Galvalume acélszalag: Kiváló korrózióállóság

Mi az a Galvalume acéltekercs, és hogyan védi az acélt a korróziótól?

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

A Galvalume acéltekercs az alumínium tartósságát és a cink áldozati védőhatását egyesíti egy precízen kialakított ötvözetben. A bevonat a következőkből áll:

Ez a háromkomponensű ötvözet hőmérsékleti bevonás során fémkötést alakít ki az acélhordozóval. A szilícium szerepe különösen kritikus – a kutatások megerősítik, hogy megakadályozza az intermetallikus ridegséget, így a bevonat mechanikai alakítás közben sem repedezik.

Gátvédelem alumíniumban gazdag felületi rétegen keresztül

A anyag körülbelül fele alumínium, amely vastag oxidréteget képez az acélfelületen. Ez a védőréteg távol tartja a vizet, a levegőt és azokat a bosszantó korróziót okozó ionokat, amelyek elbontják a fémeket. A hagyományos cinkbevonatok nem bírják ki ilyen jól, különösen a tengerpart közelében, ahol a tengervíz mindenhol jelen van. Laboratóriumi tesztek során azt tapasztaltuk, hogy ha az oxidréteg megkarcolódik, idővel tulajdonképpen önmagát javítja. Ami igazán lenyűgöző, az az, ahogyan ez az anyag évekig ellenáll a napsugárzásnak és a fagypont alatti, valamint a forráspontot messze meghaladó extrém hőmérsékleteknek is.

Az ötvözet cinkje által biztosított áldozati védés

A 43,4%-os cinktartalom olyan ún. katódos védelmet biztosít, amely kifejezetten azokon a sebezhető helyeken lép működésbe, ahol vágás vagy felületi sérülés keletkezik. Időnként a acél anyag kiválik, és ilyenkor a cink hajlamos elsőként oxidálódni. Ez azt jelenti, hogy évente kb. 0,05 mm-es védőréteg fogy el, szemben a hagyományos horganyzott acélbevonatoknál tapasztalt évi kb. 0,2 mm-es anyagveszteséggel. Itt valójában két védelmi réteg dolgozik együtt: akadályzáró hatás és ez az áldozati elem, ami megmagyarázza, miért tartanak általában 2–4-szer tovább a galvalume acéltekercsek a hagyományos horganyzott társaiknál az ASTM B117 szabványnak megfelelő gyorsított sópermetes tesztek során.

A Galvalume Acéltekercsek Hosszú Távú Tartósságának Mechanizmusa

Szintézisben Ható Korrózióállóság Az Alumínium-Cink Kölcsönhatásból

A Galvalume acéltekercs különlegessége az, hogy sokkal hosszabb ideig tart, mint a hagyományos acél. A titok a speciális védelmi kombinációban rejlik: az alumínium védőpajzsként hat a nedvességgel szemben, míg a cinknek van egy figyelemre méltó tulajdonsága, nevezetesen, hogy sérülés esetén önmagát képes regenerálni. Az anyag körülbelül fele alumínium, amely egy erős oxidréteget képez, így kizárja a víz behatolását. Amikor valami megkarcolja vagy megsérti a felületet, a cink veszi elsőként igénybe a károsodást, mielőtt az acél érintett lenne. Tesztek szerint ezek a tekercsek akár 2–4-szer tovább tarthatnak, mint a normál horganyzott acél, különösen kemény körülmények között, például tengervíz hatásának kitett területeken. Tengerparti vagy ipari övezetekben lévő épületek esetében ez kevesebb javítást és karbantartási gondot jelent hosszú távon.

A kisebb mennyiségű ötvözőelemek (Si, Mn, Cr) szerepe az oxidációs ellenállásban

Körülbelül 1,6% szilícium segít kialakítani azt az erős kötést a bevonat és az alatta lévő acél között, ami különösen fontos, amikor a hőmérséklet ismételten emelkedik és csökken. A mangán és a króm tekintetében pedig ezek is csodákat tesznek az állapot stabilitásának fenntartásában. Valós körülmények között végzett tesztek valójában azt találták, hogy ezek a kis mennyiségek körülbelül 38%-kal csökkentették az oxidációs problémákat olyan helyeken, ahol nagy a páratartalom, amit a hagyományos Al-Zn ötvözetek nem bírnak ki ennyire jól. A legtöbb gyártó szerint ezzel a speciális kémiai összetétellel a vörösrugalmasság gyakorlatilag eltűnik 20-tól 35 évig különböző időjárási körülmények között, ahogyan azt a terepen végzett próbák során megfigyeltük.

Védő oxidrétegek kialakulása változó környezetekben

A Galvalume korrózióállósága környezetfüggő passziválódáson keresztül fejlődik:

• Tengerparti klímák: Réteges alumínium-oxyhidroxid (AlO(OH)) rétegek alakulnak ki, amelyek ellenállók a klór behatolásával szemben
• Ipari területek: Cink-szulfát komplexeket képez, amelyek semlegesítik a kénvegyületeket
• Mérsékelt övezetek: Stabil cink-karbonát rétegeket hoz létre a természetes karbonizáció során

Észak-amerikai telepítésekből származó terepadatok azt mutatják, hogy a Galvalume acéltekercs 97%-os felületi integritást őrzött meg 17 év után tengerparti régiókban, szemben a horganyzott acél átlagos 63%-ával. Ez az adaptív védelem magyarázza, hogy miért részesíti előnyben a 2023-as építőanyag-felmérések szerint a 78% építészeti tervező a Galvalume acéltekercset kritikus infrastruktúra projektekhez.

Valós körülmények közötti teljesítmény tengerparti és ipari alkalmazásokban

Galvalume acéltekercs élettartama tengerparti és magas sótartalmú klímákon

A Galvalume acéltekercs kiválóan ellenáll a tengerpartok mentén uralkodó kemény körülményeknek, ahol a sós levegő és az állandó nedvesség felőröli az anyagokat. Ami miatt ennyire jól működik, az az alumínium és cink speciális keveréke, amely erős védőréteget hoz létre a káros kloridionokkal szemben. A gyorsított öregedési folyamatot szimuláló laboratóriumi tesztek azt mutatják, hogy a Galvalume kb. három-öt alkalommal tart tovább, mint a hagyományos horganyzott acél, ha szimulált tengeri körülményeknek vannak kitéve. A tenger közelében épült valós szerkezeteket vizsgálva a mérnökök azt tapasztalták, hogy a bevonat kopási sebessége 0,5 mm/év alatti is maradhat még tizenöt év után is olyan árterületeken, ahol a tengervíz folyamatosan támadja a fémes felületeket.

Ellenállás a kéntartalmú anyagoknak és szennyeződéseknek ipari övezetekben

A Galvalume bebizonyította hatékonyságát kemény környezetekben, például vegyipari üzemekben és forgalmas ipari övezetekben is, köszönhetően speciális, szilíciumban gazdag bevonatának, amely aktívan védekezik a savas szennyezőanyagok ellen. Kénvegyületeket kibocsátó létesítmények környezetében végzett kutatások lenyűgöző eredményt mutattak: a korrózió csupán a hagyományos horganyzott acélhoz képest 14%-os mértékben zajlik. Miért? Mert ez az anyag védő alumínium-oxid réteget képez, amely idővel sokkal ellenállóbban viseli meg a szulfidációs károsodást. Minden olyan építési projekt esetében, amely gyárak vagy nagyforgalmú területek közelében valósul meg, ahol a levegőminőség rendszeresen eléri az 50 mikrogramm/m³ alatti részecsketartalmat, a Galvalume válik az elsődleges választássá tetőrendszerek és szellőzőberendezések tekintetében. Az anyag egyszerűen hosszabb ideig bírja e nehéz körülményeket.

Terepadatok: rozsdásodási arányok nem bevonatos és horganyzott acélhoz képest

Független tesztek 42 helyszínen igazolják a Galvalume teljesítményelőnyét:

A cink önfeláldozó védelmet nyújt a bevonatsérülés helyén, míg az alumínium akadályvédelmet biztosít az érintetlen területeken.

Galvalume vs. horganyzott és alumíniumbevont acél: Teljesítményösszehasonlítás

Korrózióállóság: Galvalume acélszalag vs. horganyzott acél

A tesztek azt mutatták, hogy a Galvalume acélszalagok körülbelül 2–4-szer tovább tartanak, mint a hagyományos horganyzott acél, ha laboratóriumi sópermetes próbáknak vetik alá őket (az ASTM B117 szabvány 2023-as változata). A hagyományos horganyzott acél úgy működik, hogy a cink védi az alatta lévő fémfelületet, gyakorilag maga vállalja fel az első korróziós károsodást. A Galvalume viszont egy speciális alumínium-cink keverékből áll, amely sokkal hatékonyabb védelmet nyújt a víz behatolással szemben. Ha a tengerparti körülmények között történő valódi használatot vesszük figyelembe, a különbség még nyilvánvalóbbá válik. A Galvalume általában körülbelül 25–40 évig bírja ki komoly kopás nélkül, míg a normál horganyzott acél hasonló part menti körülmények között már 12–18 év után elkezd lebomlani.

Hőtükrözés és időjárásállóság: Galvalume és alumíniumbevonatú acél

A galvalume valójában visszaver 80%-át a nap sugárzásának, ami jóval jobb, mint az alumínium bevont acél 65%-os visszatükrözősebessége. Ez a különbség észrevehető hatással van a felszíni hőmérsékletre is, és körülbelül 8 fokkal csökkenti a hőmérsékletet a forró nyári napokon, amikor a nap erősen csap, a különböző hővizsgálatok alapján, amelyeket láttunk. Ha azonban a hőmérséklet nagyon erős, vagyis 750 fok felett van, az alumínium bevonatú változatok jobban bírják. Ilyen szélsőséges hőmérsékleten a Galvalume cink része oxidációs folyamatok során bomlik. Ha a hosszú távú tartósságot vesszük figyelembe, mindkét lehetőség elég rugalmas marad az idő múlásával. Az ország legtöbb részén 15 évig tartó normál időjárási körülmények között történő kitettség után egyik anyag sem mutat nagy kopást, és a korróziós ellenállás vizsgálatára vonatkozó ISO 9227 szabványban meghatározott 5%-os romlási érték alatt marad.

A tulajdonjog és a használati idő teljes költségei bevonat fajták szerint

Az életciklus-költségmodellezés szerint a Galvalume a tetőfedés alkalmazásaiban az alumínium bevont rendszerekhez képest 23%-os megtakarítást ért el (40 éves horizont).

Amikor a galvanizált acél túlmutat a galvalumnál: a paradoxon megértése

A kovácsolt acél kiváló ellenállást mutat a magas szulfidtartalmú környezetben (hulladékvízkezelés, cellulózgyárak), ahol az alumínium korróziós szulfidokat alkot. A 2024-es finomító-vizsgálatban 0,12 mm/év korróziós arányt állapítottak meg a galvanizált és 0,28 mm-es korróziós arányt a galvalume-t tartalmazó anyagok esetében kéntartalmú légkörben. A cink katódvédelem is jobban csökkenti a vágószárnyú korróziót mechanikusan rögzített egységekben, amelyek nem rendelkeznek tömítőanyaggal.

A korróziós ellenállást befolyásoló fő tényezők a galvalume alkalmazásokban

A bevonat vastagsága és élettartama

A galvalum acél tekercs korróziótálló ereje nagymértékben a bevonat vastagságától függ. Az ipari vizsgálatok eredményei szerint a galvalume-tároló 35 mikronnál vastagabb bevonatokkal sokkal hosszabb ideig tart a partközeli területeken, mint a normál, 20 mikronnál vastagabb bevonatokkal rendelkező, az ASTM szabványoknak megfelelően 2022-től készült, porosított acél. Ha még vastagabb bevonatokat vizsgálunk, amelyek 45 és 55 mikron között mozognak, ezek valójában több mint 50 évig használhatják az anyagot átlagos időjárási körülmények között. Ez azért történik, mert a vastagabb réteg alaposan egy, alumíniumban gazdag, szorosabb védőpajzsot alkot, ami elzárja a káros klorid ionokat és megakadályozza, hogy a nedvesség átjusson a felületen.

A felületkészítés és a bevonat ragaszkodásának legjobb gyakorlatai

A megfelelő felületelőkészítés a nem kezelt acélhoz képest 300%-kal növeli a bevonat tapadását (SSPC-SP 1 2021). A kritikus lépések közé tartoznak:

• Foszfátolás mikrokristályos horgonyszerűségek létrehozása érdekében
• Kémiai tisztítás a hengerlési réteg és az oxidok eltávolítására
• Szabályozott passziválás az alumínium-cink kötés optimalizálásához
  A nem megfelelő előkészítés az idő előtti bevonatsérülések 73%-áért felelős, lehetővé téve a korróziót okozó anyagok behatolását az alapanyag határfelületeire

Környezeti tényezők: páratartalom, sótartalom és légszennyezettség

A Galvalume teljesítménye jelentősen változik különböző környezetekben:

A 4000 telepítésből származó mezőadatok azt mutatják, hogy a 70%-ot meghaladó páratartalom 40%-kal gyorsítja a cink kifogyását, míg az ipari kéntartalmú vegyületek mikropórusokat hoznak létre az alumíniumban gazdag rétegekben (NACE Mezővizsgálat, 2020).

Gyakran Ismételt Kérdések

Milyen elemekből áll a galvalume acélszalag?

A galvalume acélszalag 55% alumíniumból, 43,4% cinkből és 1,6% szilíciumból áll.

Hogyan védi a galvalume a korróziót?

A Galvalume korrózióállósága az alumínium által biztosított gátoló védelemnek és a cink által nyújtott áldozati védelemnek a kombinációjának köszönhető.

Mennyi a Galvalume acélszalagok élettartama tengeri környezetben?

Tengeri környezetben a Galvalume acélszalagok általában három-öt évvel hosszabb ideig tartanak, mint a hagyományos horganyzott acél.

Hogyan viszonyul a Galvalume a horganyzott acélhoz?

A Galvalume általában 2–4-szer hosszabb ideig ellenáll a sópermet tesztek során, mint a horganyzott acél, köszönhetően az alumínium-cink bevonatnak.