Stal galwanizowana to stal, która przeszła proces chemiczny zapobiegający korozji. Stal pokrywa się warstwami tlenku cynku, ponieważ ten metal ochronny nie rdzewieje tak łatwo. Powłoka zapewnia również stali trwalsze, trudne do zarysowania wykończenie, które wiele osób uważa za atrakcyjne. W niezliczonych zastosowaniach zewnętrznych, morskich lub przemysłowych stal ocynkowana jest niezbędnym elementem produkcyjnym.
Jak to jest zrobione
Jednym z najczęstszych sposobów, aby stal była odporna na rdzę, jest łączenie jej (stopowanie) z metalem, który jest mniej podatny na korozję: cynkiem. Gdy stal jest zanurzona w stopionym cynku, reakcja chemiczna trwale wiąże cynk ze stalą. Dlatego cynk nie jest dokładnie uszczelniaczem, jak farba, ponieważ nie pokrywa tylko drugiego metalu; faktycznie na stałe staje się jego częścią. Najbardziej zewnętrzną warstwą jest cały cynk, ale kolejne warstwy są mieszaniną cynku i żelaza, z wnętrzem z czystej stali.
Proces ten, znany jako cynkowanie ogniowe, jest jedną z najczęstszych metod wytwarzania stali ocynkowanej, ale nie jest jedyną. Cynkowanie ciągłe blachy polega na przepuszczaniu blachy stalowej lub drutu przez stopiony cynk; jest to również forma zanurzania na gorąco, ale pozostawia cieńszą warstwę ochronnego metalu. Stal można również malować lub natryskiwać cynkiem, chociaż żadna z tych metod nie tworzy silnego wiązania, jakie daje zanurzanie na gorąco. Cynkowanie elektrolityczne lub powlekanie galwaniczne wykorzystuje energię elektryczną do tworzenia połączenia między dwoma metalami, co skutkuje stosunkowo cienką warstwą cynku.
Stopień galwanizacji jest zwykle określany jako waga cynku na pole powierzchni, a nie jego grubość, ponieważ daje to lepsze przedstawienie ilości nałożonego metalu. Stal często zostaje ocynkowana po uformowaniu poszczególnych części, takich jak zastrzały, gwoździe, śruby, belki lub kołki. Ciągłe cynkowanie blach jest jednak często wykonywane przed użyciem metalu do tworzenia produktów i może wytrzymać pewne zginanie i formowanie bez łuszczenia.
Korzyści z galwanizacji
Cynk chroni stal na dwa sposoby. Po pierwsze, jest wysoce odporny na rdzę; żelazo, główny składnik stali, bardzo łatwo reaguje z tlenem i wilgocią i ostatecznie rozpada się. Warstwa cynku na powierzchni zapobiega tak szybkiemu dostaniu się tych elementów do stali. Tworzy również patynę — warstwę tlenków cynku, soli i innych związków — która zapewnia dalszą ochronę. Cynk jest również niezwykle trwały i odporny na zarysowania oraz ma satynowy wygląd, który wielu uważa za atrakcyjny.
Warstwa zewnętrzna chroni również stal, działając jako „warstwa protektorowa”. Jeśli z jakiegoś powodu rdza ogarnie powierzchnię stali ocynkowanej, cynk ulegnie najpierw korozji. Nawet w miejscach, w których powierzchnia jest porysowana lub uszkodzona, otaczający cynk nadal będzie korodować przed stalą. Żywotność stali ocynkowanej jest różna, ale stal przemysłowa z powłoką o grubości 3.9 mil (0.0039 cala lub 0.09906 mm) może przetrwać ponad 70 lat bez konserwacji w przeciętnych warunkach.
Używa
Stal ocynkowaną można znaleźć niemal wszędzie. Wiele osób mieszka w domach o konstrukcji stalowej, a budynki są często wykonane z dachami ze stali ocynkowanej. W samochodach znajduje się wiele stalowych części, które pomagają chronić je przed warunkami atmosferycznymi, i jest używany w wielu zastosowaniach morskich ze względu na jego odporność na sól i żywioły. Oprócz tego, że jest niedrogi, trwały i skuteczny, metal ten jest również popularny, ponieważ można go wielokrotnie przetwarzać i ponownie wykorzystywać.
Niedogodności
Galwanizacja ma stosunkowo niewiele wad, ale nie jest to dobra metoda zabezpieczania wszystkich elementów stalowych. Niektórych przedmiotów nie można zanurzać na gorąco, często dlatego, że są za duże lub za małe, a inne formy cynkowania często nie są tak ochronne i trwałe. W końcu cynk ulegnie korozji, chociaż czas, jaki to potrwa, zależy od grubości powłoki i środowiska. Stal ocynkowana ma znacznie krótszą żywotność, gdy jest regularnie narażona na deszcz lub wodę morską.
W przypadku stali galwanizowanej, która jest chłodzona zbyt wolno lub układana w stosy przed całkowitym schłodzeniem, zewnętrzna warstwa cynku może się odrywać. W niektórych przypadkach między cynkiem a stopem znajdującym się pod spodem mogą tworzyć się małe szczeliny, które mogą również powodować łuszczenie. Po nałożeniu bardzo grubej warstwy cynku może on również stać się kruchy i łuszczyć się.
Alternatywy dla galwanizacji
Niektórych przedmiotów metalowych nie można skutecznie ocynkować; powłoka cynkowa byłaby na przykład zbyt gruba na małej śrubie. W wielu przypadkach zamiast tego używa się stali nierdzewnej, wykonanej z chromu. W przeciwieństwie do metali ocynkowanych, stal nierdzewna nie jest pokryta metalem; chrom wchodzi w skład stopu stali.