Stal ocynkowana pokrywa ją warstwą cynku, aby chronić ją przed korozją. Cynk został po raz pierwszy użyty w budownictwie w czasach zniszczenia Pompejów, ale po raz pierwszy został użyty do galwanizacji stali (właściwie żelaza) w 1742 roku, a proces został opatentowany w 1837 roku. Stal galwanizowana jest używana do produkcji blach, rynien i rur spustowych, a także do paznokci zewnętrznych. Istnieje kilka procesów, które można zastosować do cynkowania stali: cynkowanie ogniowe, cynkowanie elektrolityczne, szerardyzacja i natryskiwanie metali.
Kroki
Metoda 1 z 4: Cynkowanie ogniowe
Krok 1. Usuń zanieczyszczenia powierzchni
Przed podjęciem jakichkolwiek dalszych kroków powierzchnię stalową należy dokładnie oczyścić. Sposób, w jaki to się robi, zależy od tego, co należy wyczyścić.
- Brud, tłuszcz, olej lub farby wymagają użycia łagodnego kwasu, gorącej zasady lub biologicznego środka czyszczącego.
- Asfalt, żywica epoksydowa, winyl lub żużel po spawaniu należy oczyścić przez piaskowanie lub za pomocą innych materiałów ściernych.
Krok 2. Usuń rdzę
Trawienie odbywa się kwasem solnym lub gorącym kwasem siarkowym; usuwa zarówno rdzę, jak i zgorzelinę.
W niektórych przypadkach czyszczenie ścierne może wystarczyć do usunięcia rdzy lub może być konieczne użycie zarówno roztworu trawiącego, jak i materiałów ściernych. W niektórych przypadkach większe materiały ścierne, takie jak śrut, są nadmuchiwane powietrzem na stal
Krok 3. Umieść metal w strumieniu
W tym przypadku „topnik” jest roztworem chlorku cynkowo-amonowego, który usuwa pozostałą rdzę i kamień oraz chroni stal przed rdzewieniem, dopóki nie zostanie ona faktycznie ocynkowana.
Krok 4. Zanurz stal w stopionym cynku
Kąpiel stopionego cynku powinna zawierać co najmniej 98% cynku i powinna być utrzymywana w zakresie temperatur od 815 do 850 stopni F (435 do 455 stopni C).
Podczas gdy stal jest zanurzona w kąpieli cynkowej, jej żelazo reaguje z cynkiem, tworząc szereg warstw stopowych i zewnętrzną warstwę czystego cynku
Krok 5. Powoli wyjmij galwanizowaną stal z kąpieli cynkowej
Większość nadmiaru cynku spłynie; to, co nie spływa, można wibrować lub odwirować w wirówce.
Krok 6. Schłodź stal ocynkowaną
Chłodzenie metalu zatrzymuje reakcję galwanizacji, która trwa tak długo, jak długo stal ma taką samą temperaturę, jak podczas zanurzania w kąpieli cynkowej. Chłodzenie można przeprowadzić na kilka sposobów:
- Zanurz stal w roztworze do pasywacji, takim jak wodorotlenek potasu.
- Zanurz stal w wodzie.
- Niech stal ostygnie na świeżym powietrzu.
Krok 7. Sprawdź stal ocynkowaną
Po schłodzeniu stali ocynkowanej sprawdź, czy powłoka cynkowa wygląda dobrze, przylega do stali i jest wystarczająco gruba. Istnieje szereg testów, które można przeprowadzić, aby upewnić się, że cynkowanie przebiegło pomyślnie.
Normy dotyczące cynkowania ogniowego i kontroli jego wyników zostały ustalone przez takie organizacje jak Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (obecnie ASTM International), Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO), Kanadyjskie Stowarzyszenie Normalizacyjne (CSA) oraz Amerykańskie Stowarzyszenie Urzędników Państwowych Dróg i Transportu (AASHTO).:
Metoda 2 z 4: Galwanizacja elektrolityczna
Krok 1. Przygotować stal jak do cynkowania ogniowego
Stal musi być oczyszczona i odrdzewiona przed cynkowaniem galwanicznym.
Krok 2. Przygotuj roztwór elektrolitu cynkowego
Jako elektrolit zwykle stosuje się siarczan cynku lub cyjanek cynku.
Krok 3. Zanurz stal w elektrolicie
Roztwór wejdzie w reakcję ze stalą, powodując wytrącanie się cynku na stali, powlekając ją. Im dłużej stal pozostaje w elektrolicie, tym grubsza będzie powłoka, która zostanie wytworzona.
Chociaż ta metoda zapewnia większą kontrolę nad grubością powłoki cynkowej niż cynkowanie ogniowe, zwykle nie pozwala na uzyskanie tak grubej warstwy
Metoda 3 z 4: Sherardyzacja
Krok 1. Przygotuj stal jak w przypadku innych metod cynkowania
W razie potrzeby usunąć zabrudzenia kwasem lub piaskowaniem i wytrawić rdzę.
Krok 2. Umieść stal w obudowie bezpowietrznej
Krok 3. Otocz stal sproszkowanym cynkiem
Krok 4. Podgrzej stal
Topi sproszkowany cynk w ciecz, która po schłodzeniu pozostawia cienką powłokę stopową.
Szerardyzacja najlepiej nadaje się do kształtowanych elementów stalowych, ponieważ powłoka galwaniczna będzie podążać za konfiguracją stali pod spodem. Najlepiej używać go z dość małymi metalowymi przedmiotami
Metoda 4 z 4: Natryskiwanie metaliczne
Krok 1. Przygotuj stal jak w przypadku innych metod
Oczyść cały brud i usuń rdzę, aby był gotowy do natrysku.
Krok 2. Spryskaj drobną powłokę stopionego cynku
Krok 3. Podgrzej powlekaną stal, aby zapewnić prawidłowe wiązanie
Powłoki galwaniczne wytwarzane tą metodą są mniej kruche i mniej podatne na łuszczenie się i łuszczenie, ale zapewniają mniejszą ochronę stali pod spodem przed rdzewieniem
Porady
- Stal ocynkowaną można dodatkowo zabezpieczyć przed korozją malując ją farbą pigmentowaną pyłem cynkowym. Farba na bazie cynku nie może być jednak stosowana jako substytut galwanizacji.
- Pomalowana stal ocynkowana może mieć połyskliwy wygląd.
- Stal ocynkowana jest odporna na korozję w kontakcie z betonem, zaprawą, aluminium, ołowiem, cyną i oczywiście cynkiem.
- Galwanizacja jest jedną z form tak zwanej ochrony katodowej, w której chroniony metal działa jako katoda w reakcji elektrochemicznej, a metal ochronny działa jako anoda, a dokładniej anoda protektorowa, która koroduje zamiast chronionego metalu. Metal pokryty protektorowym metalem anodowym jest czasami nazywany metalem anodowanym.
Ostrzeżenia
- Powłoka cynkowa ze stali ocynkowanej jest podatna na korozję od kwasów i zasad (zasad). Jest szczególnie wrażliwy na kwasy siarkowy i siarkowy, które mogą powstawać w wyniku zmieszania siarkowodoru i dwutlenku siarki z wodą deszczową (kwaśne deszcze), które pogarszają się, gdy deszcz spływa z gontów drewnianych lub mchu. Woda deszczowa może również reagować z powłoką cynkową, tworząc węglan cynku. Z biegiem czasu węglan cynku stanie się kruchy i ostatecznie narazi na korozję stop cynku, a nawet metal nieszlachetny.
- Stal ocynkowana jest trudniejsza do malowania niż stal nieocynkowana.
- Stal ocynkowana ma niewielką odporność na korozję w kontakcie z dowolnym metalem innym niż aluminium, ołów, cyna lub cynk. Jest szczególnie podatny na korozję wokół żelaza, stali i miedzi, a także obok cementów zawierających chlorki lub siarczany.
- Powłoka cynkowa w stali ocynkowanej jest również podatna na zmęczenie metalu, ponieważ cynk ma skłonność do rozszerzania się po podgrzaniu i kurczenia się po schłodzeniu.
