Қабат құрамы және өндіріс процесі
Алюминий-мырыштық қаптама (жалпы қолданыстағы атауы — Galvalume) мен дәстүрлі мырыштық қаптама (мырыштанған болат) арасындағы негізгі айырма олардың химиялық құрамы мен қорғаныс механизмдерінде жатыр. Мырыштанған болат ыстық батыру процесі арқылы алынады, яғни болатты балқытылған мырышқа батырады; бұл қорғаныс қабаты ретінде болат пен орта арасында өзін-өзі қорғайтын барьер ретінде қызмет ететін 100% мырыштан тұрады. Ал алюминий-мырыштық қаптамалы болат — 1972 жылы Bethlehem Steel компаниясымен GALVALUME® деп әзірленген — шамамен 55% алюминий, 43,4% мырыш және 1,6% кремнийден тұратын қаптамадан тұрады. Кремнийдің қосылуы қаптаманың болат негізіне жақсы түрде тұрақты ұсталуын қамтамасыз етеді, сондықтан ол домалақтау, штамптау және илеу операциялары кезінде бұзылмайды. Екі қаптама да үздіксіз ыстық батыру процесі арқылы қолданылады, бірақ алюминий-мырыштық қорытпа алюминийге бай дендритті аймақтардан (беткі қабаттың шамамен 80%-ын қамтиды) және мырышқа бай интердендритті аймақтардан тұратын ерекше микрояқпаны құрады. Осы екі фазалы құрылым қаптаманың өте жоғары сапалы жұмыс істеуінің негізі болып табылады.
Коррозияға төзімділік: алюминийдің артықшылығы
Алюминий-цинк қабығының дәстүрлі цинктенумен салыстырғандағы ең маңызды артықшылығы – оның жоғары коррозияға төзімділігі. Алюминий компоненті қоршаған орта әсеріне қарсы берік физикалық кедергі ретінде қызмет ететін тығыз оксид қабатын түзеді, ал цинк кесілген жиектер мен сызықтарда құрбандық (галваникалық) қорғаныс қамтамасыз етеді. Бұл екі деңгейлі қорғаныс механизмі ұқсас қалыңдықтағы цинктенген қабықпен салыстырғанда коррозияға төзімділікті екіден төртке дейін арттырады. Тұз шашырату және теңіз ортасында айырмашылық ерекше байқалады: цинктенген металл сызықты түрде коррозияланады және соңында цинк қабығы толығымен жойылады, ал алюминий-цинк қорытпасы әлдеқайда аз коррозияға ұшырайды және он жылдар бойы әсерге ұшырағаннан кейін толығымен ыдырауға әлдеқайда аз ұшырайды. Тәжірибелік зерттеулер Galvalume қабығымен қапталған болаттың әртүрлі пайдалану жағдайларында цинктенген болатқа қарағанда (эквивалентті 270 г/м² қабық салмағында) үштен алтыға дейін есе ұзақ тұрақтылыққа ие екендігін көрсетті.
Беріктігі мен пайдалану мерзімі
Кеңейтілген коррозияға төзімділік алюминий-мырышпен қапталған өнімдердің қызмет көрсету мерзімін әлдеқайда ұзақтыруға әкеледі. Салалық деректерге сүйенсек, Galvalume кровлялық жүйелері қалыпты жағдайларда 40–50+ жылға созылады, ал кейбір орталарда — 60 жылға дейін. Ал цинктелген болат әдетте ауа-райы мен әсер ету шарттарына байланысты 20–50 жыл қызмет көрсетеді. Ғимараттың сыртқы қабығын құру үшін қолданылатын материалдар ретінде Galvalume цинктелген болатқа қарағанда 2–4 есе ұзақ қызмет көрсетеді. Дегенмен, алюминий-мырыш қабаттары сілтілі орталарда көбірек қауп-қатерге ұшырайды; мұндай жағдайларда дәстүрлі цинктелген болат таңдауға тиімдірек болуы мүмкін. Сонымен қатар, егер қабат жиі сызылуға немесе механикалық зақымдануға ұшыраса, цинктелген болаттың қорғаныштық цинк қабаты оның біркелкі коррозиялық әрекеті салдарынан жақсырақ қорғаныш қамтамасыз етеді.
Жылу шағылысуы мен жылулық сипаттамалары
Алюминий-цинкпен қапталған болат кәдімгі цинктелген болатқа қарағанда жоғары жылу шағылысуын қамтамасыз етеді, бұл ыстық аймақтарда және энергияны үнемдеуге бағытталған ғимараттардың құрылысында маңызды артықшылық болып табылады. Алюминий компоненті күн сәулесінің үлкен бөлігін шағылыстырады, ол ғимараттың ішкі кеңістігін суытуға және ауа кондиционерлерінің жұмыс көлемін азайтуға көмектеседі. Цинктелген болат жылу шағылысуын қанағаттандыратындай деңгейде қамтамасыз етсе де, ол көбірек жылу сіңіреді. Бұл жылулық сипаттамаларының артықшылығы алюминий-цинкпен қапталған өнімдерді тропикалық және субтропикалық аймақтардағы төбе құрылысына аса қолайлы етеді, сонымен қатар ғимараттың жалпы энергиялық тиімділігіне үлес қосады. Сонымен қатар, Галвалум температураны 315°C-қа дейін тұрақты ұстап, бояуының бұзылуынсыз көтере алады, сондықтан оны өнеркәсіптік төбелер мен күн энергиясын пайдаланатын монтаждау құрылымдары сияқты жоғары температураға төзімді қолданыстарға қолдануға болады.
Құнына байланысты есептеулер мен өмірлік цикл құндылығы
Алюминий-цинкпен қапталған болат әдетте цинкпен қапталған болатқа қарағанда бастапқы шығындары 5–20% жоғары болады, бірақ ұзақ мерзімді қолданылатын жағдайларда өмірлік цикл бойынша құнын талдағанда алюминий-цинк нұсқасы тиімдірек болып табылады. Ұзақ қызмет көрсету мерзімі мен қызмет көрсетудің азаюы өмірлік цикл бойынша 35–58% үнемге әкеледі, ал 20 жылдық өмірлік цикл бойынша құны цинкпен қапталған болатқа қарағанда 47% төмен болып есептеледі. Төбенің және сыртқы ғимараттың қабырғаларының құрылуы үшін инвестициялардың қайтарымы 5–7 жыл ішінде қамтамасыз етіледі. Цинкпен қапталған болат бюджеттік жобалар, қысқа мерзімді қолданыстар немесе алюминий-цинк қабатының жоғары сапалылығы орынды емес ортада тиімдірек таңдау болып табылады.
Қолданбалар және қызметкерлік
Бұл екі қабаттама жүйесінің таңдалуы нақты қолданыс талаптары мен орташа жағдайларға негізделуі керек. Алюминий-мырышпен қапталған болат теңіз жағалауындағы аймақтарда, өнеркәсіптік орталарда, жоғары температуралы аймақтарда, сондай-ақ қар мен жаңбыр мол түсетін аймақтарда дөңгелек және қабырғалық құрылымдар үшін қажетті таңдау болып табылады. Ол сонымен қатар ауыл шаруашылығы ғимараттары, ауа-кondициялау желілері, су жинау желілері, автомобиль компоненттері — мысалы, дыбыс өшіргіштер мен шығару жүйелері үшін кеңінен қолданылады. Дәлелденген сапасы мен төмен құнымен белгілі цинктелген болат аз талап қойылатын орталарда қоршаулар, қорғаныс бағаналары, электр өткізгіштері, бекіткіштер мен жалпы құрылымдық қолданыстар үшін стандарт болып қалады. Бояуға арналған қолданыстар үшін цинктелген болаттың бояуға жақсы түсуін қамтамасыз ету үшін оны гальваннейл (цинк-темір қоспалы қабаттама) ретінде көрсету керек, ал алюминий-мырыш қабаттамасы өзінің стандартты түрінде бояуға қолданылу үшін жоғары сапалы бетті қамтамасыз етеді. Бұл айырмашылықтарды түсіну инженерлерге, архитекторларға және өндірушілерге әрбір жоба үшін орынды қабаттама жүйесін таңдауға, яғни сапа, қызмет көрсету мерзімі мен құнын теңестіруге мүмкіндік береді.
