Úpravy povrchu. Pozinkovaný materiál. Zinkový povlak - záruka elektrochemického ochranného působení 1 / 16

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Úpravy povrchu. Pozinkovaný materiál. Zinkový povlak - záruka elektrochemického ochranného působení 1 / 16"

Marie Dostálová
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 Úpravy povrchu Pozinkovaný materiál Zinkový povlak - záruka elektrochemického ochranného působení 1 / 16

2 Aplikace žárově zinkovaných předmětů Běžnou metodou ochrany oceli proti korozi jsou ochranné povlaky, které vytvářejí bariéru mezi ocelí a korozním prostředím. Nejčastěji využívaným kovem, který je především v ochraně proti atmosférické korozi schopen zajistit dlouhodobou životnost ocelového dílu, je zinek. Způsobů nanášení povlaku zinku je několik, ale nejběžněji využívanou technologií je žárové zinkování ponorem. Používá se v kontinuálních procesech jako je zinkování pásu a drátu, dále na poloautomatizovaných linkách při povlakování trubek nebo fitinků, ale především při zinkovaní různých typů ocelových dílů a konstrukcí v procesu tzv. kusového zinkování. 2 / 16

Způsobů nanášení povlaku zinku je několik, ale nejběžněji využívanou technologií je žárové zinkování ponorem.

3 Výhody nízká cena, nízké udržovací náklady dlouhá životnost zinkových povlaků, často zaručují protikorozní ochranu po dobu životnosti výrobku rovnoměrné a kvalitní povlaky vznikají i na obtížně přístupných místech na ostrých hranách a rozích vzniká stejně silný, nebo silnější povlak než na rovném povrchu vpřípadě, že dojde k porušení povlaku drobným poškrábáním, nebo úderem zinkový povlak chrání ocel proti korozi katodicky žárově pozinkovanou ocel je možné svařovat všemi běžně používanými způsoby svařování snadná kontrola povlaku Použití: budovy a konstrukce- mosty, tunely, stožáry vybavení ulic zábradlí, osvětlovací sloupy energetika napěťové stožáry, telekomunikační věže, trafostanice doprava signalizace, napěťové konstrukce, dopravní prostředky, dopravní značky, svodidla trubky všech průměrů a typů 3 / 16

chrání ocel proti korozi katodicky žárově pozinkovanou ocel je možné svařovat všemi běžně používanými způsoby svařování snadná kontrola povlaku Použití: budovy a konstrukce- mosty, tunely, stožáry

4 Povrchová úprava - pozinkování Zinek je v podstatě z hlediska korozní odolnosti méně ušlechtilý než železo. Své dobré protikorozní účinky získá teprve tím, že dojde k chemické reakci mezi čistým zinkem na povrchu pozinkovaných dílů s CO 2 obsaženým v atmosféře. Tak se vytvoří konzistentní a dobře mechanicky i chemicky odolná vrstvička uhličitanu zinečnatého (zinková patina). Tato vrstvička dosahuje dostatečné tloušťky, která spolehlivě chrání podkladní zinkový povlak proti korozi, až v průběhu několika dnů po pozinkování. Do té doby jsou pozinkované součásti, pokud jsou vystavené vlhkosti velmi náchylné k napadení tzv. bílou rzí. Tato ochranná vrstva uhličitanu zinečnatého se ale nevytvoří, jestliže je čerstvý zinkový povrch mokrý, nebo pokud chybí přístup vzduchu a tím i CO 2 nezbytného pro chemickou reakci se zinkem. 4 / 16

Tak se vytvoří konzistentní a dobře mechanicky i chemicky odolná vrstvička uhličitanu zinečnatého (zinková patina).

5 Bílá rez Představuje pouze kosmetické postižení povlaku, protikorozní odolnost není snížena. Zinek v reakci se vzduchem reaguje na oxid zinečnatý. Vzhledem k přítomnosti vody ve vzduchu je oxid zinečnatý přeměněn na hydroxid zinečnatý (bílá rez). Obr. Bílá rez způsobená skladováním materiálu ve vlhkém prostředí 5 / 16

Vzhledem k přítomnosti vody ve vzduchu je oxid zinečnatý přeměněn na hydroxid

6 6 / 16

7 Při běžném zinkování se struktura zinkovaného povlaku skládá z 5 fází: fáze α - maximální rozpustnost zinku ve feritu při 450 C je 4% fáze γ -Fe 5 Zn 21, velmi tenká (méně než 5% tloušťky povlaku) fáze δ - tuhý roztok FeZn 7, tvoří sloupkovité krystaly kolmé na povrch povlaku (hlavní strukturní fáze) fáze ξ -FeZn 13 tvoří hrubé sloupcové krystaly s předností orientací kolmo na povrch fáze η - tuhý roztok železa v zinku (0,008 %) [4] 7 / 16

FeZn 7, tvoří sloupkovité krystaly kolmé na povrch povlaku (hlavní strukturní fáze) fáze ξ -FeZn 13 tvoří

8 TECHNOLOGIE / NANÁŠENÁ TLOUŠŤKA galvanické pozinkování 2,5 10 µm žárové pozinkování µm žárové stříkání Zn µm nátěrové systémy na bázi Zn µm 8 / 16

9 Princip katodické ochrany Zinková vrstva zajišťuje ocelovému základnímu materiálu ochranou bariérou, která zabraňuje styku oceli s korozním prostředím. V případě porušení zinkové vrstvy pak poskytuje tzv. katodickou ochranu. V rozrušeném místě za přítomnosti korozního prostředí elektrolytu (např. dešťová voda) vznikne díky rozdílným elektrochemickým potenciálům obou kovů ve styčné oblasti miniaturní galvanický článek Fe - Zn, v něm. Zn je katodou a tudíž dochází přednostně ke koroznímu úbytku zinku a ocel je v daném místě chráněna proti degradaci. Produktem oxidace zinku je pak Zn 2 O 3, který zaujímá větší objem než zinek před oxidací a má tudíž tendenci zaplnit vzniklou mezeru. Tento jev dokáže ochránit přerušení Zn vrstvy až 1-2 mm široké. 9 / 16

dešťová voda) vznikne díky rozdílným elektrochemickým potenciálům obou kovů ve styčné oblasti miniaturní galvanický článek Fe - Zn, v něm.

10 Katodické ochrany lze dosáhnout polarizací tzv. obětovanou anodou (protektorováním) nebo vnějším zdrojem proudu. Obětovaná anoda (protektor) je vodivě spojena s chráněným povrchem, produkuje vlastní anodickou reakcí (rozpouštěním) potřebný polarizační proud a napětí a zastaví rozpouštění katodického (chráněného) kovu. Pro ocel a litinu se v neutrálních prostředích používají méně ušlechtilé (zápornější potenciál) kovy nebo slitiny na bázi Zn, Mg a Al. Při polarizaci vnějším zdrojem proudu je anodou v daném prostředí málo rozpustný elektricky vodivý materiál (např. grafit v chloridovém prostředí, titan či korozivzdorné oceli v půdě). V tomto případě se potřebný potenciál (v praxi -0,85 V) udržuje potenciostatem nebo proudově napětím článků. Technická aplikace této ochrany se soustřeďuje převážně na ochranu uložených potrubí, ropovodů, plynovodů ap., další oblastí jsou zařízení vystavené korozi mořskou vodou. Výkon jedné zdrojové stanice podle vodivosti půdy postačuje k ochraně 10 až 20 km potrubí /obr. následující slide/ 10 / 16

(chráněného) kovu. Pro ocel a litinu se v neutrálních prostředích používají méně ušlechtilé (zápornější potenciál) kovy nebo slitiny na bázi Zn, Mg a Al.

11 Obr. 4.10: Schéma katodické ochrany kovového potrubí /1- chráněné kovové potrubí, 2- napájecí stanice, 3- anoda, 4- místo připojení, 5,6- katodické a anodické vedení, 7- měření potenciálu, 8- srovnávací elektroda, 9,10- potenciální a kontrolní vývody/ 11 / 16

12 I profily Na povrchu vzorků, na straně vytvořeného žlábku, jsou patrné rezavé korozní skvrny nepravidelné velikosti, rozložení a umístění. Makroskopicky je ochranný povlak zinku souvislý, bez zjevných necelistvostí (pórů, dutin, trhlin apod). 12 / 16

13 Pro kontrolu kvality přilnutí vrstvy zinku k ocelovému podkladu a pro zjištění tloušťky vrstvy Zn a mikrostruktury byl proveden metalografický výbrus na příčném řezu výložníku. neleptaný stav 13 / 16

Zn a mikrostruktury byl proveden metalografický

14 Feriticko perlitická struktura. Leptáno NITAL - (3% roztok kyseliny dusičné v ethylalkoholu) 14 / 16

15 leptáno NITAL Snímky dokumentují ochranné působení zinkového povlaku při působení vnějšího korozního prostředí, kterým je nejen atmosféra, ale i použité leptadlo. 15 / 16

16 Vrstva Zn zde funguje jako obětovaná anoda, která se bude snáze rozpouštět působením korozního prostředí a bude tak chránit ocelový podklad, o čemž svědčí nenaleptaný pruh oceli pod vrstvou zinku. Tak působí elektrochemická ochrana zinkového povlaku, který je ve srovnání s ocelí elektrochemicky méně ušlechtilý a bude se tedy snáze rozpouštět. 16 / 16

Podobné dokumenty

Koroze kovů. Koroze lat. corode = rozhlodávat

Koroze kovů. Koroze lat. corode = rozhlodávat Koroze kovů Koroze lat. corode = rozhlodávat Koroze kovů Koroze kovů, plastů, silikátových materiálů Principy korozních procesů = korozní inženýrství Strojírenství Mechanická pevnost Vzhled Elektotechnika