01. Când a apărut procesul de zincare termică?
Primul pas (recunoscut oficial) a fost făcut de chimistul francez Melouin, care în anul 1742 a prezentat la Academia Regală din Franţa o metodă de protecţie a oţelului prin imersarea acestuia într-o baie cu zinc topit. În 1836, Sorel, un alt chimist francez, a obţinut patentul pentru protejarea oţelului cu zinc, după o prealabilă curaţire a acestuia cu o soluţie ce conţinea 9% acid sulfuric. Metoda a fost numită la acea vreme, vopsire galvanică (galvanic paint).
Într-un articol apărut în 1992 (cu sprijinul American Galvanizers Association), Charlotte Evans prezintă o posibilă istorie a zincării termice. În cercetarile ei de început, a găsit în cartea Proiecte strălucitoare (The Bright Design) scrisă de Katherine B. Shippen, faptul că fizicianul Luigi Galvani, cel care a descoperit bioelectricitatea şi care a numit fenomenul de contracţie al muschiului (datorită unui biocurent), galvanism, este considerat cel care a conceput procesul de zincare termică(galvanizare).
02. De ce după zincarea termică apar zone cu scursuri albe și ce sunt ele?
03. Ce este rugina alba și de ce apare pe suprafața pieselor?
Pata de depozitare umedă, se materializează ca mici depozite de pulbere de culoare albă. Cauza apariției o reprezintă expunerea pieselor imediat după zincare la umiditate (ploaie sau condens).
Modul de depozitare va putea genera apariția oxidului și hidroxidului de zinc (rugina albă). De foarte multe ori, chiar dacă piesele nu sunt expuse direct umidității rezultate din ploaie, modul necorespunzător de depozitare, coroborat cu mediul cu umiditate ridicată și/sau fără ventilație, pot duce la apariția acestui tip de aspect.
Din punct de vedere estetic, odată cu maturarea suprafeței zincate, aspectul se uniformizează.
Poate fi evitată?
Pentru evitarea apariției oxidului și hidroxidului de zinc se recomandă o depozitare corectă, sau pasivarea pieselor într-o soluție dedicată (de cele mai multe ori cu conținut de crom) imediat după ce piesele au fost extrase din baia de zincare.
Din punct de vedere al funcției de protecție anticorozivă apariția acestor forme oxidice (pulbere albă cu nuanțe mai închise sau mai deschise) nu afecteaza performanțele stratului de zinc depus si implicit, acest aspect al suprafeței nu reprezintă criteriu de respingere calitativă.
Să ne amintim că structurile din oțel zincat termic oferă zeci de ani de stabilitate fără costuri de întreținere și că tendința de uniformizare aduce acestora un aspect gri metalic plăcut, neutru, natural.
Iată reacțiile chimice din spatele rezultatelor fizice care apar:
- Contactul cu aerul: formarea oxidului de zinc (ZnO)
După ce piesa este scoasă din baia de zinc topit și se răcește, suprafața zincului reacționează imediat cu oxigenul din aer:
2Zn+O2→2ZnO
- Reacția cu vaporii de apă: formarea hidroxidului de zinc (Zn(OH)2)
Oxidul de zinc reacționează apoi cu umiditatea din aer (vapori de apă), formând hidroxid de zinc:
ZnO+H2O→Zn(OH)2
- Reacția cu dioxidul de carbon: formarea patinei de carbonat de zinc (ZnCO3)
În timp, stratul de hidroxid reacționează cu dioxidul de carbon din aer și se transformă într-un strat de carbonat bazic de zinc, care este insolubil și aderent:
Zn(OH)2+CO2→ZnCO3+H2O
Caracteristicile patinei de zinc:
- Culoare: inițial lucios-argintie, dar devine mată, gri-deschis, uneori ușor albicioasă.
- Rol: este barieră pasivă, adică oprește contactul dintre mediu și metalul de bază, prevenind coroziunea suplimentară.
- Timp de formare completă: de la câteva săptămâni până la luni, în funcție de condițiile atmosferice (umiditate, CO₂, temperatură).
Important:
- Dacă suprafața este uscată constant (interior), patina se formează mai greu.
- Dacă piesa este expusă la apă stagnantă, săruri, aciditate sau poluare, patina poate fi perturbată și zincul se poate consuma mai repede.
Cum se poate curăța?
Curățarea mecanică a structurilor zincate se realizează cu pâslă sau cu perie din material plastic sau din sârmă moale (din alamă)
Curățarea chimică a ruginii albe de pe suprafețele zincate:
- Soluție slab acidă – Acid acetic (oțet alimentar)
- Ce folosești: Apă caldă + acid acetic (oțet alimentar).
- Concentrație: 5 – 8 % acid acetic.
- Aplicare:
- Se aplică cu pensula sau se pulverizează.
- Se lasă să acționeze 5 – 10 minute.
- Se freacă ușor cu o perie moale sau burete.
- Se clătește bine cu apă curată și se usucă complet (vezi paragrafele anterioare)
Reacțiile chimice sunt:
Zn(OH)2 + 2H3C-COOH → Zn(CH3-COO)2 + 2H2O
Zn(CH3-COO)2 Acetat de Zinc. Fără clătire, prezența acetatului de zinc pe suprafața oțelului zincat, va împiedica formarea stratului de carbonat de zinc, care este patina prin care zincul se autoprotejează de coroziune.
- Soluție profesională – Detartranți speciali pentru zinc
- Exemple: Produse pe bază de acid fosforic diluat sau acid oxalic, compatibile cu zincul.
- Atenție: Să fie formulate special pentru suprafețe zincate, altfel pot ataca stratul de zinc.
- Aplicare:
- Se respectă instrucțiunile producătorului (de obicei pensulare sau imersie scurtă).
- Se neutralizează apoi cu apă din abundență.
- Bicarbonat de sodiu (metodă blândă)
- Pentru zone mai mici, se poate folosi pastă din bicarbonat și apă, aplicată cu perie moale.
- Această metodă este lentă, dar neagresivă pentru stratul de zinc.
04. Se pot rezinca piesele deja zincate dar care nu mai au un strat consistent de zinc?
05. Acoperă zincarea termică imperfecțiunile apărute la suduri si/sau preexistente pe suprafața metalului?
06. Ce este cenușa de zinc pe care o găsim uneori pe suprafața pieselor zincate? Dăuneaza ea protecției anticorozive?
Cenușa de zinc este un compus chimic secundar rezultat în urma interacțiunii termo chimice a substanțelor utilizate în faza de pregătire a pieselor pentru zincare, cu baia de zinc topit.
Factorii principali care influențează apariția cenușilor, poziționarea și cantitatea sunt:
- găurire necorespunzătoare,
- geometria piesei,
- design necorespunzător.
Uneori independent de măsurile luate, apare un strat superior de cenușă, care se îndepărtează mecanic de către zincatori.
De menționat că sub stratul vizibil de cenușă există strat conform de zinc.
07. De ce apare efectul de fierbere al pieselor din fontă în baia de zinc? De ce efectul este mai vizibil la unele dintre piese?
Zincul este considerabil mai reactiv cu fontele (fontele au concentrația de C de peste 2,06%), existând o tendință de creștere a reactivității la concentrații mai mari de 4,3% C în material.
Concentrația de siliciu, care în cazul fontelor ajunge și la 1% sau chiar 2%.
Apare o reacție exotermă (cu eliberare de temperatură) care se manifestă cu apariția fumului, a degajărilor de gaze și dizlocuire de zinc topit și formațiuni rămase după turnare. Acestea sunt motivele pentru care o structură care conține și piese din oțel și piese din fontă poate avea suprafețe afectate și în vecinătatea elementelor din fontă pentru care a apărut efectul de fierbere.
08. Care este coeficientul de alunecare al produselor după zincarea termică?
09. Ce este zincarea termică?
Zincarea termică este una dintre cele mai eficiente metode de protecție anticorozivă a oțelului. Se știe că pe plan mondial în fiecare secundă sunt distruse prin coroziune 100 de kg deoțel, echivalentul a 31000 de EUR/oră.
Zincarea termică protejează în trei moduri
- prin acoperirea completă a oțelului și crearea unei bariere între agenții corozivi și structura protejată
- prin sacrificiu (se comportă ca un anod care se sacrifică și participă la reacții chimice înaintea și în locul oțelului pe care îl protejează)
- prin stratul oxidic de autoprotecție (patină)
Ca exemplu, pentru mediul de corozivitate C3 (mediu urban și industrial), care este caracterizat prin pierdere de grosime de între 20 µm și 50 µm de oțel/an, zincarea termică protejează structurile metalice sacrificând doar între 0,7 µm și 2 µm/an.
Zincarea termică oferă cea mai sustenabilă soluție de protecție anticorozivă. Zincarea termică este complet predictibilă din punct de vedere al costului inițial și pentru toată durata de viață a structurii. Zincarea termică satisface rigorile economiei circulare.
Zincarea termică este un procedeu total integrabil în concepul BIM (Building Information Model) în primul rând pentru căoferă o imagine completă pentru protecția anticorozivă, aplicabilă încă din faza de proiectare pentru toată durata de viață a produsului.
10. Cum arată produsele după zincarea termică?
11. Se pot vopsi piesele zincate termic?
Da. Se recomandă consultare cu furnizorul de serviciu de vopsire și/sau cu furnizorul de vopsea.
Suplimentar, este de menționat că pentru vopsire în câmp electrostatic există standardul europea EN 15773:2018 vopsire în câmp electrostatic peste zincare.
12. Se pot face corectii dupa zincarea termică în caz că apar greșeli sau modificări în proiect?
Suprafețele totale neacoperite pentru recondiționare de către zincator nu trebuie să depășească 0,5 % din suprafața totală a piesei. Fiecare suprafață neacoperită care se recondiționează nu trebuie să depășească 10 cm2. Dacă suprafețele neacoperite sunt mai mari, piesa care conține astfel de zone trebuie acoperită cu zinc din nou, cu excepția cazurilor în care există un alt acord între cumpărător și zincator.
Recondiționarea trebuie efectuată fie cu:
- o vopsea adecvată cu conținut de zinc cu pigmenți pe bază de pulbere de zinc;
- o vopsea adecvată cu conținut de zinc cu pigmenți de zinc lamelar; un produs adecvat de pastă de zinc sau o baghetă de aliaj de zinc; pulverizare termică cu zinc (a se vedea ISO 2063-2[2]), în limitele practice ale acestor sisteme;
Acoperirea pentru reparare de pe suprafețele recondiționate trebuie să poată să furnizeze o protecție prin reacție de sacrificiu pentru oțelul pe care se aplică.
Tratamentul trebuie să includă eliminarea tuturor oxizilor, curățarea și orice tratament preliminar necesar pentru a asigura aderența.
Grosimea acoperirii pentru reparație pe suprafețele recondiționate trebuie să aibă o grosime medie de minimum 100 µm, cu excepția cazului în care se convine altfel, deoarece, de exemplu, o grosime diferită pentru suprafețele recondiționate este mai compatibilă cu grosimea înconjurătoare diferită a acoperirii prin zincare de pe piesă; sau când suprafața zincată urmează să primească o acoperire suplimentară și grosimea pentru suprafețele recondiționate trebuie să fie aceeași ca și pentru acoperirea prin zincare.
