Co to jest stal ocynkowana ogniowo?

Stal ocynkowana ogniowo (HDG) to stal zanurzona w stopionym cynku w celu uzyskania powłoki odpornej na rdzę. Termin cynkowanie zwykle odnosi się do metody zanurzeniowej; jest również czasami nazywany zanurzaniem na gorąco cynku. Na powierzchni stali często pozostawia się charakterystyczny wzór krystaliczny, zwany spanglingiem. Stal ocynkowana ogniowo jest używana w zastosowaniach, w których stal może być narażona na działanie warunków atmosferycznych, ale gdzie stal nierdzewna jest zbyt droga.

Stal, która ma być ocynkowana, jest najpierw myta i poddawana obróbce chemicznej w celu usunięcia brudu i utleniania z powierzchni metalu. Następnie zanurza się go w kotle ze stopionego cynku w temperaturze 815-850°F (435-455°C). Gorący cynk reaguje ze stalą, tworząc stopową powierzchnię z czterema wyraźnymi warstwami. Warstwa wewnętrzna to około 75% cynku i 25% stali; warstwa zewnętrzna to 100% cynk. Nadmiar cynku jest następnie odprowadzany, a powlekana stal jest chłodzona zimnym powietrzem lub wodą.

Pod wpływem powietrza cynk reaguje z tlenem, wodą i dwutlenkiem węgla, tworząc warstwę twardego węglanu cynku (ZnCO3). Chroni to leżącą pod spodem stal na dwa sposoby: po pierwsze, zapewnia mechaniczną barierę między stalą a atmosferą, minimalizując narażenie na działanie tlenu. Po drugie, cynk działa jak anoda protektorowa. Cynk utlenia się szybciej niż żelazo, oddając w tym procesie elektrony. Elektrony te wędrują następnie do stali, gdzie zmniejszają reaktywność chemiczną żelaza i spowalniają proces korozji. Termin ofiarny odnosi się do faktu, że studnia cynku dostępna do utleniania z czasem zużywa się, zapobiegając temu samemu losowi żelaza zawartego w stali.

Pomimo tej dwutorowej obrony, cała stal ocynkowana ogniowo w końcu rdzewieje. Powłoka cynkowa tylko spowalnia ten proces. Ponieważ wolny cynk jest zużywany przez utlenianie, jego rola jako anody protektorowej ulega zmniejszeniu. Powłoka ulegnie również fizycznej erozji w wyniku narażenia na materiały ścierne i chemikalia w środowisku, zmniejszając jej skuteczność jako mechanicznej bariery dla powietrza. Kwaśny deszcz i słona woda zwiększą szybkość rozkładu powlekanego metalu.

Proces cynkowania ma ponad 150 lat, a stal cynkowana ogniowo jest wykorzystywana w wielu różnych zastosowaniach. Stosuje się go między innymi do stalowych belek konstrukcyjnych, blach falistych, nakrętek, śrub, rur, krat, balustrad i stalowych chodników. Branża twierdzi, że w typowych instalacjach stal ocynkowana może wytrzymać ponad 100 lat. Jeśli stal ma być używana w miejscach, w których będzie narażona na działanie wody morskiej, mechaniczne ścieranie, kwasy lub inne trudne warunki, na dłuższą metę lepszym wyborem może być stal nierdzewna.