drogowe, nakrycia włazów drogowych, części kanałów ściekowych czy rurociągów,
  • ochrona ścian i filarów na budynkach komercyjnych,
  • ławki przystankowe, balkony, werandy, klatki schodowe, chodniki i drabiny,
  • słupy oświetleniowe, słupy wysokiego napięcia,
  • bramy, kraty drzwiowe i okienne, osłony okienne i drzwiowe,
  • rzeźby, pomniki ,instalacje artystyczne,
  • metalowe kubły, wiadra, nakrętki, śruby, gwoździe i inne drobne elementy

W jakich branżach wykorzystuje się stal ocynkowaną?

Branża budowlana mieszkaniowa lub komercyjna wykorzystuje stal ocynkowaną ze względu na jej trwałość i estetykę.

Branża telekomunikacyjna wykorzystuje ją przy okablowaniu telefonicznym i puszek sprzętowych ze względu na małe szanse uszkodzenia i konieczność konserwacji,

Branża motoryzacyjna do wyrobu karoserii (do 80% korpusu samochodu składa się ze stali ocynkowanej), która zyskuje dzięki temu gwarancje antykorozyjne,

Branża rolnicza a konkretnie sprzęt rolniczy, który jest wyjątkowo podatny na korozję ze względu na trudne warunki pracy, ale też silosy rolnicze czy kojce dla zwierząt hodowlanych,

Branża wiatrowa i fotowoltaiczna ze względu na przymus nieprzerwanego działania jest zależna od wysokiej jakości komponentów.

ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c. - obróbka CNC, usługi frezowania CNC

© 2024 All rights Reserved. Designed and powered by ZMZ Radosław Misztela, Kamil Kraska s.c.

Projekt graficzny: Magdalena Mirowska, Zdjęcia: Agnieszka Seklecka

This site is registered on wpml.org as a development site. Switch to a production site key to remove this banner.