Powłoki metaliczne dzisiaj i w przyszłości

Powłoki metaliczne dzisiaj i w
przyszłości
Korozja to problem, który co roku kosztuje gospodarkę światową miliardy. O ile korozja atakuje niemal
wszystkie materiały, rewolucyjna nowa powłoka firmy ArcelorMittal o nazwie Magnelis® zagwarantuje, że
rozwiązania w stali długo będą na nią odporne.
Korozja to zmiana właściwości materiału i dotyczy wszystkich materiałów, między innymi drewna, plastiku,
betonu, a nawet stali nierdzewnej. Najczęściej mówimy o korozji w kontekście stali, która w stanie
surowym jest bardzo podatna na utlenianie.
Korozja jest powodowana interakcją materiału z otoczeniem, co prowadzi do zmiany jego właściwości.
Może mieć negatywne skutki zarówno w kwestii bezpieczeństwa, jak też kosztów napraw lub wymiany.
Musimy ponosić koszty walki z korozją, ponieważ korozja:
- zmniejsza wytrzymałość materiału (na skutek zmniejszenia jego grubości), co może prowadzić do
uszkodzenia materiału
- uniemożliwia wykorzystanie skorodowanego elementu aż do momentu przeprowadzenia naprawy
- pozwala na wyciek zawartości rur i zbiorników, powodując zanieczyszczenie środowiska.
O ile trudno jest wycenić koszt korozji w gospodarce, bezpośrednie szkody (nie licząc kosztów pośrednich,
takich jak usuwanie skutków katastrof ekologicznych) mogą sięgać nawet 5% produktu krajowego brutto
(GDP). W samych tylko krajach Beneluksu stanowi to kwotę przewyższającą 50 miliardów euro.
Ryzyko korozji zależy od środowiska, w którym materiał jest wykorzystywany. Ryzyko korozji w różnych
warunkach otoczenia zostało sklasyfikowane w normie ISO EN 12994. Klasyfikacja zaczyna się od
kategorii C1 (otoczenie nieagresywne) a kończy na kategorii C5 (najbardziej agresywne). Dodatkowo
otoczenie dzieli się na wewnętrzne i zewnętrzne (patrz Tabela 1 jęz. ang.).
Tabela 1: Klasyfikacja warunków otoczenia (ISO EN 12994-2)
Zwiększenie bezpieczeństwa, obniżanie kosztów
Najczęściej spotykanym sposobem zabezpieczenia powierzchni stalowych przed korozją jest nałożenie na
stal powłoki. Obecnie dostępne są zaawansowane powłoki metaliczne, które są w stanie znacząco
spowolnić postęp korozji (patrz Rysunek 1).
Rysunek 1: Wynik testów natryskiwania solą na różnych powłokach (20 µm powłoki po każdej stronie)
Wszystkie powłoki metaliczne chronią stal na dwa sposoby:
Poprzez zapewnienie bariery pomiędzy stalą a korodującymi pierwiastkami w otoczeniu.
Poprzez wykorzystanie właściwości protektorowych jednego lub kilku pierwiastków w powłoce (na przykład
cynku).
Właściwości protektorowe określonych pierwiastków wykorzystywano od wielu lat. Statki ze stalowym
kadłubem posiadają z reguły anody cynkowe. Cynk koroduje szybciej niż stal, tworząc barierę
elektrochemiczną, zabezpieczającą przed wodą wywołującą korozję w procesie znanym jako galwaniczna
ochrona katodowa.
Przegląd produktów powlekanych metalicznie
Odporność na korozję powłoki metalicznej jest określana nie tylko jej grubością. Kluczowe znaczenie ma
także jej skład chemiczny.
Obecnie najczęściej stosowanymi powłokami dla stali są: ocynk ogniowy (HDG), galwanizacja
elektrolityczna oraz Aluzinc® (patrz Tabela 2 jęz. ang.). Galwanizacja elektrolityczna zapewnia jednorodną
i bardzo cienką powłokę, która jest wykorzystywana w zastosowaniach wewnątrz, na przykład w
urządzeniach domowych, elektronice oraz meblach.
Tabela 2: Typy powłok stalowych i ich zastosowania
Najczęściej używaną powłoką metaliczną jest standardowy ocynk ogniowy (HDG). Jest to powłoka z
czystego cynku, która jest wykorzystywana w zastosowaniach takich jak krycie dachów, zastosowania
domowe, szafki oraz maszyny elektryczne.
Galfan zawiera cynk i 5% aluminium. W porównaniu do HDG, Galfan wykazuje zwiększoną odporność na
korozję dzięki dodatkowi aluminium.
W przeciwieństwie do nich Aluzinc® składa się w 55% aluminium, 43.4% z cynku i w 1.6% z krzemu. Takie
połączenie zapewnia powłoce Aluzinc® znakomitą wydajność w porównaniu do powłok takich jak HDG.
Atrakcyjnie mieniące się wykończenie Aluzinc® sprawia, że stanowi ona popularny wybór dla projektów
architektonicznych.
Magnelis®: najlepsze zabezpieczenie przed korozją, nawet na krawędziach
ArcelorMittal prowadzi stałe badania w poszukiwaniu nowych powłok metalicznych. Najnowszą z nich jest
Magnelis®. Powłoka metaliczna z cynkiem Magnelis® zawiera również 3,5% aluminium oraz 3% magnezu i
zapewnia najwyższą odporność na korozję w najbardziej agresywnych warunkach otoczenia.
Magnez w składzie powłoki odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu stabilnej bariery przeciwko korozji na
całej powierzchni, szczególnie w środowiskach bogatych w chlor oraz amoniak. Zwiększona odporność na
korozję oznacza także, że grubość powłoki może zostać zmniejszona.
Zastosowanie Magnelis® zapewnia ochronę zasobów naturalnych, gdyż wykorzystuje się tu mniej cynku
niż w przypadku powłok z czystego cynku. Emisja cynku do środowiska naturalnego jest także znacząco
zredukowana.
W odróżnieniu od innych powłok metalicznych, dzięki efektowi samoleczenia Magnelis® zapewnia także
znakomitą ochronę w przypadku przeciętych krawędzi. Na odkrytych krawędziach tworzy się powłoka z
zawartością cynku i magnezu, zapewniając ochronę antykorozyjną. Dzięki temu powłoka Magnelis®
stanowi bardzo korzystną ekonomicznie alternatywę dla galwanizacji wsadowej.
Rysunek 2: Magnelis® alternatywą dla zabezpieczenia galwanicznego i innych metali
Skuteczność powłoki Magnelis® pozwala firmie ArcelorMittal udzielić znaczącej gwarancji na jej
wydajność. Magnelis® jest pierwszą powłoką, którą objęto 20-letnią gwarancją przeciwko korozji w
zastosowaniach morskich. W mniej agresywnych środowiskach oferowana jest gwarancja do 25 lat.
Pomimo że powłoka Magnelis® zapewnia najlepszą ochronę przed korozją ze wszystkich powłok
metalicznych dostępnych obecnie, ArcelorMittal kontynuuje poszukiwania nowych rozwiązań. Przyszłe
wynalazki z pewnością obniżą koszty walki z korozji i jeszcze bardziej wydłużą żywotność konstrukcji ze
stali.
Tekst: ArcelorMittal Flat Carbon Europe
Copyright © 2014 Constructalia. All rights reserved