Ghid asupra rezistenţei la coroziune a pieselor zincate termic
Standardul conţine 3 părţi:
- Partea 1 - Principii generale de proiectare și rezistenţă la coroziune;
- Partea 2 - Zincare termică;
- Partea 3 - Zincare prin difuzie. Această fișă de informare este un rezumat al informaţiilor legate de performanţa protecţiei anticorozive cuprinse în noul standard european, și anume în Partea 1.
Generalităţi
Aplicarea de straturi zinc este o metodă eficientă de încetinire sau prevenire a coroziunii materialelor feroase. Acoperirile de zinc sunt utilizate pentru protejarea produselor din fontă și oţel, atât printr-o acţiune de barieră cât și prin acţiune galvanică. Durata de viaţă a stratului de zinc în diverse condiţii atmosferice este aproximativ proporţională cu grosimea stratului. Viteza de coroziune a zincului mai depinde și de durata de expunere la umezeală, poluare și contaminarea suprafeţei, dar vitezele de coroziune sunt mult mai mici decât cele ale oţelului neprotejat și scad în timp. Informaţii generale despre coroziunea atmosferică a zincului se găsesc în SR ISO 9224.
Coroziunea în atmosferă
Rezistenţa stratului depus prin zincare termică în condiţii atmosferice depinde de peliculele formate la suprafaţa produsului la scoaterea produsului din baia de zinc topit. Acestea sunt de obicei oxid sau carbonat de zinc, formate prin contactul zincului cu aerul. Cea mai periculoasă substanţă din atmosferă pentru zinc este dioxidul de sulf SO2. Printre factorii care contribuie la corodarea zincului cu SO2 din atmosferă sunt: umiditatea relati vă (facilitează absorbţia de SO2 de către stratul de zinc și deci reacţia între SO2 și zinc) și concentrarea de săruri din aer în medii marine. Sărurile și oxizii de azot nu au un efect atât de puternic.
Alte aspecte important de reţinut sunt:
• Vitezele de coroziune sunt în general liniare pentru un mediu dat. Aceasta permite esti marea duratei de viaţă pe baza evaluărilor intermediare a grosimii acoperirii;
• Vitezele de coroziune cresc cu durata și frecvenţa expunerii la umezeală;
• Vitezele de coroziune datorate expunerii la chimicale necesită o atenţie specială. O mare varietate de chimicale sunt compatibile cu acoperirile de zinc. Acizii și bazele puternice nu sunt compatibile; Viteza de coroziune în apă de mare, în zone cu climă temperată poate fi de 10-20 μm/an. Apa de mare tropicală, cu temperatură mai ridicată, poate cauza viteze de coroziune mai ridicate.
Tabelul 1 redă principalele grupe de mediu (SR ISO 9223). La umiditate relativă sub 60%, viteza de coroziune a fontei și oţelului este neglijabilă și nu necesită neapărat acoperire cu zinc, de exemplu în interiorul clădirilor, decât dacă există cerinţe referitoare la aspect sau de igienă, de exemplu într-o fabrică de alimente. La umiditate relativă mai mare de 60% sau expunere la umezeală sau scufundare în medii lichide sau condensare îndelungată, fonta și oţelul sunt supuse unei coroziuni puternice. Contaminanţii depozitaţi pe suprafaţă, mai ales cloruri și sulfaţi, accelerează atacul, mai ales dacă absorb umezeala sau intră în soluţie pe suprafaţa fontei sau oţelului. Temperatura ridicată sau fluctuaţiile de temperatură cresc viteza de coroziune a fontei sau oţelului neprotejate.
Coroziunea în sol
Coroziunea în sol a acoperirilor de zinc este rareori uniformă, datorită gamei largi de proprietăţi fi zice și chimice ale solurilor și a neomogenităţii lor. Coroziunea în soluri depinde de conţinutul mineral, de natura mineralelor și de componentele organice, conţinutul de apă și de oxigen (coroziunea aerobă și anaerobă). Recomandări generale asupra riscului de coroziune în soluri se găsesc și în EN 12501-1. Atunci când structuri mari din fontă sau oţel, cum sunt conducte, tuneluri, bazine, trec prin diferite ti puri de soluri, poate apare coroziune localizată în puncte izolate (zone anodice) prin formarea de zone de aerare diferenţiată. Se pot forma celule de coroziune și la interfaţa sol/ aer și sol/ape subterane. Astfel, adăugarea unei protecţii catodice structurilor afl ate în sol (sau în apă) le poate prelungi viaţa. Viteza de coroziunea medie anuală a acoperirilor zincate termic pe structuri aflate în sol este de sub 10 μm pe an.
Coroziunea în apă
Tipul de apă - apă proaspătă moale sau tare/apă sălcie/apă sărată - are o influenţă majoră în coroziunea fontei și oţelului în apă și deci asupra alegerii acoperirii de zinc. În cazul acoperirii cu zinc, coroziunea este afectată în primul rând de compoziţia chimică a apei, dar și temperatura, presiunea, debitul, agitaţia și conţinutul în oxigen sunt importante. De exemplu, zincul nu ar trebui folosit în ape fierbinţi care nu formează tartru. Coroziunea zincului poate apare în condiţii de condens, mai ales între 55°C și 80°C. Deși protecţia prin efect de barieră apare la orice temperatură, sub cca. 60°C, zincul oferă în plus și protecţie catodică.
Durata de viaţă a zincului în ape reci cu formare de tartru este de regulă mai mare decât în ape fără formare de tartru. Zonele cu fluctuarea nivelului apei (de exemplu maree sau fluctuarea artificială a nivelului în camere sau rezervoare de apă) sau expuse stropirii cu apă sunt mai sensibile, deoarece pe lângă atacul apei se poate adăuga și atacul atmosferic și uzarea abrazivă. În apă de mare temperată, viteza medie de coroziune este între 10 și 20 μm / an. În mod normal, structurile acoperite prin zincare termică (dar și prin alte metode de zincare) au nevoie de protecţie suplimentară dacă sunt expuse apei de mare (vezi EN ISO 12944 și EN 13438).
Recomandările referitoare la riscul de coroziune în apă a acoperirilor zincate termic se găsesc în EN 12502-3
Uzarea abrazivă
Acţiunea mecanică naturală corozivă poate apare în apă, dacă apa duce materiale solide, prin abraziune în nisip, prin parti- culele solide duse de vânt (nisip de exemplu), prin stropire cu apă etc. Acoperirile cu zinc au o mult mai mare rezistenţă (de cel puţin 10 ori) la abraziune decât majoritatea acoperirilor prin vopsire. Aliajele de zinc-fier sunt deosebit de rezistente. Zonele pentru pietoni sau mașini, sau care se freacă prin contact sunt supuse abraziunii. Zonele expuse pietrișului sunt supuse eroziunii severe prin impact (lovire) și abraziune. Legătura puternică între acoperirea cu zinc și oţel (în special în cazul zincării termice și șerardizării, unde există reacţii de aliere) limitează aceste efecte.
Alte tipuri de expunere
Standardul se mai referă și la alte tipuri de coroziune/uzură: contactul cu chimicale, temperaturi ridicate, contactul cu betonul/lemnul, contactul bi-metalic.
Informațiile din această fișă sunt doar orientative. Pentru detalii suplimentare trebuie consultat standardul.
