Galvalume Teraskerige: Ületähtis korrosioonikindlus

Mis on Galvalume Teraskerige ja kuidas see takistab korrosiooni?

Galvalume koostis: 55% Al, 43,4% Zn, 1,6% Si

Galvalume teraskerige kombineerib alumiiniumi vastupidavuse ja tsinki ohverdusliku kaitse täpselt läbi mõeldud sulamis. Pinnakate koosneb järgmistest:

See kolmekomponentne sulam moodustab kuumkatte ajal terasest alusega metallurgilise sideme. Räni roll on eriti oluline – uuringud kinnitavad, et see takistab metallide vaheliste hapuspõliste tekke, võimaldades kattel vastu pidada mehaanilisele töötlemisele purunemata.

Tõrjeprotsektiivne kaitse alumiiniumirikkast pinnakihist

Umbes pooled materjalist on alumiiniumi, mis moodustab terase pinnale paksu oksiidkihi. See kaitsekiht hoiab ära niiskuse, õhu ja need igatsevad korrosiooni tekitavad ioonid, mis söövad metalli. Tavalised sinkkatted ei püsita nii hästi, eriti rannikul, kus soolane vesi tungib kõikjal sisse. Olemme laboritingimustes näinud, et kui oksiidkiht kriipsutatakse, siis ta parandab ise aja jooksul ennast. Kõige muljetavaldavam on aga see, kuidas see materjal püsib aastaid isegi pärast seda, kui seda on eksponeeritud päikesekiirgusele ja äärmuslikele temperatuuridele, mis ulatuvad alt nullist kuni märkimisväärselt üle keemispunkti.

Soolumisest kaitse, mille tagab sulami sisalduv tsink

43,4% tsingisisaldus pakub nii nimetatud katoodset kaitset just neis haavatavates kohtades, kus pinnal tekivad lõigud või kahjustused. Teras mõnikord läheb lahti ja sel juhul kalduvad esmalt oksüdeeruma tsink. See tähendab, et igal aastal kulub ära umbes 0,05 mm kaitsekihist, võrreldes tavapärase tsingitud terase puhul aastas 0,2 mm kaotusega. Siin on tegelikult kaks koostöös toimivat kaitsetaset: barjäärikaitse ning see ohverduslik komponent, mis aitab seletada, miks galvalume-terase rullid vastupidavad kiirendatud soolanebuliseerimise testides (ASTM B117 standardi kohaselt) tavalisest tsingitud analoogidest umbes 2 kuni 4 korda pikemalt.

Galvalume-terase rullide pikaajaline vastupidavus

Sünergiline korrosioonikindlus alumiiniumi ja tsingi vastastikuse mõju tulemusena

Galvalume teraskerimise eripikkuse tagab selle oluliselt pikem eluiga tavalise terasega võrreldes. Saladus peitub selle erilises kaitsekombinatsioonis: alumiinium toimib niiskuse eest kaitseks, samas kui tsinkil on see imeline omadus, et ta tegelikult iseend regenereerub, kui on kahjustatud. Umbes pooled materjalist on alumiiniumi, mis loob tugeva oksiidkihi, hoides vett eemal. Kui siiski tekib pindale sügav scratch või kahjustus, siis on tsing esimene, kes seda vastu võtab, enne kui teras mõjutatud saab. Testid näitavad, et need kerimid võivad rannikul või tööstusaladel kesta 2 kuni 4 korda kauem kui tavapärane sinkitud teras rasketes tingimustes, näiteks soolase veega kokkupuutumisel. See tähendab vähem asendusi ja hooldusprobleeme aja jooksul.

Väikeste sulamielementide (Si, Mn, Cr) roll okseederesistentsuses

Umbes 1,6% räni aitab luua tugeva sideme kate ja selle all oleva terase vahel, mis on eriti oluline, kui materjal korduvalt soojeneb ja jaheneb. Mangaan ja kroom annavad lisaks suure panuse stabiilsuse tagamisse. Reaalsetes tingimustes tehtud testid on näidanud, et need väikesed hulgad vähendavad okselemisprobleeme umbes 38% niisketes piirkondades, kus õhus on palju niiskust – seda ei suuda tavapärased Al-Zn sulamid nii hästi lahendada. Enamus tootjaid väidavad, et sellise spetsiaalse keemilise koostisega punane rooste kadub peaaegu täielikult 20 kuni 35 aastaks erinevates ilmatingimustes, nagu on näha pikaaegsetest välitööde testidest.

Kaitseoksiidkihiste moodustumine erinevates keskkondades

Galvalume korrosioonikindlus kohaneb keskkonnaspetsiifilise passivatsiooniga:

• Mereseltskondades: Tekivad kiudulaadsed alumiiniumoksihüdroksiidkihid (AlO(OH)), mis takistavad kloriidide tungimist
• Tööstsalad: Moodustab tsinksulfaatkomplekse, mis neutraliseerivad väävliühendeid
• Mõõdukates tsoonides: Loodusliku karboniseerumise teel tekivad stabiilsed tsinkkarbonaati kihid

Põhja-Ameerika paigalduste välisandmed näitavad, et rannikualadel säilitati 17 aasta pärast 97% pinna terviklikkust, mis on parem kui galvaniseeritud terase keskmised 63%. Sellest lähtuv kaitse selgitab, miks 2023. aasta ehitusmaterjalite uuringute kohaselt eelistab nüüd 78% arhitektuuriliste spetsifikatsioonide koostajaid oluliste infrastruktuuriprojektide puhul Galvalume-terasketast.

Reaalsete tingimuste jõudlus rannikuala ja tööstusalade rakendustes

Galvalume-terasketaste elujäävus mererelvades ja kõrge soolsusega kliimatsoonides

Galvalume'ist teraskoor on tõesti vastupidav rannikualade karmidele tingimustele, kus soolane õhk ja pidev niiskus lagundavad materjale. Selle erilise alumiiniumi ja tsingi segu tõttu tekib tugev kaitsekiht nende korrosiooni tekitavate kloriidioonide vastu. Simuleeritud mereoludes näitavad laboratoorsetes testides vananemisprotsessi kiirendades, et Galvalume kestab umbes kolm kuni viis korda kauem kui tavapärane sinkkiiritud teras. Väljasütted ookeani lähedal asuvatest konstruktsioonidest näitavad, et insenerid on mõõtnud kihi kulumiskiiruse alla 0,5 millimeetrit aastas isegi pärast viisteist aastat pidevat soolase veega metallpindade rünnakut.

Takistusvõime väävlile ja saasteainetele tööstusaladel

Galvalume on tõestanud oma väärtust rasketes keskkondades, nagu keemiatööstused ja intensiivselt kasutatavad tööstusalad, tänu erilisele rikkalikule silikooniga pinnakatte, mis tegelikult takistab happepäraseid saasteaineid. Uuringud, mida on tehtud süsinikuühendeid heitvate ettevõtete ümbruses, näitavad midagi üsna muljetavaldavat – korrosioon toimub ainult 14% samas tempos kui tavapärases galvaniseeritud terasel. Miks? Sest see materjal moodustab kaitseks alumiiniumoksiidi kihist, mis aja jooksul palju paremini vastupidav sulfitatsioonikahjudele. Igaühele, kes tegeleb ehitusprojektidega tehaste või suure liiklusega piirkondade läheduses, kus õhukvaliteet langeb tihti alla 50 mikrogrammi ruutmeetri kohta levisi, muutub Galvalume ilmseks valikuks sellistes asjades nagu katusepaigaldused ja ventilatsioonisüsteemid. Materjal lihtsalt kestab pikemat aega nendes rasketes tingimustes.

Väljasuurimise andmed: rooste tekke kiirused võrreldes mittekatte ja galvaniseeritud terasega

Sõltumatu testimine 42 kohas kinnitab Galvalume paremat toimivust:

Tsingi komponent pakub ohverduslikku kaitset seal, kus pinnakate on kahjustunud, samas kui alumiinium tagab barjäärikaitse puutumata piirkondades.

Galvalume võrreldes tsingitud ja alumiiniumiga kaetud terasega: jõudluse võrdlus

Korrosioonikindlus: Galvalume terasest riba vs. tsingitud teras

Testid on näidanud, et Galvalume'ist teraskatlad kestavad soolapihustuse testides (ASTM B117 standard 2023) umbes 2 kuni 4 korda kauem kui tavaline sinkiga kaetud teras. Tavaline sinkkaetud materjal töötab nii, et sink kaitseb alumist metalli, ohverdades end esimesena korrosioonile. Kuid Galvalume'is on eriline alumiiniumi ja tsingi segu, mis moodustab palju tugevama kaitsekihi vee tungimise vastu. Vaadates reaalset olukorda rannikukeskkondades, muutub erinevus veel selgemaks. Galvalume'ist materjal suudab vastu pidada tavaliselt umbes 25 kuni 40 aastat enne tõsiste kulumärkide ilmnemist, samas kui tavapärane sinkkaetud teras alustab lagunemist juba 12 kuni 18 aasta pärast sarnastes rannikutingimustes.

Soojuspeegeldus ja ilmastumine: Galvalume vs. alumiiniumiga kaetud teras

Galvalume peegeldab tegelikult umbes 80% päikesekiirgusest, mis on märksa parem kui alumiiniumiga kaetud terase 65% peegeldusaste. See erinevus avaldab märgatavat mõju ka pinnatemperatuurile, vähendades seda umbes 14 Fahrenheiti kraadi (ehk ligikaudu 8 Celsiuse kraadi) suvel, kui päike paistab eriti tugevalt, nagu mitmed meie nähtud soojuskatsete andmed näitavad. Siiski, kui temperatuurid tõusevad väga kõrgeks, üle 750 Fahrenheiti, siis alumiiniumiga kaetud versioonid tavaliselt paremini vastupidavad. Nendel ekstreemsetel temperatuuridel hakkab Galvalume'is olev tsink okseksatsiooniprotsesside tõttu lagunema. Pikaajalist vastupidavust vaadates aga jäävad mõlemad materjalid ajas suhteliselt kindlaks. Pärast viisteist aastat tavapärase ilmastiku tingimustes enamikes riigi piirkondades ei näita ükski materjal palju kulumise või vananemise märke ja jääb alla ISO 9227 standardis korrosioonikindluse testimiseks sätestatud 5% degradatsiooni piiri.

Kogumikulaskude ja teenindusiga seotud kulud koormise tüübi järgi

Elutsükli kulu modelleerimine näitab, et Galvalume saavutab 23% kokkuhoidu alumiiniumiga kaetud süsteemide ees katusetaldis (40-aastane vaadetähtaeg).

Kui sinkkaetud teras võib olla Galvalumest parem: paradoksi mõistmine

Sinkkaetud terasel on suurem vastupanuvõime kõrge sisaldusega sulfiidikeskkondades (heinaste töötlemise ja puidukiu tootmise rajatised), kus alumiinium moodustab korrosiivseid sulfiide. 2024. aasta rafineerimistehase uuring fikseeris 0,12 mm/aastas korrosioonikiiruse sinkkaetud teraselle ja 0,28 mm Galvalumele väävlerikkas atmosfääris. Sinkide katoodne kaitse aitab ka paremini leevendada lõikeserva korrosiooni mehaaniliselt kinnitatud konstruktsioonides tihendite puudumisel.

Peamised tegurid, mis mõjutavad Galvalume korrosioonikindlust

Kaete paksus ja selle mõju elueale

Sellel, kui hästi galvalumeist valmistatud teraskerakas vastupidavalt korrosioonile, sõltub suuresti pinnakatte paksusest. Tööstusharu testide uuringud näitavad, et kui galvalumel on üle 35 mikroni paksused pinnakatted, siis see kestab rannikulähedastes piirkondades palju kauem kui tavaline sinkkiestatud teras, mille pinnakate on alla 20 mikroni paksune, vastavalt ASTM-i 2022. aasta standarditele. Kui vaadata veel paksemaid pinnakatteid vahemikus 45 kuni 55 mikronit, võivad need materjalile tagada kasutusiga üle 50 aasta keskmistes ilmastikes. See toimub seetõttu, et paksem kiht moodustab põhielementides alumiiniumist koosneva tihedama kaitsekihi, mis blokeerib kahjulikke kloriidiione ja takistab niiskuse tungimist pinnale.

Pindtöötlus ja pinnakatte haardumise parimad tavased

Õige pindtöötlus suurendab pinnakatte haardumist 300% võrrelduna töötlemata terasega (SSPC-SP 1 2021). Olulised sammud hõlmavad:

• Fosfaatmine mikrokristalliste ankrumustrite loomiseks
• Keemiline puhastamine, et eemaldada viljakujund ja oksüüdid
• Kontrollitud passiivimine alumiinium-tsingi sidumise optimeerimiseks
  Ebapiisav valmistamine põhjustab 73% varakult kattega katkemisest, mis võimaldab söövitavatel ainetel tungida substraadi liidesesse.

Keskkonnategurid: niiskus, soolad ja õhusaaste

Galvalume'i jõudlus varieerub oluliselt erinevates keskkondades:

4000 seadme väljastatud välitegevuse andmed näitavad, et niiskus üle 70% kiirendab tsinkide vähenemist 40%, samas kui tööstuslikud väävlisühendid tekitavad alumiiniumirikkades kihtedes mikro-pitting (NACE välitöö 2020).

KKK-d

Millised elemendid moodustavad Galvalume terasekooli?

Galvalume'i terase kaare koosneb 55% alumiiniumist, 43,4% tsinkist ja 1,6% räniist.

Kuidas Galvalume korroosiooni vastutab?

Galvalume'i korroosioonikindlus on tingitud alumiiniumiga pakutavast barjääri kaitse ja tsingiga pakutavast ohutusest.

Milline on Galvalume terasekoolide kasutusaeg mere keskkonnas?

Mere keskkonnas kestavad Galvalume'i terasekoolid tavaliselt kolm kuni viis korda kauem kui tavaline galvaniseeritud teras.

Kuidas Galvalume' i võrdleb galvaniseeritud terasest?

Galvalume'i aluminiumi-tsingiga kaetud katuse tõttu kestab see soolapritsimiskatsetes üldiselt 2-4 korda kauem kui galvaniseeritud teras.