Powłoki cynkowe, czyli jak zabezpieczyć stal przed korozją na długie lata

Cynkowanie ogniowe jest popularną metodą zabezpieczania stali przed korozją, stosowaną do ochrony stalowych konstrukcji budowlanych oraz mniejszych elementów żeliwnych. Proces cynkowania ogniowego polega na zanurzeniu komponentów w kąpieli z ciekłego cynku o temperaturze ok. 450 stopni Celsjusza. W wyniku działania wysokiej temperatury powstaje twarda powłoka antykorozyjna, która zabezpiecza elementy na okres kilkudziesięciu lat.

Cynkowanie ogniowe – zabezpieczenie antykorozyjne stali

Cynkowanie ogniowe składa się z kilku etapów pośrednich. Po odpowiednim przygotowaniu i oczyszczeniu obiektu następuje właściwy proces kąpieli w roztopionym cynku, podczas którego na powierzchni elementu dochodzi do mieszania się cząsteczek i powstania stopu żelaza z cynkiem. Im bliżej podłoża, tym zawartość żelaza jest większa, natomiast na samej powierzchni powłoki formuje się warstwa czystego cynku. W wyniku tego procesu powstaje twarda i odporna na czynniki mechaniczne powłoka stopowa, która dodatkowo jest szczelna i w pełni przylegająca. Powłoki antykorozyjne wytworzone w procesie cynkowania ogniowego mają trwałość od kilkudziesięciu do nawet 100 lat.

Cynkowanie niskotemperaturowe

Czysty cynk topi się w temperaturze 419,5 st. Celsjusza. W zależności od temperatury roboczej kąpieli, wyróżniamy cynkowanie niskotemperaturowe, zwykle między 450 a 480 stopni oraz wysokotemperaturowe, ponad 530 stopni. Cynkowanie niskotemperaturowe jest odpowiednie dla większości dużych elementów np. konstrukcji stalowych, czy stali zbrojeniowej. Ograniczeniem w tym przypadku są jedynie wymiary wanny cynkowniczej.

Cynkowanie wysokotemperaturowe

Cynkowanie wysokotemperaturowe jest stosowane w przypadku elementów gotowych do montażu, dla których duże znaczenie ma grubość i jednolitość powłoki, wpływająca na ich spasowanie (np. śruby i nakrętki, czy armatura przemysłowa). Dzięki wyższej temperaturze płynny cynk posiada niższą lepkość, co w połączeniu z odwirowaniem pozwala uzyskać cieńsze powłoki. Dzięki temu zachowana zostaje drożność otworów i gwintów, a w trudno dostępnych miejscach nie powstają nadlewy. Oprócz temperatury, grubość powstałej powłoki zależy przede wszystkim od składu chemicznego stali oraz czasu zanurzenia w kąpieli.

Zalety cynkowania ogniowego

• Cynkowanie ogniowe zapewnia doskonałe zabezpieczenie antykorozyjne stali, docierając również w trudno dostępne punkty znajdujące się wewnątrz konstrukcji.
• Powłoka po nałożeniu nie wymaga konserwacji, a jej trwałość sięga wielu lat.
• Cynkowanie ogniowe zapewnia tzw. ochronę katodową.
• Szczelność powłoki stopowej gwarantuje brak korozji podpowierzchniowej.
• Powłoka jest odporna mechanicznie i posiada zdolność samoczynnego odbudowywania niewielkich uszkodzeń.
• Możliwość pasywacji oraz malowania.
• Szybka i tania realizacja.

Przygotowanie do cynkowania ogniowego

Jakość powłoki cynkowej jest mocno uzależniona od właściwego przygotowania elementów do cynkowania. Proces przygotowania obejmuje w pierwszej kolejności przystosowanie komponentu do zanurzenia. Jeśli mamy do czynienia z dużą konstrukcją, może być konieczne wykonanie specjalnych otworów lub uchwytów do podwieszania. Elementy nie mogą posiadać przestrzeni zamkniętych, gdyż pod wpływem działania wysokiej temperatury może dojść do uszkodzenia konstrukcji. Trudnodostępne przestrzenie muszą posiadać otwory o wielkości, umożliwiającej swobodny przepływ roztopionego cynku. Z kolei otwory technologiczne powinny być odpowiednio poszerzone, aby skompensować grubość nakładanej powłoki ochronnej. Następnym etapem jest oczyszczenie powierzchni z rdzy i zgorzelin oraz usunięcie ewentualnych zabrudzeń z oleju czy tłuszczu. Warto mieć świadomość, że wysoka temperatura uwalnia w elementach naprężenia wewnętrzne, które mogą powodować odkształcenia w przypadku niedbale skonstruowanych elementów.

Pasywacja elementów ocynkowanych

Ocynkowany przedmiot można dodatkowo zabezpieczyć przez pasywację. Polega ona na zanurzeniu elementu w wodnym lakierze akrylowym. W efekcie uzyskujemy powłokę o wyższych walorach wizualnych, dodatkowo zabezpieczoną przed powstawaniem białych wykwitów tlenku cynku. Ma to szczególne znaczenie w przypadku elementów, takich jak ogrodzenia czy bramy.

Inne metody cynkowania

Cynkowanie ogniowe jest szeroko stosowaną metodą zabezpieczania konstrukcji i elementów stalowych oraz żeliwnych, ze względu na trwałość i szczelność uzyskiwanej powłoki. Niemniej istnieją jeszcze inne metody "nakładania" powłok antykorozyjnych, jak np. cynkowanie galwaniczne, gdzie warstwa cynku powstaje pod wpływem działania prądu na obiekcie zanurzonym w elektrolicie, dzięki czemu jest wyjątkowo równomierna, choć niezbyt odporna mechanicznie. Metoda ta jest odpowiednia dla bardzo drobnych lub sprężystych elementów. Z kolei w przypadku komponentów, które nie mogą być poddawane działaniu zbyt wysokiej temperatury, stosowane jest cynkowanie natryskowe, gdzie roztopiony cynk jest nanoszony za pomocą sprężonego powietrza. Niestety cynkowanie natryskowe może być stosowane tylko na powierzchniach zewnętrznych i wymaga aplikacji lakieru do uszczelniania.