Porównanie kosztów wytwarzania i eksploatacji powłok cynkowych różnego typu
Systemy powłokowe wytworzone z udziałem cynku są najlepszym sposobem ochrony antykorozyjnej wyrobów stalowych przed korozją atmosferyczną. W artykule przedstawiono analizę kosztów wytwarzania i eksploatacji powłok cynkowych otrzymanych metodą zanurzeniową, natrysku cieplnego i malowania. Na podstawie przedstawionych kalkulacji można stwierdzić, że ze względów ekonomicznych najkorzystniejsze jest stosowanie systemów kompleksowych w układzie zanurzeniowa powłoka cynkowa – powłoka lakierowa.
Korozja atmosferyczna konstrukcji i wyrobów wykonanych ze stali stanowi duży problem techniczny i ekonomiczny. Szacuje się, że w wyniku niszczenia korozyjnego polska gospodarka rocznie traci 8-10% PKB. Powszechnie stosowanym sposobem pozwalającym na zabezpieczenie powierzchni stali przed korozją jest stosowanie powłok ochronnych zawierających cynk. W warunkach korozji elektrochemicznej cynk ulega dużo wolniejszej degradacji niż chroniony stop żelaza i stanowi barierę oddzielającą powierzchnię wyrobu od środowiska korozyjnego. Dodatkowo, podczas uszkodzenia powłoki cynk zabezpiecza protektorowo podłoże dzięki niższej wartości potencjału elektrochemicznego. Pozwala to zapewnić kilkudziesięcioletnią ochronę antykorozyjną. Zawsze jednak istotne jest pytanie, który ze sposobów nanoszenia powłok cynkowych na powierzchnię stali jest najkorzystniejszy pod względem ekonomicznym?
Powłoki cynkowe otrzymywane są różnymi metodami. Posiadają wady i zalety bezpośrednio związane ze specyfiką technologii ich wytwarzania. Najszersze zastosowanie przemysłowe mają:
- cynkowanie zanurzeniowe metodą ciągłą i jednostkową
- natrysk cieplny
- malowanie
- metody galwaniczne
- metody termodyfuzyjne
Jeżeli w warunkach przemysłowego środowiska korozyjnego powłoka cynkowa będzie zabezpieczać podłoże stali przez 33 lata, poliuretanowa powłoka lakierowa 17 lat, to zastosowanie systemu kompleksowej ochrony pozwoli na użytkowanie pokrycia przez ok. 70 lat bez konserwacji, min. 1,5 raza dłużej niż podczas stosowania systemów ochronnych osobno.
Cynkowanie zanurzeniowe jest technologią nanoszenia powłok stosowaną wyłącznie w hali specjalistycznego zakładu produkcyjnego. Istnieją także ograniczenia gabarytów konstrukcji wynikające z wymiarów wanny do cynkowania. Z praktycznego punktu widzenia nie ma więc możliwości wytwarzania powłoki na gotowej wielkogabarytowej konstrukcji. Elementy po przewiezieniu do ocynkowni poddane są wstępnemu przygotowaniu powierzchni, po czym zanurzane są w wannie z kąpielą cynkową o temperaturze 440-450°C. W wyniku procesów dyfuzji reaktywnej i rozpuszczania na powierzchni stali powstaje warstwa faz międzymetalicznych Fe-Zn (Γ/Γ1, δ1 oraz ζ) oraz zewnętrzna warstwa praktycznie czystego cynku. Ograniczenia dotyczącego miejsca aplikacji i gabarytów konstrukcji nie posiada natomiast metoda natrysku cieplnego. Do nanoszenia powłok wykorzystuje się natrysk płomieniowy. Materiał powłokotwórczy może być podawany w postaci proszku lub drutu. Najszersze zastosowanie do ochrony powierzchni stali przed korozją atmosferyczną posiada powłoka składająca się z 85% cynku i 15% aluminium. Powłoka ochronna natryskiwana cieplnie łączy się z podłożem adhezyjnie (nie posiada warstwy dyfuzyjnej) i ze względu na specyfikę wytwarzania jest porowata. Stąd też najczęściej na powierzchni powłoki metalowej wytwarza się dodatkowo warstwę uszczelnienia epoksydowego. W praktyce przemysłowej stosuje się również powłoki malarskie organiczne i nieorganiczne zawierające proszek cynkowy. Często tego typu powłoki stanowią warstwę podkładową wchodzącą w skład 2- lub 3-powłokowego systemu ochronnego. W ostatnich latach coraz częściej stosowane są również kompleksowe systemy ochronne duplex, składające się z powłoki metalicznego cynku pokrytej dodatkowo powłoką lub powłokami organicznymi. Wszystkie powłoki cynkowe, po zastosowaniu odpowiednich metod przygotowania powierzchni, posiadają bardzo dobrą przyczepność do podłoża oraz równomierność. W wielu przypadkach istnieje możliwość automatyzacji procesu ich wytwarzania, co poprawia efektywność ekonomiczną oraz znacznie ułatwia kontrolę właściwości użytkowych. Galwaniczne powłoki cynkowe, a także powłoki termodyfuzyjne mają duże znaczenie praktyczne jedynie do zabezpieczania niewielkich elementów, np. złącznych.
Komentarze (0)