ZINCARE TERMICĂ
Zincarea termică, cunoscută și sub denumirea de hot dip galvanizing sau HDG, este un tratament de suprafață utilizat frecvent pentru elementele de fixare din oțel. Aceasta oferă o protecție foarte solidă și durabilă împotriva coroziunii. Zincarea termică a produselor fabricate din oțel este standardizată prin ISO 1461, în timp ce standardul specific pentru elementele de fixare este ISO 10684.
Procesul este relativ simplu. Elementele de fixare sunt scufundate într-o baie de zinc topit la temperaturi normale de aproximativ 455°C până la 480°C sau la temperaturi mai ridicate, cuprinse între 530°C și 560°C. Ulterior, acestea sunt centrifugate pentru îndepărtarea excesului de zinc și răcite în apă pentru solidificarea stratului de acoperire.
Stratul de zinc rezultat are, de regulă, o grosime de 40 până la 70 de micrometri. Prin urmare, acesta este considerabil mai gros decât stratul obținut prin zincare electrolitică, care are aproximativ 3 până la 20 de micrometri. Piulițele sunt prelucrate în același mod, cu diferența că filetul interior este executat numai după zincare. Deși filetul interior nu beneficiază de un strat propriu de zinc, protecția catodică oferită de șurubul corespunzător contribuie la protejarea oțelului expus. Zincarea termică este considerată, în general, adecvată pentru elementele de fixare cu diametrul M8 sau mai mare.
ZINCAREA TERMICĂ ÎN COMPARAȚIE CU ZINCAREA ELECTROLITICĂ
| Proprietate | Zincare termică (HDG) | Zincare electrolitică |
|---|---|---|
| Grosimea stratului | 40–70 µm | 3–20 µm |
| Protecție împotriva coroziunii | Excelentă pentru aplicații exterioare și structurale | Bună pentru aplicații interioare și cu solicitări reduse |
| Standard | ISO 10684 | ISO 4042 |
| Dimensiunea minimă a șurubului | În general, de la M8 | Fără o dimensiune minimă generală |
| Aspect | Gri mat și ușor rugos | Lucios și neted |
| Protecție catodică autoregenerantă | Da — protejează zgârieturile mici și zonele expuse | Mai limitată din cauza stratului mai subțire de zinc |
| Potrivirea filetului | Necesită un sistem HDG ISO-fit sau un sistem cu piulițe supradimensionate | Utilizează, în general, toleranțe standard pentru filete |
| Cost relativ | Mai ridicat | Mai scăzut |
| Aplicații tipice | Poduri, structuri exterioare și instalații petrochimice | Electronică, utilaje pentru interior și aplicații auto |
| Sistem duplex cu vopsea | Da — durata protecției poate fi de 1,5 până la 2,5 ori mai mare decât suma duratelor celor două sisteme utilizate separat | Posibil, însă aderența și pregătirea suprafeței trebuie evaluate cu atenție |
Pentru informații detaliate despre zincarea electrolitică, consultați ghidul nostru tehnic privind zincarea electrolitică și straturile din aliaje de zinc.
Conținutul ridicat de zinc oferă o rezistență excelentă la coroziune în condiții exterioare normale. Cu toate acestea, grosimea stratului este considerabil mai mare decât jocul normal disponibil în filet, ceea ce reprezintă o provocare pentru elementele de fixare filetate.
Pentru rezolvarea acestei probleme, standardul ISO 10684 prevede două soluții. Ambele implică modificarea dimensiunilor de bază ale elementelor de fixare filetate.
Prima soluție este sistemul HDG ISO-fit. Elementele de fixare cu filet exterior, precum șuruburile, sunt fabricate înainte de zincare cu o abatere fundamentală mai mare, ceea ce face filetul ușor mai subțire. După zincare, șurubul se potrivește cu un filet interior din clasa normală de toleranță 6H. Șuruburile din acest sistem sunt marcate cu clasa de rezistență și cu litera suplimentară „U”.
A doua soluție este sistemul HDG cu piulițe supradimensionate. Filetul interior al piulițelor este executat la o dimensiune ușor mai mare după zincare, astfel încât să se potrivească în mod corespunzător cu filetul exterior zincat al șurubului. Piulițele din acest sistem sunt marcate cu clasa de rezistență și cu litera suplimentară „Z”.
Cele două sisteme nu trebuie combinate niciodată. Combinarea unui șurub destinat sistemului cu piuliță supradimensionată cu o piuliță ISO-fit poate cauza probleme de montaj. Utilizarea unui șurub ISO-fit cu o piuliță supradimensionată poate reduce în mod critic capacitatea portantă a îmbinării filetate.
CAPACITATEA PORTANTĂ A ELEMENTELOR DE FIXARE FILETATE
În general, proprietățile mecanice ale șuruburilor conforme cu ISO 898-1 și ale piulițelor conforme cu ISO 898-2 nu sunt afectate de zincarea termică. Cu toate acestea, Anexa A a standardului ISO 10684 prevede o excepție pentru diametrele M8 și M10. Pentru aceste dimensiuni, capacitatea portantă este redusă cu aproximativ 20%. Consultați ISO 10684 pentru informații suplimentare.
În cazul piulițelor DIN 934, încă utilizate pe scară largă, zincarea termică era realizată în conformitate cu standardul DIN 267-10, care este acum retras. Acest lucru determină o reducere a capacității portante a elementelor de fixare zincate termic. Capacitatea portantă a unei combinații șurub-piuliță care utilizează piulițe DIN 934 este redusă cu aproximativ 5% pentru cea mai mare dimensiune, M36. Această reducere crește treptat până la aproximativ 20% pentru cea mai mică dimensiune, M6. Alte valori specifice sunt indicate în DIN 267-10.
Din cauza diferențelor dintre toleranțele filetelor, este permis ca filetul șurubului să cedeze la sarcina minimă de rupere.
COROZIUNEA ATMOSFERICĂ A OȚELULUI ZINCAT TERMIC
Atunci când stratul este expus atmosferei, se formează un strat de produse de coroziune cunoscut sub denumirea de patină de zinc. Acest strat este alcătuit în principal din carbonat de zinc. Deoarece carbonatul de zinc este aproape insolubil, acesta încetinește evoluția coroziunii.
Atunci când oțelul zincat rămâne umed pentru o perioadă îndelungată, fără o circulație suficientă a aerului, se poate forma un produs de coroziune alb și voluminos, cunoscut drept rugină albă. Acest fenomen poate fi nedorit din motive estetice sau atunci când suprafața urmează să fie vopsită. Formarea ruginii albe poate fi redusă prin depozitare și ambalare corespunzătoare sau, dacă este necesar, prin ungere ori pasivare.
INFLUENȚA CLIMATULUI ASUPRA PROTECȚIEI OȚELULUI ZINCAT TERMIC
Perioada în care oțelul rămâne protejat împotriva coroziunii este proporțională cu grosimea stratului de zinc și depinde de condițiile climatice. Durata protecției este măsurată, de regulă, din momentul expunerii până când coroziunea metalului de bază, cunoscută drept rugină roșie, devine vizibilă pe mai mult de 5% din suprafață.
Rezistența la coroziune în diferite condiții climatice:
- C2: Climă continentală
- C3: Medii urbane din orașe mari
- C4: Climă industrială moderată sau climă de coastă
- C5: Climă industrială agresivă
Acest grafic trebuie utilizat numai pentru estimări orientative, deoarece condițiile locale de mediu pot varia considerabil.
EFECTUL AUTOREGENERANT AL ELEMENTELOR DE FIXARE ZINCATE TERMIC
Dacă stratul de zinc este zgâriat sau deteriorat, zincul din jur continuă să protejeze zona afectată în condiții atmosferice normale.
Deoarece zincul este mai puțin nobil decât fierul sau oțelul, acesta corodează primul. Această acțiune de sacrificiu protejează oțelul de dedesubt până la consumarea zincului disponibil.
În zonele în care întreruperile stratului de zinc au o lățime de aproximativ 1,5 până la 2 mm sau unde suprafețele fără acoperire au până la 10 mm2, oțelul poate rămâne protejat printr-un proces electrochimic numit punte catodică. Zincul oferă protecție prin sacrificiu, în timp ce sărurile de zinc se acumulează treptat pe zona expusă.
Un exemplu practic este filetul interior al unei piulițe zincate termic, care este executat numai după zincare. Stratul de zinc de pe filetul șurubului corespunzător protejează filetul interior neacoperit al piuliței. O altă caracteristică importantă a protecției catodice este faptul că procesul de coroziune nu se extinde sub un strat intact de zinc.
Reprezentare schematică a punții catodice:
VOPSIREA SUPRAFEȚELOR ZINCATE TERMIC
Un sistem duplex combină zincarea termică cu un strat de vopsea. Este potrivit pentru medii foarte agresive, precum zonele de coastă sau mediile acide, atunci când întreținerea și reparațiile sunt dificile sau când este necesară o anumită culoare.
Un sistem duplex aplicat corect poate oferi o durată de protecție de 1,5 până la 2,5 ori mai mare decât suma duratelor celor două sisteme utilizate separat. Curățarea și degresarea corespunzătoare a suprafeței zincate sunt esențiale pentru obținerea unei aderențe eficiente a vopselei.
ÎNTREBĂRI FRECVENTE DESPRE ZINCAREA TERMICĂ
Care este grosimea minimă a stratului pentru elementele de fixare zincate termic?
Conform ISO 10684, grosimea locală minimă a stratului pentru elementele de fixare zincate termic este, în general, de 40 µm, iar intervalul tipic este de 40 până la 70 µm. Acest strat este considerabil mai gros decât cel obținut prin zincare electrolitică, care are aproximativ 3 până la 20 µm. Din acest motiv, zincarea termică oferă o protecție superioară împotriva coroziunii în aplicațiile exterioare și structurale.
Pot fi combinate șuruburile HDG și piulițele HDG supradimensionate cu componente ISO-fit?
Nu. Cele două sisteme HDG nu trebuie combinate niciodată. Utilizarea unui șurub destinat sistemului cu piuliță supradimensionată împreună cu o piuliță ISO-fit poate cauza probleme de montaj. Utilizarea unui șurub ISO-fit cu o piuliță supradimensionată poate reduce în mod critic capacitatea portantă a îmbinării. Verificați întotdeauna dacă șurubul și piulița aparțin aceluiași sistem HDG. Căutați marcajul „U” pe șuruburile ISO-fit și marcajul „Z” pe piulițele supradimensionate.
Ce este rugina albă de pe elementele de fixare zincate?
Rugina albă este un produs de coroziune alb, sub formă de pulbere, alcătuit în principal din hidroxizi și carbonați de zinc. Aceasta se formează atunci când suprafețele zincate rămân umede fără o circulație suficientă a aerului. Rugina albă ușoară este adesea doar superficială, însă formarea prelungită sau severă poate consuma o parte din stratul de zinc. Riscul poate fi redus prin depozitare și ambalare corespunzătoare, precum și prin ungere sau pasivare.
Cât timp protejează zincarea termică elementele de fixare din oțel?
Durata protecției depinde de grosimea stratului de zinc și de mediul înconjurător. Într-o climă continentală blândă din categoria C2, un strat HDG de 50 µm poate oferi protecție timp de peste 50 de ani. Într-un mediu industrial moderat sau de coastă din categoria C4, se poate estima o durată de aproximativ 15 până la 25 de ani. Într-un mediu industrial agresiv din categoria C5, protecția poate dura aproximativ 8 până la 15 ani. Condițiile locale pot influența semnificativ aceste estimări.
Pot fi vopsite elementele de fixare zincate termic?
Da. Un sistem duplex care combină zincarea termică și vopsirea poate oferi o durată de protecție de 1,5 până la 2,5 ori mai mare decât suma duratelor celor două sisteme utilizate separat. Curățarea și degresarea corespunzătoare a suprafeței zincate sunt esențiale pentru aderența vopselei. Sistemele duplex sunt deosebit de potrivite pentru medii agresive sau pentru aplicații care necesită o anumită culoare.
CUMPĂRAȚI ELEMENTE DE FIXARE ZINCATE TERMIC DE LA FABORY
Descoperiți gama Fabory de elemente de fixare și produse de ancorare pentru aplicații care necesită o protecție durabilă împotriva coroziunii.