Гальванизациялық болат H-тәрізді арқалықтың екі деңгейлі қорғану механизмі

Цинк — оттегі мен ылғалға қарсы физикалық кедергі

Гальванизациялық болат H-тәрізді арқалықтар цинк қабаты арқылы қорғанады; бұл қабат коррозияға әкелетін оттегі, су және басқа да орта факторларына қарсы тығыз кедергі ретінде әрекет етеді. Цинк көмірқышқылы мен ылғалмен әрекеттескенде цинк карбонаты деп аталатын зат түзіледі — бұл негізінде қабаттағы микроскопиялық саңылауларды толтыратын берік сыртқы қабықша. Бұл қорғанушы қабықша зиянды заттардың нақты болат негізіне жетуін тоқтатады, сондықтан қызмет көрсетуге қажетті уақыт ішінде қорғаныс бұзылмайды. Қабат 45–85 микрометр қалыңдықта дұрыс түрде қолданылса, ол көптеген жылдар бойы өнеркәсіптік ластанудан толық қорғанып, бетті тұрақты жабып тұрады.

Цинктің болат негізінің құрбан болатын (катодтық) қорғануы

Цинк қорғау қабаты электрхимиялық немесе катодтық қорғауды қамтамасыз етеді. Егер бұл қабат сызылса немесе басқаша зақымданса, цинк болаттың өзінің астындағы бетін қорғау үшін алдымен өзі коррозияға ұшырайды — сөйтіп, ол шынымен-ақ құрбан болатын қорғаушы қабат ретінде әрекет етеді. Цинк қабаты зақымданған кезде цинк иондары қалыпты көрінетін жерден шамамен 3 миллиметрге дейін жақсы қозғалады. Олар құрамында қорғаушы оксидті қабаттар түзеді, сондықтан ылғалды ауа жағдайында екі күн ішінде өздігінен кішкентай сызықтарды түзете алады. Бұл барлық процесс нәтижесінде коррозия тек цинк бөлігінде ғана пайда болады, ал болат конструкциясының өзі — әдетте проблемалар туындайтын жерлерде, мысалы, қиырлар мен дәнекерленген жерлерде — тіпті де коррозияға ұшырамайды. Өткен жылы жарияланған «Теңіз коррозиясы туралы есеп» бойынша жүргізілген тәжірибелік зерттеулер көрсеткендей, гальваникалық қапталған H-тәрізді профильдер теңіз суына жақын, әдетте коррозия өте белсенді түрде жүретін аймақтарда бес жыл бойы тұрып, бастапқы бетінің шамамен 98,5%-ын сақтап қалды.

Қыздырылған цинкке батыру процесі: Металлургиялық байланыс және біркелкі қаптама

H-тәрізді арқалықтарды қыздырылған цинкке батыру процесінің қадамдары

Гальванизация процесі алдымен терең тазарту сатысынан басталады. Жұмысшылар май қалдықтарын тазарту үшін дегрейзерлерді пайдалануы керек, одан кейін қышқыл ерітінділерімен станоктық қабықшаны алып тастауы және келесі сатыда тотығуды тоқтату үшін флюс өңдеуін жүргізуі қажет. Бұл дайындық сатылары аяқталғаннан кейін Н-тәрізді арқалықтар шамамен 450 °C температурада балқыған цинк ваннасына салынады. Осы температурада цинк болаттағы темір атомдарымен әрекеттесіп, соңғы өнімдерде көрінетін қорғаныш қорытпалы қабаттарды түзеді. Цинк ваннасынан шығарылғаннан кейін мұқият салқындату балқыған қабатты металл бетінің барлық бөлігіне берік және біркелкі жабысуын қамтамасыз ететін қабықшаға айналдырады. Қыздырылған батырма арқылы гальванизация басқа әдістерден — мысалы, бояу шашу немесе электролиттік никельдеу — ерекшеленеді, себебі ол басқа әдістердің жеткізе алмайтын қиын жетуге болатын аймақтарға да терең енеді. Уақыт өте келе ылғал жиналатын конструкциялық элементтердің ішкі жасырын бұрыштарын елестетіңіз. Барлық операция әдетте бірнеше сағат ішінде аяқталады, яғни қорғаныс үшін қызметкерлер мен жобалар темірдің шіруі мен коррозиясына қарсы апталар бойы күтуге тура келмейді.

Неге металлургиялық байланыс ұзақ мерзімді адгезия мен тұрақтылықты қамтамасыз етеді

Металлургиялық байланыс туралы айтқанда, цинк шыныменде болатқа атом деңгейінде бірігеді. Батыру процесі жүргізілген кезде цинк пен темір бір-бірімен араласа бастайды, нәтижесінде цинк пен темірдің қоспаларынан тұратын үш қабат пайда болады — Гамма, Дельта және Цета деп аталатындар. Бұл қабаттар сыртқа қарай цинк мөлшері артқан сайын таза цинктен тұратын бетке айналады. Бұл материалдардың молекулалық деңгейде бірігуі цинктің қапталған болат өнімдерімен жұмыс істейтіндерге маңызды артықшылықтар әкеледі.

• Механикалық беріктік : Қапталған қабат өнімді өңдеу, тасымалдау және орнату кезінде сынғыштыққа, түсуіне және әсер етуге төзімді
• Біркелкі коррозияға төзімділік : Үздіксіз қаптама жиектерде, тесіктерде немесе күрделі геометриялық пішіндерде әлсіз нүктелерді жояды
• Өзін-өзі түзету қабілеті : Ашылған болат цинктің катодтық қорғанысы арқылы қорғалады, ол зақымданған жағдайда да сақталады

: Бояу немесе электропластикаға қарамастан — олар беттің үстіне орналасады ең жоғарыда беттің бетінде — бұл металлургиялық қосылыс төменгі қабаттың коррозиясын болдырмауға және қатаң, жоғары тұздылықты немесе химиялық тұрғыдан агрессивті орталарда ондаған жылдар бойы қорғанысты сақтауға мүмкіндік береді.

Цинктелген болат Н-тәрізді арқалық пен өңделмеген болат: шынайы әлемдегі қолданыстағы коррозияға төзімділік

Өнеркәсіптік, теңіздік және қалалық орталарда қызмет көрсету мерзімін ұзарту бойынша деректер

Цинктелген болат Н-тәрізді арқалықтар барлық негізгі әсер ету санаттары бойынша өңделмеген көміртекті болаттан айтарлықтай жоғары көрсеткішке ие — қызмет көрсету мерзімін ұзартады, қолданыс кезіндегі қызмет көрсетуді азайтады және циклдық құнын төмендетеді.

• Өнімдік зоналар : Өңделмеген болат көбінесе күкірт диоксиді, азот оксидтері және қышқылды бөлшектер әсерінен 2–5 жыл ішінде көрінетін коррозия белгілерін көрсетеді. Цинктелген Н-тәрізді арқалықтар қорғаныс қабаты мен катодтық қорғаныс әсері арқасында 15–25 жыл бойы құрылымдық бүтіндігін сақтайды.
• Денізгі орталықтар тұзға қаныққан ауа мен шашыраған су арқылы өңделмеген болаттың қызмет ету мерзімі 1–3 жылға дейін қысқарады. Цинктелген H-тәрізді балкалар осы шарттарда 10–15 жыл бойы төзімділік көрсетеді — металлургиялық тұрғыдан бекітілген қабат баяу және біркелкі коррозияға ұшырайды, сондықтан кесілген ұштар мен дәнекерленген жерлерде де негізгі металды қорғайды.
• Қалалық инфрақұрылым ылғалға, жолдардың тоңазытқыш тұздарына және атмосфералық ластанғыш заттарға ұшырау әдетте өңделмеген балкалардың қызмет ету мерзімін 7–10 жылға дейін шектейді. Цинктелген балкалар 30 жылдан астам қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді, оларды тексеру немесе қайта бояу қажеттілігі аз болады; бұл Американдық цинктеушілер ассоциациясының деректері бойынша жалпы циклдық құнын 40%-ға дейін азайтады. Циклдық құндылық талдау бағдарламасы .

Бұл расталған төзімділік тікелей қауіпсіздікті арттыруға, тоқтап қалу уақытын азайтуға және инвестициялардың қайтарымдылығын көтеруге апаратын — әсіресе көпірлерде, электр беру тораптарында және көпқабатты құрылымдық каркастарда.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Цинктелген болат H-тәрізді балкалардың цинк қабатының негізгі қызметі қандай?

Цинктың бұрышы коррозияға әкелетін элементтерге, мысалы, оттегі мен ылғалға қарсы кедергі ретінде әрекет етеді және болат негізінде құрылған құрылымдардың шірігенін болдырмауға көмектеседі.

Цинктың бұрышы зақымданған кезде қалай өзін-өзі түзетеді?

Цинктың бұрышы зақымданған жағдайда цинк иондары сызықтарды жабу үшін қозғалады және кіші зақымдарды күндер ішінде түзететін қорғаныш оксидті қабаттарды түзеді.

Неге басқа әдістерге қарағанда ыстық батыру арқылы цинктеу әдісі қолданылады?

Ыстық батыру арқылы цинктеу әдісі цинкті болатқа молекулалық деңгейде тұрақты байланыс құрып, қиын жетуге болатын аймақтарда да біркелкі жабылу мен күшейтілген тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

Гальванизацияланған болат H-білеушелері қандай орталарда ең көп пайда көрсетеді?

Өнеркәсіптік аймақтар, теңіздік орталар және қалалық инфрақұрылым гальванизацияланған болаттың қорғаныш қасиеттерінен кеңінен пайдаланады, бұл олардың пайдалану мерзімін ұзартады және жалпы ұсталу шығындарын азайтады.