Захисний механізм: бар’єрний та жертвенний захист
Оцинкована сталь не є водонепроникною в абсолютному, повністю непроникному сенсі, але вона має високий рівень стійкості до води й, за більшості умов експлуатації, забезпечує чудовий захист від корозії, спричиненої вологою. Процес оцинкування — зазвичай гаряче занурення в цинк — наносить шар металевого цинку на сталеву основу. Цей цинковий покрив надає подвійний механізм захисту. По-перше, він виступає як фізична бар’єрна шар, що ізолює сталеву основу від води, кисню та електролітів. По-друге, й що важливіше, цинк електрохімічно активніший (менш благородний), ніж залізо. Якщо покриття пошкоджене — наприклад, подряпана або порізана ділянка, де відкривається сталь, — то навколишній цинк кородує переважно в процесі, відомому як жертвенний або катодний захист. Ця властивість «самовилікування» означає, що навіть невеликі пошкоджені ділянки не призводять одразу до появи іржі на сталі. Проте термін «водонепроникний» означає повну й постійну непроникність. Хоча ціле, непошкоджене оцинковане покриття ефективно запобігає проникненню води та вологи, воно не є герметичним ущільненням. Упродовж десятиліть експлуатації цинковий шар повільно окиснюється й, зрештою, еродує, після чого сталь стає вразливою до іржавіння.
Обмеження оцинкованої сталі в агресивних середовищах
Хоча оцинкована сталь чудово виконує свої функції в багатьох зовнішніх застосуваннях, вона не підходить для всіх вологих або повністю занурених у воду умов. У нейтральній або слабко лужній воді (pH 6–12) цинкове покриття утворює стабільний, добре прилягаючий шар цинкового гідроксиду та основного цинкового карбонату, що додатково уповільнює корозію. Однак у сильно кислотних або лужних середовищах (pH нижче 5 або вище 12) цинковий шар розчиняється дуже швидко. Наприклад, оцинковану сталь не рекомендовано використовувати для транспортування кислих промислових стічних вод або зберігання кислих хімічних речовин. У морських умовах із високою концентрацією хлоридів цинкове покриття може піддаватися атаці хлоридами, що призводить до прискореної корозії зі швидкістю 2–5 мікронів на рік. Крім того, якщо сталь постійно контактує зі стоячою водою або ґрунтом без дренажу, цинковий шар може уражатися «білою іржею» — об’ємним, порошкоподібним продуктом корозії, який спочатку не є шкідливим, але згодом може погіршити стан покриття. Аналогічно, оцинковану сталь не слід використовувати там, де вона матиме безпосередній контакт із міддю, латунню або нержавіючою сталью в умовах вологості, оскільки гальванічна пара призведе до швидкої жертвенной корозії цинку.
Правильне застосування та обслуговування для тривалого водонепроникного захисту
Щоб максимально підвищити водостійкість оцинкованої сталі, необхідні правильне проектування, обробка та технічне обслуговування. Для зовнішніх конструкцій, таких як огорожі, опори ліній електропередачі та покрівлі, гаряче цинкування зануренням забезпечує товсте, металургійно зв’язане покриття (зазвичай 45–200 мікрон), яке може зберігатися 20–50 років у атмосферних умовах. Для компонентів, що підлягають повному зануренню, наприклад, внутрішніх поверхонь водяних резервуарів або морських паль, рекомендуються більш товсті покриття (до 300 мікрон) або додаткові захисні шари (фарба або епоксидне покриття). Під час виготовлення всі зварювальні й різальні роботи мають супроводжуватися нанесенням цинк-багатого ремонтного фарбування для відновлення захисту на оголених кромках. Регулярний огляд на предмет подряпин, білої іржі або зменшення товщини покриття дозволяє вчасно вжити заходів — зазвичай шляхом очищення та нанесення спрею для холодного цинкування. За нормальних умов експлуатації оцинкована сталь ефективно є водонепроникною протягом десятиліть; однак для застосувань, що вимагають абсолютної непроникності (наприклад, зберігання питної води зі строгими санітарно-гігієнічними вимогами), більш доцільними можуть бути нержавіюча сталь або полімерні вкладки. Отже, оцинковану сталь найточніше описати як «високостійку до води з жертвенними самовідновлювальними властивостями», а не як універсально водонепроникну.
