Je pozinkovaná oceľ vodotesná? Pochopenie jej odolnosti voči korózii

Ochranný mechanizmus: bariérová a obetavá ochrana

Galvanizovaná oceľ nie je v absolútnom, nepriepustnom zmysle vodotesná, avšak je vysokej odolnosti voči vode a za väčšiny prevádzkových podmienok poskytuje vynikajúcu ochranu proti korózii spôsobenej vlhkosťou. Proces galvanizácie – zvyčajne horúca ponorková galvanizácia – aplikuje vrstvu kovového zinku na oceľový podklad. Táto zinková vrstva poskytuje dvojnásobný mechanizmus ochrany. Po prvé, pôsobí ako fyzická bariéra, ktorá izoluje podkladovú oceľ od vody, kyslíka a elektrolytov. Po druhé, a čo je dôležitejšie, zinok je elektrochemicky aktívnejší (menej nobilný) ako železo. Ak sa povlak poškodí alebo pretrhne a odkryje sa oceľ, okolitý zinok sa koroduje preferenčne v procese známom ako obetovateľná alebo katódová ochrana. Táto samoregeneračná vlastnosť znamená, že aj malé poškodené oblasti nevedú okamžite k hrdzavaniu ocele. Výraz „vodotesný“ však implikuje úplnú a trvalú nepriepustnosť. Hoci nepoškodený a neporušený galvanizačný povlak účinne odoláva prieniku vody a vnikaniu vlhkosti, nejedná sa o hermeticky uzatvorené tesnenie. Po desiatkach rokov vystavenia sa zinková vrstva postupne oxiduje a nakoniec eroduje, čím sa oceľ stáva zraniteľnou voči hrdze.

Obmedzenia pozinkovanej ocele v agresívnych prostrediach

Hoci pozinkovaná oceľ vynikajúco vykonáva svoju funkciu v mnohých vonkajších aplikáciách, nie je vhodná pre všetky vlhké alebo ponorené podmienky. V neutrálnej alebo mierne zásaditej vode (pH 6–12) sa na zinkovom povlaku tvorí stabilná a dobre prilnavá vrstva zinkového hydroxidu a základného zinkového uhličitanu, ktorá ďalej spomaľuje koróziu. V silne kyslých alebo zásaditých prostrediach (pH pod 5 alebo nad 12) sa však zinková vrstva rýchlo rozpúšťa. Napríklad pozinkovaná oceľ sa nedporúča na prepravu kyslých priemyselných odpadových vôd alebo na skladovanie kyslých chemikálií. V námornom prostredí s vysokou koncentráciou chloridov môže byť zinkový povlak napádaný chloridmi, čo vedie k zrýchlenej korózii rýchlosťou 2–5 mikrónov za rok. Okrem toho, ak je oceľ v trvalom kontakte so stojatou vodou alebo pôdou bez odvodnenia, môže sa na zinkovej vrstve vyskytnúť tzv. „biela hrdza“ – objemný, práškovitý koróznny produkt, ktorý, hoci na začiatku nie je škodlivý, postupne môže poškodiť povlak. Podobne by sa pozinkovaná oceľ nemala používať v miestach, kde bude priamo v kontakte s meďou, mosadzou alebo nehrdzavejúcou oceľou za vlhkej podmienky, pretože galvanický článok spôsobí rýchlu obetovnú koróziu zinku.

Správne používanie a údržba na dlhodobú vodotesnosť

Aby sa maximalizovala vodotesnosť pozinkovanej ocele, je nevyhnutný správny návrh, manipulácia a údržba. Pre vonkajšie konštrukcie, ako sú zábradlia, veže pre prenos elektrickej energie a strešné krytiny, poskytuje horúce ponorenie do zinku hrubý, metalurgicky viazaný povlak (zvyčajne 45–200 mikrónov), ktorý môže vydržať 20–50 rokov v atmosferických podmienkach. Pre súčiastky vystavené ponoreniu, ako sú vnútorné plochy vodných nádrží alebo morské piloty, sa odporúča hrubší povlak (až 300 mikrónov) alebo dodatočné ochranné vrstvy (farba alebo epoxid). Počas výroby by všetky zvárané a rezné práce mali byť nasledované nanášaním farby bohatej na zinok, aby sa obnovila ochrana na holých hranách. Pravidelná kontrola poškriabania, bielého hrdzy alebo tenšenia povlaku umožňuje včasnú nápravu – zvyčajne čistením a aplikáciou spreja pre studené pozinkovanie. Pri normálnom vystavení je pozinkovaná oceľ efektívne vodotesná počas desiatok rokov; avšak pre aplikácie vyžadujúce absolútnu nepriepustnosť (napr. skladovanie pitnej vody v súlade so striktnými hygienickými predpismi) môžu byť vhodnejšie nerezová oceľ alebo polymérne výstelky. Preto sa pozinkovaná oceľ najlepšie charakterizuje ako „vysokej vodotesnosti s obetavými samozahojovacími vlastnosťami“, namiesto toho, aby bola všeobecne považovaná za vodotesnú.