Na czym polega cynkowanie zanurzeniowe?

Zmniejszenie szkodliwego wpływu korozji, zminimalizowanie potrzeby konserwacji stalowych konstrukcji oraz zwiększenie ich żywotności. To tylko niektóre z zalet, jakie przynosi proces cynkowania zanurzeniowego, którego idea powstała już w XVIII wieku. Jest to metoda przystępna cenowo i bezpieczna dla środowiska, a ponadto ocynkowane elementy mogą być użytkowane przez kolejne kilkadziesiąt lat bez potrzeby przeprowadzania dodatkowych konserwacji.

Krótka historia cynkowania zanurzeniowego

Cynkowanie zanurzeniowe stopów żelaza zostało wynalezione w 1742 roku przez francuskiego chemika Melouina. Metoda polegała na zanurzaniu stalowych lub żeliwnych elementów w kąpieli z ciekłego cynku. Uzyskanie jednorodnej warstwy cynku było możliwe dopiero prawie sto lat później dzięki odkryciu metody właściwego przygotowania powierzchni pokrywanego elementu, czyli usunięciu tlenków i wodorotlenków żelaza, które tworzą się jako produkt korozji atmosferycznej.

Cynkowanie zanurzeniowe na skalę przemysłową zostało zastosowane w 1836 roku przez francuskiego inżyniera Stanisława Sorela, który opracował i wdrożył system chemicznego trawienia powierzchni stali i żelaza. Rok później zdobył on patent na zabezpieczenie antykorozyjne powierzchni wyrobów ze stali i żelaza, co praktykuje się do dziś – do wytwarzania powłok techniką indywidualnego zanurzania.

Cynkowanie zanurzeniowe metodą ciągłą wykorzystał na szeroką skalę Tadeusz Sendzimir. Polak zrewolucjonizował cynkowanie stalowych wyrobów płaskich, dzięki czemu doczekała się ona licznych wdrożeń w fabrykach stali w wielu krajach. W roku 1933 roku w Kostuchnie (obecnie dzielnica Katowic) została uruchomiona pierwsza na świecie linia ciągłego wytwarzania i cynkowania blach stalowych ze stali niskowęglowej na skalę przemysłową.

Jak przebiega proces cynkowania zanurzeniowego?

Jednym zdaniem – cynkowanie zanurzeniowe to proces dyfuzyjnego wytwarzania ochronnej powłoki, składającej się z faz międzymetalicznych głównie cynku i żelaza, na stali. Powłoka składa się zazwyczaj z kilku wartw pośrednich, przy czym pierwsza z nich (faza Γ), najbliższa stalowemu podłożu, ma grubość około 1 µm i zawiera około 25% żelaza. Kolejna warstwa zbudowana z fazy δ zawiera około 10% żelaza, a trzecia (faza ζ) – około 6%. Na zewnątrz znajduje się zaś powłoka o zbliżonym składzie chemicznych do kąpieli, w której została wytworzona o gładkim, jasnym i błyszczącym wyglądzie.

Podczas procesu cynkowania zanurzeniowego stal (oczyszczona uprzednio z wszelkich zanieczyszczeń – olejów, smarów, rdzy czy żużlu) zanurzana jest w ciekłym cynku na maksymalnie kilkanaście minut, najczęściej w temperaturze 445-460°C, po czym następuje chłodzenie najczęściej w wodnej kąpieli. W ten sposób powstaje wspomniana wyżej odporna i nieprzepuszczalna powłoka, która ściśle przylega do stali i nawet jeśli ulegnie uszkodzeniu, to korozja w pierwszej kolejności dotknie powłokę, a nie stal.

Cynkowanie zanurzeniowe pozwala uzyskać odporność stali na korodowanie, dzięki czemu może być wykorzystywana również na zewnątrz, nawet przez kilkadziesiąt lat, bez dodatkowych prac konserwacyjnych. Ponadto metoda ta jest przyjazna środowisku naturalnemu i nie wymaga dużych nakładów finansowych – stwierdza dyrektor Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach.