Životnost a záruka povlaků žárového zinku

Zejména jeho kombinací s jinými přírodními materiály, jako je dřevo nebo kámen, lze dosáhnout velmi působivých efektů (viz obr. 1). Z pohledu udržitelného rozvoje jde o technologii, která v moderních zinkovnách bezezbytku respektuje pokrokové trendy usilující o zachování ekosystému na Zemi.

Jedinečný způsob, kterým zinek chrání ocel proti korozi, je dán jeho fyzikálními a chemickými vlastnostmi (viz obr. 2):

Zinek v elektricky vodivém kontaktu se železem při ovlhčení působí jako tak¬zvaná obětovaná anoda. Zinek se ve většině korozních prostředí vyznačuje niž¬ším elektrochemickým potenciálem, než má železo, přednostně oxiduje a za¬jišťuje, že ocel nekoroduje.

Druhou jeho významnou vlastností je, že při nanášení ponorem do roztave¬ného kovu dokáže na povrchu oceli vytvořit přirozenou, dostatečně tlustou a velmi odolnou kovovou bariéru, která substrát odděluje od korozního pro¬středí.

Třetím důležitým aspektem je schop¬nost zinku účinně se pasivovat. Čistý zi¬nek, je-li vystaven půso-bení atmo¬sféry, okamžitě oxiduje a pokrývá se vrstvič¬kou chemicky nestabilního oxidu zinečnatého. Pokud je poté ex¬ponován v suchém a dostatečně větra¬ném prostředí, reaguje oxid zinečnatý se vzdušným oxidem uhličitým a po¬stupně se přeměňuje na uhličitan zi¬nečnatý (materiál pati¬nuje). Tato slou¬čenina vyniká dobrou mechanickou i chemickou odolností, ale především pokrývá podklad v konzistentní nepro¬pustné vrstvičce a zabraňuje další oxi¬daci zinku. Jak patina z povrchu sliti¬nového povlaku vlivem eroze po¬malu ubývá, neustále se doplňuje ze zásoby zinku naneseného na pozinkova¬nou součást. Schopnost zinku přirozeně se pasivovat má za následek vý¬znamné snížení jeho korozní rychlosti v atmosférickém prostředí.

Zinkový povlak si svou kvalitu, v jaké byl nanesen, zachovává po celou dobu své životnosti. V závislosti na korozní agresivitě prostředí však různou rychlostí ubývá (na rozdíl od organických ná-těrů, které až do zhroucení svůj objem zachová¬vají, ale degradují co do kvality, stávají se postupně stále více propustnější). Životnost kovového po¬vlaku je nepřímo úměrná velikosti jeho ročních koroz-ních úbytků. Korozní rychlost zinku v atmo¬sféric¬kém prostředí tedy vyplývá z podstaty využí¬va¬ného principu, je ovlivněna pouze přírod¬ními zákony, vlastnosti naneseného povlaku na ni mají zanedbatel-ný vliv.

Pro odhad životnosti protikorozního sys¬tému provedeného zinkovým povlakem slouží celá řada po-můcek a nástrojů. Rozhodující pro tento účel jsou závazné technické normy, v nichž je pro¬vedena klasifikace korozní agresivity atmosfér (viz tab. 1). Obsahují směrné hodnoty ročních korozních úbytků pro kovové povlaky. Je to především mezi korozními inženýry oblíbená norma ČSN EN ISO 12944-2 nebo norma ČSN ISO 9223. Obě klasifi¬kují atmosféry do pěti stupňů C1 až C5 podle vzrůstající ko-rozní agresivity. Revidovaná norma ČSN EN ISO 14713-1 v části 1 zavádí dokonce navíc šestý stu-peň pro extrémní korozní agresivitu atmosférického prostředí (zde je označen jako CX a platí pro něj roční korozní úbytky zinku až do 25 μm). Pro všechny zavedené stupně korozní agresi¬vity jsou ve jmenovaných normách uvedeny hod¬noty průměrných ročních korozních úbytků zinku. Snadno pak lze z těchto hodnot (samozřejmě s přihlédnutím k minimální tloušťce naneseného povlaku a na základě znalosti korozní agresivity atmosféry, v níž bude pozinkovaná součást expo¬nována) odhadnout oče-kávanou životnost daného protikorozního systému.

Tab. 1. Klasifikace atmosfér podle stupně korozní agresivity ČSN EN 9223.

Tloušťku a strukturu nanášeného povlaku žárového zinku lze v komerčních zinkovnách řídit jen velmi omezeně. Slitinový povlak se na povrchu zinkované součásti vytvoří metalurgickou reakcí mezi železem a zinkem, která proběhne spontánně v době, kdy je součást ponořena do zinkové tave¬niny. Prů-běh a výsledek této metalurgické reakce je ovlivněn celou řadou vlivů, mnohé z nich však jsou mimo působnost zinkovny.

Nejvýznamnějšími faktory ovlivňujícími vlastnosti naneseného povlaku jsou tloušťka stěny podkladového materiálu (viz tab. 2) a obsah kře¬míku v použité oceli (viz obr. 3 a obr. 4). Norma ČSN EN ISO 1461 uvádí pro konstrukční oceli hodnoty minimální tloušťky povlaku dosažitelné v závislosti na tloušťce stěny podkladu.

Tab. 2. Garantované tloušťky povlaků žárového zinku v závislosti na tloušťce podkladu ČSN EN ISO 1461.

Jestliže s ohledem na prakticky dosažitelnou tloušťku zinkového povlaku nelze dosažení potřebné životnosti očekávat, je možné zvýšení doby životnosti dosáhnout kombinací zinkového povlaku s organickým nátěrem, takzvaným duplexním systémem, kde významnou roli sehrává synergický efekt mezi oběma na sebe nanesenými povlaky. Zinek chrání barvu odspodu (netvoří se puchýře vyplněné korozními produkty železa) a obráceně nedegradovaná barva zastavuje přirozené odkorodování zinku. Tak lze docílit životnosti, která je zhruba dvojnásobkem součtu život¬ností obou samostatně aplikovaných systémů.

Podobně jako pro každý jiný výrobek i pro povlaky žárového zinku platí určité omezující podmínky limitující jejich aplikaci a užívání. Při volbě vhodného protikorozního systému pro konkrétní projekt (viz obr. 6) sehrává rozhodující roli projektant povrchové úpravy, který musí znát podmínky, ve kterých bude konstrukce exponována.

Jestliže u povlaku žárového zinku dochází k nadměrným ročním úbyt-kům jeho tloušťky, pak zřejmě nebyly správně vyhodnoceny podmínky, pro které byl tento protikorozní systém v daném případě navržen. Od zinkovny nelze rozumně očekávat záruku na to, že vytvořený povlak zůstane po dobu záruky in¬taktní. Zinkovna může garantovat pouze to, že povlak nanesený na součást má dohodnuté vlast¬nosti. Za škodu, kterou si zákazník způsobí sám nesprávným užíváním věci, nemůže spravedlivě požadovat odškodnění od zin¬kovny (viz obr. 7).

Zinek stejně jako jiné neušlechtilé kovy podléhá korozi a v prostředí s vysokou korozní agresivitou koroduje rychleji. To je dáno principem protikorozní ochrany založeným na vlastnostech zinku. Volba vhodného protikorozního systému pro danou konkrétní aplikaci přísluší projektantům nebo korozním inženýrům. Na zinkovně pak je možné pouze žádat, aby dodaná povrchová úprava byla dodána v jakosti splňující technické podmínky stanovené normou ČSN EN ISO 1461. Na otázku, zda nanesený povlak splňoval technické požadavky normy, lze obvykle odpovědět i u dlouho exponovaných výrobků a o případných jeho vadách lze rozhodnout i po několika letech užívání. Předmětem záruky poskytované zinkovnou tedy má být jakost zinkového povlaku ke dni splnění dodávky. Požadavku na záruku na zinkový povlak v délce trvání 36 nebo 60 měsíců, případně delší, tedy při její správné formulaci může zinkovna bez problému vyhovět, pokud si za kvalitou své služby stojí.

Literatura:

ČSN ISO 9223
ČSN EN ISO 12944-2
ČSN EN ISO 1461
ČSN EN ISO 14713-1

Mapa atmosférických korozních rychlostí zinku na území České republiky

Ing. Vlastimil Kuklík

Wiegel CZ žárové zinkování


v.kuklik@wzz.wiegel.de
//www.wiegel.cz/