Verzinktes Stahlblech ist ein Verbundmaterial aus Stahl und Zink. Galvanisierte Produkte kombinieren die Vorteile der beiden Materialien. Das Verbundmaterial hat die Stärke und Plastizität des Stahls sowie eine korrosionsbeständige Beschichtung. Es wird weit verbreitet in industriellen Bereichen wie im Bauwesen, Haushaltsgeräten und Automobilindustrie eingesetzt.
Was ist ein galvanisierter Stahlblech?
Galvanisiertes Blatt ist ein Stahlblech mit einer Schicht metallischen Zinks auf der Oberfläche des Stahls zur Schutz des Stahlsubstrats. Da die elektrochemische Aktivität von Zink höher ist als die von Eisen, kann die Anwesenheit der Zinkschicht die Oxidation und Korrosion des Stahls verzögern. Die Dicke von üblichen gefertigte Stahlbleche liegt normalerweise zwischen 0,25 mm und 5 mm, und es gibt viele Ausführungen zur Auswahl je nach unterschiedlichen Anwendungsanforderungen.
Korrosionschutzmechanismus von galvanisierten Stahlblechen:
Der Korrosionschutz von galvanisiertes Stahlblech stammt von dem Schutz durch die Zinkschicht. Sein Funktionsprinzip wird hauptsächlich durch drei Mechanismen erreicht, nämlich den physikalischen Barriereeffekt, den Opferanodeneffekt und das Passivierungsphänomen während der Korrosion.
Physikalischer Barriereffekt
Als äußerste Schicht von galvanisiertes Blatt , isoliert die Zinkschicht durch einen physikalischen Barriereffekt die direkte Berührung zwischen Luft, Feuchtigkeit und Stahl, wodurch Oxidation und Rostbildung verhindert werden. Zink selbst weist eine gute Oxidationsbeständigkeit auf. Die Dicke des Belags bestimmt die Länge des Schutzeffekts. Je dicker die Zinkschicht, desto bedeutsamer ist der durch sie gebotene physikalische Schutzeffekt.
Opferanodeneffekt
Wenn das verzinkte Stahlplatten wird der Stahl durch mechanische Verschleiß oder chemische Korrosion teilweise freigelegt, tritt der „Opferanodeneffekt“ von Zink in Aktion. Zink hat ein niedrigeres Potential als Stahl und eine höhere elektrochemische Aktivität. Es unterzieht sich vorrangig Oxidationsreaktionen, um den Stahl vor Korrosion zu schützen. Diese Eigenschaft ermöglicht es dem verzinkte Stahlplatten um sein Leben zu verlängern, selbst wenn die Beschichtung beschädigt ist und zeigt eine hohe Korrosionswiderstand.
Passivierungsercheinung während der Korrosion
In einer feuchten oder sauerstoffhaltigen Umgebung wird sich auf der Oberfläche der Zinkschicht eine dünne Oxidfilm oder basisches Zinkcarbonat bilden. Diese Passivierungsschicht kann die Korrosionsrate weiter verlangsamen, wodurch die galvanisierte Stahlplatte in einer Vielzahl von rauen Umgebungen einen guten Korrosionswiderstand bietet.
Arten des Galvanisierungsprozesses:
Derzeit umfassen die Produktionsverfahren von gefertigte Stahlbleche hauptsächlich Wärme-eintauchen Galvanisieren und Elektro-galvanisieren:
Wärme-eintauchen Galvanisieren: Das Stahlblech wird in flüssiges Zink getaucht, um durch physikalische Adhäsion und chemische Reaktion eine Zinkschicht zu bilden. Bei diesem Verfahren ist die Zinkschicht dicker (normalerweise mehr als 50 Mikrometer), bietet einen stärkeren Schutz und hat einen hohen Korrosionswiderstand. Es eignet sich für Baustoffe, die der Atmosphäre ausgesetzt sind, und für Stahlkomponenten in rauen Umgebungen.
Elektrogalvanisierung: Das Zink wird unter Verwendung des Prinzips der elektrolytischen Abscheidung gleichmäßig an die Oberfläche des Stahls angebracht. Die Beschichtung ist dünner (in der Regel weniger als 20 Mikrometer) und hat eine glattere Oberfläche. Sie wird normalerweise für Produkte verwendet, die hohe Präzisionsanforderungen oder hohe ästhetische Anforderungen erfüllen. Obwohl ihre Korrosionsbeständigkeit nicht so gut ist wie die von hot-dip gefertigte Stahlbleche , hat sie in Innenräumen oder in Umgebungen mit geringer Korrosion einen guten Effekt.
Die Funktion der galvanisierten Schicht:
Die Zinkschicht bietet eine effektive physikalische Barriere für die Stahlplatte, indem sie externe Feuchtigkeit und Sauerstoff davon abhält, direkt mit dem Stahl in Berührung zu kommen, wodurch die Korrosionsrate der Stahlplatte reduziert wird. Gleichzeitig kann der elektrochemische Schutzmechanismus von Zink als Opferanode das korrosionshemmende Wirkung weiter verstärken.
Faktoren, die die Korrosionsbeständigkeit von galvanisierten Stahlblechen beeinflussen:
Zinkbeschichtungsdicke
Je dicker das Zinküberzug ist, desto besser ist die Korrosionsbeständigkeit. Beim Wärmetauchgalvanisieren kann normalerweise ein dickerer Überzug erreicht werden, während der elektrolytisch angalvanisierte Zinküberzug relativ dünn ist und die Überzugsdicke bei Verwendung in feuchten Umgebungen erhöht werden muss.
Qualität des Galvanisierungsprozesses
Die Qualität unterschiedlicher Galvanisierungsverfahren beeinflusst auch direkt die Korrosionsbeständigkeit. Wärmetauchgalvanisieren weist aufgrund seiner größeren Zinküberzugsdicke normalerweise eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Elektrogalvanisieren.
Qualität des Stahls selbst
Die Sauberkeit, Glätte, Kohlenstoffgehalt usw. der Stahlfläche beeinflussen die Haftung des Zinküberzugs. Hochreine, niedrig-kohlenstoffige Stahlüberzüge haben eine bessere Haftung und helfen dabei, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Umweltbedingungen
Galvanisierte Stahlbleche korrodieren schneller, wenn sie in Küstenregionen, heißen und feuchten Gebieten oder in sauren Umgebungen eingesetzt werden. Dickerere Überzüge oder regelmäßige Wartung sind daher erforderlich, um die Lebensdauer zu verlängern.
Leistung von galvanisierten Stahlblechen in verschiedenen korrosiven Umgebungen:
Die Haltbarkeit von galvanisierte Platten in verschiedenen korrosiven Umgebungen variiert. Folgendes ist ihre spezifische Leistung in mehreren typischen korrosiven Umgebungen.
Küstengebiete
Die Luft in Küstenregionen enthält einen hohen Salzgehalt, was für metallische Materialien stark korrosiv ist. Hochtemperatur- gefertigte Stahlbleche können dieser Korrosion wirksam trotzen und haben eine lange Lebensdauer, normalerweise mehr als 15 bis 20 Jahre.
Industrieverschmutzungszonen
Die Luft in Industriegebieten enthält große Mengen an sauren oder basischen Stoffen, wie Schwefeldioxid und Chlor, die chemische Reaktionen in der Galvanischschicht verursachen und den Korrosionsprozess beschleunigen können. Hochtemperatur-galvanisierte Stahlbleche können sauren Gasen besser widerstehen, aber sie benötigen regelmäßige Reinigung und Wartung.
Umfeld mit hoher Feuchtigkeit und hohen Temperaturen
Feuchte und hohe Temperaturen können leicht dazu führen, dass sich die Zinkschicht auf galvanisierten Stahlblechen oxidiert, besonders in Umgebungen mit schlechter Luftzirkulation. Daher sollte bei der Verwendung von galvanisierten Stahlblechen unter feuchten oder heißen Bedingungen eine dickere Zinkschicht ausgewählt und eine gute Ventilation gewährleistet werden, um die Korrosion hinauszuzögern.
Korrosionsprüfverfahren für galvanisierte Stahlbleche:
Um die Korrosionsbeständigkeit von galvanisierten Stahlblechen zu bewerten, werden normalerweise folgende Standardprüfverfahren verwendet:
Salzsprüh-Test
Der Salzspray-Test bewertet die Korrosionsbeständigkeit der Stahlbleche in Küsten- oder hochsalzhaltigen Umgebungen, indem sie Salzspray-Umgebungen ausgesetzt werden. Nach einer bestimmten Zeitspanne wird das Ausmaß der Korrosion auf der Oberfläche der Zinkschicht beobachtet. Die Testergebnisse können die Korrosionsbeständigkeit von Beschichtungen unterschiedlicher Dicke widerspiegeln.
Feuchtigkeitswärme-Test
Der Feuchtigkeits- und Hitzetest simuliert die Korrosionsbeständigkeit von galvanisierten Stahlblechen unter extremen Klimabedingungen (insbesondere tropischen und maritimen Klimazonen), indem sie in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoer Feuchtigkeit platziert werden. Dieses Experiment eignet sich zur Überprüfung der gesamten Haltbarkeit und Stabilität der Stahlblechbeschichtungen.
Freiluftbelastungstest
Durch die Belastung von galvanisierten Stahlblechen in der Natur wird ihre Leistung über einen langen Zeitraum hinweg überwacht. Dieser Test liefert realistischere Haltbarkeitsdaten, aber er dauert lange und es dauert normalerweise mehrere Jahre, um vollständige Testdaten zu erhalten.
Anwendungsbereiche von galvanisierten Stahlblechen:
Bauindustrie: gefertigte Stahlbleche kann für Bauelemente wie Dächer, Wandschalen und Röhren verwendet werden.
Automobilbau: Galvanisierte Stahlbleche können für Karosserien und Fahrgestelle verwendet werden.
Haushaltsgeräte: gefertigte Stahlbleche werden hauptsächlich für die Außenschalen von Kühlschränken, Waschmaschinen usw. verwendet.
Energie- und Kraftwerksindustrie: Galvanisierte Stahlbleche werden für die äußeren Gehäuse von Kraftwerksanlagen und Konstruktionen wie Übertragungsmasten verwendet.
Verkehrsanlagen: gefertigte Stahlbleche werden bei der Herstellung öffentlicher Anlagen wie Brücken, Leitplanken und Verkehrszeichen eingesetzt.
Mit dem technologischen Fortschritt wird die Hinzufügung zusammengesetzter korrosionsbeständiger Materialien zu galvanisierten Stahlblechen sowie die Forschung und Entwicklung selbstheilender Beschichtungen ihre Anwendungswertigkeit in Zukunft weiter steigern. In praktischen Anwendungen ist die Auswahl des geeigneten Galvanisierungsverfahrens und der Dicke je nach unterschiedlichen Umgebungsmerkmalen und Projektanforderungen der Schlüssel zur Sicherstellung eines langfristigen und stabilen Einsatzes von galvanisierten Stahlblechen in verschiedenen Umgebungen.
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