Გალვალუმის ფოლადის როლიკი: უმაღლესი კოროზიის წინააღმდეგობა

Რა არის გალვალუმის ფოლადის როლიკი და როგორ ეწინააღმდეგება კოროზიას?

Გალვალუმის შემადგენლობა: 55% Al, 43.4% Zn, 1.6% Si

Გალვალუმის ფოლადის როლიკი აერთიანებს ალუმინის მდგრადობას ცინკის საწყალი დამცველი ფუნქციასთან ზუსტად შემუშავებულ შენადნობში. საფარი შედგება:

Ეს სამუშა შენადნობი წარმოქმნის მეტალურგიულ ბმულს ფოლადის საბაზისო მასალასთან ცხელი დაფარვის დროს. სილიციუმის როლი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია — კვლევები ადასტურებს, რომ ის ახშობს ინტერმეტალურ სისუსტეს, რაც საშუალებას აძლევს საფარს გაუძლოს მექანიკურ ფორმირებას დაშლის გარეშე.

Ბარიერული დაცვა ალუმინით მდიდარი ზედაპირის ფენით

Მასალის დაახლოებით ნახევარი ალუმინისგან შედგება, რომელიც ქმნის სისტკივ ჟანგის საფარს ფოლადის ზედაპირზე. ეს დამცავი ფენა ხელს უშლის წყალს, ჰაერს და იმ ჭკვიანი კოროზიული იონების შეღწევას, რომლებიც ჭამენ ლითონს. ჩვეულებრივი ცინკის საფარი არ ითანხმება ასეთ კარგად, განსაკუთრებით სანაპირო ზოლთან ახლოს, სადაც მარილიანი წყალი ყველგან აღმოჩნდება. ლაბორატორიულმა გამოცდებმა აჩვენა, რომ თუ ჟანგი დაიხატება, ის ფაქტობრივად თავისი თავის აღდგენს დროთა განმავლობაში. რაც ნამდვილად შთამბეჭდავია, არის ის, თუ როგორ იცხოვრებს ეს მასალა წლების განმავლობაში, მიუხედავად მზის სხივებისა და ექსტრემალური ტემპერატურების გავლენისა, რომლებიც მერყეობს იმყარ წერტილს ქვემოთ და დაწყებული დუღილის მაღალი ტემპერატურით.

Ცინკის მიერ შენადნობში განხორციელებული მსხვერპლის დაცვა

43,4%-იანი ცინკის შემცველობა უზრუნველყოფს კათოდურ დაცვას, განსაკუთრებით იმ ადგილებში, სადაც ხდება ზედაპირის დაზიანება ან დაჭრა. ზოგჯერ წარმოდგენილია ფოლადი, და ამ შემთხვევაში ცინკი პირველ რიგში ჟანგდება. ეს ნიშნავს, რომ დაცვითი ფენის დაახლოებით 0,05 მმ წლიურად იქნება გატეხილი, რაც შედარებით 0,2 მმ-იან დაკარგვას უდრის ჩვეულებრივი ცინკშემცველი საფარის შემთხვევაში. აქ ფაქტობრივად ორი დამცავი ფენა ერთად მუშაობს: ბარიერული დაცვა და სამსხვერპლო ელემენტი, რაც ხსნის, რატომ გამძლეობს გალვალუმის ფოლადის რგოლები სტანდარტულ ცინკშემცველ ანალოგებზე 2-დან 4-ჯერ მეტ ხანს აჩქარებული მარილის სპრეის ტესტების მიხედვით ASTM B117 სტანდარტის მიხედვით.

Გალვალუმის ფოლადის რგოლების გრძელვადიანი მაგძლობრობის მექანიზმი

Სინერგეტიკული კოროზიის წინააღმდეგობა ალუმინ-ცინკის ურთიერთქმედებიდან

Galvalume ფოლადის როლიკის განსხვავებულობა იმაში მდგომარეობს, რომ ის ბევრად უფრო გრძელვადია, ვიდრე ჩვეულებრივი ფოლადი. საიდუმლო მდგომარეობს მის სპეციალურ დამცავ კომბინაციაში: ალუმინი იცავს სითბოსგან, ხოლო цинკს აქვს თვისება, რომ ზიანის მიუხედავად თავის თავს აღადგენს. მასალის დაახლოებით ნახევარი ალუმინისგან შედგება, რაც ქმნის მტკივნეულ ჟანგის საფარს, რომელიც წყალს ხელს უშლის შეღწევას. როდესაც ზედაპირზე ხდება ხაზები ან ზიანდება, პირველ რიგში ცინკი იზიანება, შემდეგ კი ფოლადი. გამოცდებმა აჩვენა, რომ ასეთი როლიკები შეიძლება გაგრძელდეს 2-დან 4-ჯერ უფრო გრძელი ვადით, ვიდრე ჩვეულებრივი ცინკის საფარის მქონე ფოლადი მკაცრ პირობებში, მაგალითად მარილიან წყალთან ურთიერთობისას. სანაპირო ზოლის ან სამრეწველო ზონების ახლოს აშენებული შენობებისთვის ეს ნიშნავს იმას, რომ დროთა განმავლობაში ნაკლები ჩანაცვლება და შესანარჩუნებელი პრობლემები იქნება.

Მცირე შენადნობი ელემენტების (Si, Mn, Cr) როლი ოქსიდაციის წინააღმდეგ მდგრადობაში

Დაახლოებით 1,6% სილიციუმი ხელს უწყობს საფარისა და ფოლადის ძლიერი ბმის შექმნაში, რაც საკმაოდ მნიშვნელოვანია, როდესაც სიტუაცია ცხელდება და გაცივდება მეორედ. რაც შეეხება მანგანუმს და ქრომს, ისინი ასევე საოცარ შედეგებს იძლევიან სტაბილურობის შესანარჩუნებლად. რეალური პირობების შესაბამისად ჩატარებულმა გამოცდებმა აჩვენა, რომ ამ პატარა რაოდენობებმა ჰაერში სინჯავის მაღალი შემცველობის მქონე ადგილებში ოქსიდაციის პრობლემები დაახლოებით 38%-ით შეამცირა, რასაც ჩვეულებრივი Al-Zn შენადნობები ასე კარგად ვერ უმკლავდებიან. უმეტესი მწარმოებლის მიერ აღინიშნება, რომ ამ სპეციალური ნივთიერებების ნარევის შემთხვევაში წითელი რჟანგი პრაქტიკულად ქრება 20-დან 35 წლამდე სხვადასხვა ამინდის პირობებში, რაც დაფიქსირებული იქნა საველე გამოცდების მიერ.

Დამცველი ოქსიდური ფენების წარმოქმნა სხვადასხვა გარემოში

Galvalume-ის კოროზიის წინააღმდეგობა ადაპტირდება გარემოსთვის დამახასიათებელი პასივაციით:

• Საზღვაო კლიმატი: ქლორიდების xვედრის მიმართ მდგრადი ალუმინის ოქსიჰიდროქსიდების (AlO(OH)) ფენების წარმოქმნა
• Ინდუსტრიული ზონები: წარმოქმნის თუნქის სულფატის კომპლექსებს, რომლებიც ნეიტრალიზებენ გოგირდის ნაერთებს
• Ტემპერატული ზონები: ქმნის სტაბილურ ცინკის კარბონატის ფილმებს ბუნებრივი კარბონაციის გზით

Ჩრდილოეთ ამერიკის ინსტალაციების საველე მონაცემები აჩვენებს 97% ზედაპირის მთლიანობის შენარჩუნებას 17 წლის შემდეგ სანაპირო რეგიონებში, გალვანზირებული ფოლადის საშუალო 63% -ზე უკეთესად. ეს ადაპტიური დაცვა განმარტავს, თუ რატომ ამჯობინებს არქიტექტურული სპეციფიკატორების 78% ახლა გალვალუმის ფოლადის რგოლს კრიტიკული ინფრასტრუქტურული პროექტებისთვის 2023 წლის სამშენებლო მასალების კვლევის მიხედვით.

Რეალური სამყაროს შესრულება სანაპირო და სამრეწველო აპლიკაციებში

Გალვალუმი ფოლადის რგოლის ხანგრძლივობა ზღვის და მაღალი მარილიანობის კლიმატებში

Გალვალუმის ფოლადის კოილი წარმოუდგენლად მყარია ზღვისპირა ტერიტორიებისთვის დამახასიათებელი საშიში პირობების მიმართ, სადაც მარილიანი ჰაერი და სინამდვილის ტენიანობა ნელ-ნელა ქვამს მასალებს. მისი ეფექტურობის მიზეზი ალუმინის და цинკის სპეციალური ნარევია, რომელიც ქლორიდულ იონების წინააღმდეგ მძიმე დამცავ ფენას ქმნის. ლაბორატორიული გამოცდები, რომლებიც აჩქარებული სიცოცხლის ხანგრძლივობის მოდელირებას უწევს, აჩვენებს, რომ გალვალუმი სამიდან ხუთჯერ გრძელდება ჩვეულებრივ გალვანულ ფოლადზე მეტ ხანს, როდესაც იმიტირებულ ზღვისპირა პირობებში იმყოფება. ზღვის სიახლოვეს აშენებული რეალური სტრუქტურების შესწავლისას ინჟინრებმა დაადგინეს, რომ საფარის დამახვილების სიჩქარე 0.5 მილიმეტრზე ნაკლებია წელიწადში, მიუხედავად იმისა, რომ 15 წელია მდებარეობს მარილიანი წყლის მუდმივი ზემოქმედების არეალში.

Მდგრადობა სამრეწვამო ზონებში გოგორდის და მავნე ნივთიერებების მიმართ

Galvalume-მა თავისი ეფექტურობა დაამტკიცა მკაცრ გარემოებში, როგორიცაა ქიმიური დამუშავების ქარხნები და დატვირთული სამრეწველო ზონები, რადგან მისი სპეციალური, სილიციუმით მდიდარი საფარი აქტიურად აიღწევს მჟავურ ავტანს. გამოკვლევები, რომლებიც ჩატარდა სულფიდური ნაერთების გამომსხივრავი საწარმოების გარშემო, აჩვენებს საკმაოდ შთამბეჭდავ მონაცემებს – კოროზია ხდება მხოლოდ 14%-ით იმ დონის შედარებით, რაც დამახვილებულ ფოლადზეა დაფიქსირებული. რატომ? იმიტომ, რომ ეს მასალა ქმნის დამცავ ფენას ალუმინის ოქსიდისგან, რომელიც გაცილებით უკეთ აძლევს წინააღმდეგობას სულფიდაციის ზიანს დროთა განმავლობაში. ყველა იმ პირისთვის, ვინც აშენებს სამშენ პროექტებს ქარხნების ან დატვირთული სატრანსპორტო არეების მახლობლად, სადაც ჰაერის ხარისხი ხშირად ერევა 50 მიკროგრამზე ნაკლებ ნაწილაკებად კუბურ მეტრში, Galvalume ხდება ნათელი არჩევანი სახურავის მონტაჟის და ვენტილაციის სისტემებისთვის. ეს მასალა უბრალოდ უფრო გრძელ ვადამდე გრძელდება ასეთ მკაცრ პირობებში.

Საველე მონაცემები: ჟანგბადის წარმოქმნის სიჩქარე უსაფარო და დამახვილებული ფოლადის შედარებით

Დამოუკიდებელმა ტესტირებამ 42 საიტზე გამოავლინა Galvalume-ს შესრულების უპირატესობა:

Ცინკის კომპონენტი უზრუნველყოფს მსხვერპლის დამცველობას სადაც ხდება საფარის დაზიანება, ხოლო ალუმინი ინარჩუნებს ბარიერულ დამცველობას დაზიანებულ ზონებში.

Galvalume-ის შედარება Galvanized და ალუმინის საფარის მქონე ფოლადთან: შედარებითი ანალიზი

Კოროზიის მიმართ მდგრადობა: Galvalume ფოლადის როლიკი წინაშე Galvanized ფოლადი

Გამოკვლევებმა აჩვენა, რომ Galvalume-ის ფოლადის როლიკები 2-დან 4-ჯერ ხანგრძლივად გრძელდება ჩვეულებრივ ცინკით დაფარებულ ფოლადზე მაშინ, როდესაც ისინი იმყოფებიან მარილიანი წვეთის ტესტებში, რომლებიც ლაბორატორიებში ტარდება (ASTM B117 სტანდარტი 2023 წლიდან). ჩვეულებრივი ცინკით დაფარებული მასალა იმით იცავს ქვედა ლაინს, რომ ცინკი თავიდან იღებს კოროზიას. თუმცა, Galvalume-ს აქვს ალუმინისა და ცინკის სპეციალური ნარევი, რომელიც წყალის შეღწევის წინააღმდეგ ბევრად უფრო მდგრად დამცავ ფენას ქმნის. როდესაც ვხედავთ, თუ რა ხდება ნამდვილ სანაპირო გარემოში, სხვაობა კიდევ უფრო გამოკვეთილი ხდება. Galvalume-ს საშუალოდ 25-დან 40 წლამდე უგრძელდება სერიოზული დაზიანების გამოჩენამდე, ხოლო ჩვეულებრივი ცინკით დაფარებული ფოლადი უკვე 12-დან 18 წლის შემდეგ იღლება მსგავსი პირობების გარემოში.

Თერმული არეკლებადობა და ატმოსფერული ზემოქმედება: Galvalume და ალუმინით დაფარებული ფოლადი

Galvalume-ის შემთხვევაში მზის გამოსხივების დაახლოებით 80% უკან იბრუნდება, რაც კარგად აღემატება ალუმინის დაფარული ფოლადის 65%-იან არეკლვის მაჩვენებელს. ეს სხვაობა შესამჩნევად აისახება ზედაპირის ტემპერატურაზეც, რომელიც ცხელ ზაფხულის დღეებში, მზის მკვეთრი გამოსხივების დროს, შეიძლება შემცირდეს დაახლოებით 14 ფარენჰეიტით (ან დაახლოებით 8 ცელსიუსით), რაც დამყარებულია სხვადასხვა თერმული გამოცდის მიხედვით. თუმცა, როდესაც სიცხე ძალიან მაღალი ხდება, 750 ფარენჰეიტზე მეტი, ალუმინით დაფარული ვერსიები უკეთ იძლევიან წინააღმდეგობას. ამ ექსტრემალურ ტემპერატურებზე Galvalume-ში არსებული ცინკი ოქსიდაციის პროცესის გამო დაიშლება. თუმცა, განვიხილავთ მათ გამძლეობას გრძელვადიანი პერიოდის განმავლობაში, ორივე ვარიანტი დროთა განმავლობაში საკმაოდ მდგრადი რჩება. ქვეყნის უმეტეს ნაწილში ნორმალური ამინდის პირობებში მოქცევის 15 წლის შემდეგ, არც ერთ მასალას არ აქვს მნიშვნელოვანი ცვლილებები და ისინი კოროზიის მიმართ მდგრადობის ტესტირების სტანდარტის ISO 9227-ით განსაზღვრულ 5%-ზე ნაკლები დეგრადაციის მაჩვენებელი აქვთ.

Საფარის ტიპის მიხედვით სრული ფლობის ღირებულება და სერვისული ვადა

Ცხოვრების ციკლის ღირებულების მოდელირება აჩვენებს, რომ გალვალუმი აღწევს 23%-იან დანაზოგს ალუმინით დაფარულ სისტემებთან შედარებით სახურავის გამოყენების შემთხვევაში (40-წლიანი ჰორიზონტი).

Როდის შეიძლება ცინკით დაფარული ფოლადი აღმოჩნდეს უმჯობესი გალვალუმზე: პარადოქსის გაგება

Ცინკით დაფარული ფოლადი აჩვენებს უმჯობეს წინააღმდეგობას მაღალი სულფიდის შემცველობის გარემოში (ნაგავის წყლის გასუფთავება, ქაღალდის ქარხნები), სადაც ალუმინი ქმნის კოროზიულ სულფიდებს. 2024 წლის სარექტიფიკაციო კვლევამ დაфиксირა 0.12 მმ/წელი კოროზიის სიჩქარე ცინკით დაფარული ფოლადისთვის და 0.28 მმ გალვალუმისთვის გოგრისმჟავა გარემოში. ცინკის კათოდური დაცვა ასევე უმჯობესად ამცირებს ჭრილი წიბურის კოროზიას მექანიკურად შეკრულ კონსტრუქციებში სალაქახეების გარეშე.

Გალვალუმის გამოყენებისას კოროზიის წინააღმდეგ მდგრადობაზე მოქმედი ძირეული ფაქტორები

Საფარის სისქე და მისი გავლენა სიცოცხლის ხანგრძლივობაზე

Გალვალუმის ფოლადის როლიკის კოროზიის წინაღმდეგ მდგრადობა ძლიერ დამოკიდებულია სახურავის სისქეზე. მრეწველობის ტესტების შედეგები აჩვენებს, რომ იმ ტერიტორიებზე, სადაც გალვალუმის სახურავის სისქე 35 მიკრონზე მეტია, იგი გამოყენების ხანგრძლივობით მნიშვნელოვნად აღემატება ჩვეულებრივ გალვანულ ფოლადს, რომლის სახურავის სისქე 20 მიკრონზე ნაკლებია, რაც შეესაბამება 2022 წლის ASTM სტანდარტებს. როდესაც კი სახურავის სისქე 45-დან 55 მიკრონამდე იზრდება, მას შეუძლია მომსახურების ხანგრძლივობა 50 წელზე მეტი იყოს საშუალო ამინდის პირობებში. ეს ხდება იმიტომ, რომ სისქის მატება ქმნის უფრო მჭიდრო დამცავ ფენას, რომელიც მდიდარია ალუმინით და რომელიც ხელს უშლის ზიანის მომტან ქლორიდ იონების შეღწევას და თავიდან აცილებს ტენის მიღწევას ზედაპირთან.

Ზედაპირის მომზადება და სახურავის დამაგრების საუკეთესო პრაქტიკები

Სწორად მომზადებული ზედაპირი სახურავის დამაგრებას ზრდის 300%-ით მიუმატებელ ფოლადთან შედარებით (SSPC-SP 1 2021). მნიშვნელოვანი ნაბიჯებია:

• Ფოსფატირება მიკროკრისტალური ანკერის ნიმუშების შესაქმნელად
• Ქიმიური გაწმენდა ბოლოსკენის და ჟანგების ამოშლისთვის
• Კონტროლირებადი პასივაცია ალუმინის-ცინკის ბმის ოპტიმიზაციისთვის
  Არასაკმარისმა მომზადებამ შეიძლება გამოიწვიოს საფარის прежდევრებითი ჩამოვარდნა 73%-ში, რაც საშუალებას აძლევს კოროზიის აგენტებს შეხვიდნენ საბაზის ინტერფეისებში

Გარემოს ფაქტორები: ტენიანობა, მარილიანობა და ჰაერის დაბინძურება

Galvalume-ის მუშაობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება გარემოს მიხედვით:

Მონაცემები 4,000 ინსტალაციიდან აჩვენებს, რომ 70%-ზე მეტი ტენიანობა ცინკის გამოლღოვებას 40%-ით აჩქარებს, ხოლო სამრეწვლო გოგრის ნაერთები ალუმინის სიმკვრივის ფენებში მიკრონაკვეთებს ქმნის (NACE-ის სამუშაო კვლევა, 2020)

Ხშირად დასმული კითხვები

Რითი შედგება Galvalume-ის ფოლადის როლიკი?

Galvalume-ის ფოლადის როლიკი შედგება 55% ალუმინისაგან, 43,4% ცინკისაგან და 1,6% სილიციუმისაგან.

Როგორ აიძულებს Galvalume-მ კოროზია?

Galvalume-ი წინააღმდეგობას უწყობს კოროზიას ალუმინის მიერ უზრუნველყოფილი ბარიერული დაცვის და ცინკის მიერ უზრუნველყოფილი სათავგადასავლო დაცვის შერწყმით.

Რამდენი ხანი გრძელდება Galvalume ფოლადის როლიკების სერვისული სიცოცხლე ზღვის გარემოში?

Ზღვის გარემოში Galvalume ფოლადის როლიკები ტიპიურად სამიდან ხუთჯერ მეტ ხანს გრძელდება, ვიდრე ჩვეულებრივი ცინკის დაფარული ფოლადი.

Როგორ შედარდება Galvalume ცინკის დაფარულ ფოლადთან?

Galvalume-ი მარილიანი სპრეის ტესტებში ზოგადად 2-დან 4-ჯერ მეტ ხანს გრძელდება ცინკის დაფარულ ფოლადზე გარკვეული ალუმინ-ცინკის საფარის წყალობით.