Cos'è la zincatura a caldo?

La zincatura a caldo è un processo di protezione dalla corrosione post-fabbricazione in cui i componenti puliti in acciaio o ferro vengono completamente immersi in un bagno di zinco fuso, generalmente mantenuto a815–850 gradi F (435–455 gradi)con la chimica del bagno di zinco specificata sottoASTM B6. Quando la superficie dell'acciaio entra in contatto con lo zinco fuso, lo zinco reagisce con il ferro e forma strati di lega di zinco-ferro con uno strato di zinco esterno. Questa reazione metallurgica è la differenza fondamentale tra la zincatura a caldo e un semplice rivestimento superficiale.

Poiché il processo viene eseguito dopo il taglio, la foratura, la saldatura e la formatura, il rivestimento zincato a caldo-può proteggere bordi, angoli, fori per bulloni, aree di saldatura, staffe e geometrie complesse fabbricate in un ciclo di immersione. Ciò lo rende adatto per parti in acciaio esposte all'atmosfera esterna, all'umidità delle piante, al sale stradale, agli spruzzi d'acqua e a lunghi intervalli di manutenzione, inclusi telai strutturali, supporti per tubi, guardrail, hardware di servizio e assemblaggi in acciaio fabbricato.

La qualità dell'acciaio zincato a caldo-non si giudica solo dalla brillantezza. Un'ispezione professionale normalmente si concentra sullo spessore del rivestimento, sulla continuità della superficie, sull'adesione, sulle aree nude o non rivestite, sulle condizioni di riparazione e sugli standard applicabili comeASTM A123, ASTM A153, ASTM F2329, ASTM A780, OISO 1461. In termini pratici, la zincatura a caldo viene scelta quando le parti in acciaio necessitano di un rivestimento di zinco misurabile e durevole in grado di proteggere le superfici fabbricate reali anziché fornire solo un aspetto pulito.

Il processo può essere inteso in tre fasi:

1. La superficie dell'acciaio viene pulita chimicamentequindi lo zinco può entrare in contatto con il ferro nudo.
2. Lo zinco fuso reagisce con il ferroe forma strati intermetallici di zinco-ferro.
3. Il rivestimento protegge l'acciaioattraverso la protezione barriera, la protezione sacrificale e la formazione di patina di zinco a lungo termine-.

Ecco perché la preparazione della superficie è fondamentale. Se sulla superficie rimangono olio, ruggine, scaglie di laminazione, vernice, scorie di saldatura o ossido, lo zinco non può formare uno strato di reazione continuo. Il risultato potrebbe essere macchie scoperte, scarsa crescita del rivestimento o scarsa continuità del rivestimento.

L'acciaio zincato a caldo-per immersione protegge il metallo di base in diversi modi:

• Protezione barriera:il rivestimento di zinco separa l'acciaio dall'ossigeno, dall'umidità e dai mezzi corrosivi.
• Protezione catodica:se il rivestimento è graffiato, lo zinco si corrode preferibilmente e aiuta a proteggere l'acciaio esposto nelle vicinanze.
• Protezione dalla patina:dopo l'esposizione agli agenti atmosferici, la superficie dello zinco sviluppa prodotti di corrosione stabili che rallentano la velocità di corrosione.

Questa combinazione è ciò che rende la zincatura a caldo diversa da molti rivestimenti sottili di zinco o sistemi di verniciatura.

Scarica: Elenco di controllo del processo di zincatura a caldo

Nella maggior parte delle operazioni di zincatura in lotti, l'acciaio fabbricato viene immerso dopo il taglio, la saldatura, la foratura o la formatura. Questo è importante perché bordi, fori, aree saldate e superfici fabbricate possono tutti ricevere il rivestimento di zinco in un ciclo di immersione, a condizione che il design consenta un'adeguata ventilazione e drenaggio.

La struttura del rivestimento è il punto tecnico più importante nella zincatura a caldo. Un rivestimento zincato a caldo-non è un singolo film di zinco puro. È un sistema a strati formato dalla diffusione e reazione tra zinco e ferro. Un tipico rivestimento HDG comprende strati di lega di zinco-ferro vicino alla superficie dell'acciaio e uno strato di zinco puro all'esterno.

Scarica: Guida all'anatomia e alla protezione dalla corrosione del rivestimento-galvanizzato per immersione a caldo

Gli strati di lega di zinco-ferro sono più duri dello zinco puro e sono fortemente legati all'acciaio. Ciò aiuta il rivestimento a resistere ai danni da manipolazione, all'abrasione da trasporto, al contatto di installazione e all'usura locale su bordi o angoli. Lo strato esterno di Eta è più morbido e duttile, il che aiuta ad assorbire gli impatti minori e fornisce la superficie principale di zinco per gli agenti atmosferici.

Perché la struttura a strati è importante

Il rivestimento a strati conferisce all'acciaio zincato a caldo-molti vantaggi pratici:

• Il rivestimento è legato all'acciaio attraverso una reazione metallurgica.
• Angoli e bordi ricevono solitamente una buona copertura del rivestimento perché l'intera parte fabbricata è immersa.
• Danni minori al rivestimento non espongono immediatamente l'acciaio a una rapida corrosione.
• Lo zinco può fornire una protezione sacrificale attorno a piccoli graffi o aree tagliate.
• Il rivestimento può essere misurato, ispezionato e specificato dagli standard.

Questa struttura a strati è anche il motivo per cui l'aspetto del rivestimento HDG può variare. Alcune parti sono luminose e scintillanti, mentre altre sono grigio opaco o opache. Una superficie grigio opaco non significa automaticamente scarsa zincatura. La chimica dell'acciaio, in particolare il contenuto di silicio e fosforo, può accelerare la crescita delle leghe di zinco-ferro e produrre un rivestimento più spesso e più scuro.

Patina di zinco e protezione-a lungo termine

Dopo che l'acciaio zincato a caldo-viene esposto all'atmosfera, la superficie esterna dello zinco inizia a reagire con l'ossigeno, l'umidità e l'anidride carbonica. Con il passare del tempo sulla superficie si forma una patina di zinco stabile. Questa patina riduce il tasso di corrosione dello zinco e ne prolunga la durata. Tuttavia, l'acciaio appena zincato deve essere conservato correttamente. Se le parti vengono impilate saldamente in condizioni umide senza flusso d'aria, potrebbe formarsi ruggine bianca. La ruggine bianca è solitamente correlata all'umidità intrappolata e alla scarsa ventilazione durante lo stoccaggio o il trasporto, non necessariamente a un fallimento del processo di zincatura stesso.

Per progetti che prevedono stoccaggio all'aperto, transito marittimo o lunghi percorsi di consegna, le parti zincate devono essere imballate e immagazzinate con:

• spazio di drenaggio tra le superfici
• stoccaggio all'asciutto, ove possibile
• buona circolazione dell'aria
• separazione da sostanze chimiche aggressive
• ispezione prima dell'installazione

La zincatura a caldo deve essere specificata e ispezionata secondo lo standard corretto. Standard diversi si applicano all'acciaio strutturale, alla ferramenta, alle barre di rinforzo, agli elementi di fissaggio filettati e alle aree di riparazione.

L'ispezione non è solo un controllo visivo. Un'ispezione pratica dell'HDG di solito include la misurazione dello spessore del rivestimento, la revisione dell'aspetto, il controllo dei punti nudi, la revisione della riparazione e la conferma che i segni di drenaggio o ventilazione non influiscono sull'uso previsto.

Gli elementi di ispezione comuni includono:

• Spessore del rivestimento:misurato mediante spessimetro magnetico o altri metodi accettati.
• Aspetto superficiale:controllato per verificare la presenza di ruvidità, grumi, colature, cenere, particelle di bava o accumulo eccessivo.
• Aree nude:esaminato per determinare se è necessaria una riparazione.
• Adesione:controllato quando richiesto dalla norma applicabile o dalle specifiche di progetto.
• Aree filettate:rivisto per l'idoneità dopo il rivestimento in cui sono coinvolti bulloni, dadi o parti filettate.
• Zone di riparazione:riparato secondo il metodo di riparazione e i criteri di accettazione specificati.

Per l'acciaio fabbricato, i requisiti di spessore dipendono spesso dallo spessore dell'acciaio e dalla categoria del materiale. Una specifica chiara dovrebbe definire qualcosa di più del requisito generale di zincatura; dovrebbe indicare lo standard applicabile, il tipo di prodotto, l'ambito di ispezione e qualsiasi condizione speciale di superficie o assemblaggio.

Non tutto l'acciaio zincato ha la stessa struttura di rivestimento. La parola "zincato" può riferirsi a diversi metodi di rivestimento di zinco, ma la loro durata, spessore del rivestimento, protezione dei bordi e prestazioni di servizio possono essere molto diversi.

Scarica: Zincatura a caldo-per immersione e altri rivestimenti di zinco

La zincatura a caldo è solitamente preferita quando la parte finale fabbricata deve essere protetta dopo la saldatura, il taglio, la foratura o la formatura. L'acciaio pre-zincato può essere adatto per prodotti leggeri-in lamiera o tubi, ma i bordi tagliati e le aree saldate richiedono ulteriore attenzione. L'elettro-galvanizzazione e la zincatura possono fornire una finitura più liscia, ma vengono normalmente utilizzate laddove è accettabile un rivestimento più sottile.

L'acciaio zincato a caldo viene utilizzato laddove la protezione dalla corrosione deve sopravvivere alla reale esposizione esterna o industriale. Le applicazioni più adatte sono quelle in cui la riverniciatura è difficile, l'accesso è limitato o la superficie in acciaio potrebbe essere esposta a umidità, abrasione o agenti atmosferici a lungo-termine.

Le condizioni applicative comuni includono:

• Telai strutturali per esterni:strutture di parcheggio, piattaforme, scale, corrimano e strutture di supporto esposte a pioggia, umidità e inquinamento atmosferico.
• Rastrelliere e supporti per tubi:staffe, selle, ganci e acciaio di supporto utilizzati in impianti in cui durante l'installazione possono verificarsi condensa, spruzzi d'acqua e danni al rivestimento.
• Componenti autostradali:guardrail, segnali stradali, pali dell'illuminazione, accessori per ponti e barriere esposte all'acqua stradale, alla polvere, ai sali e all'impatto della manutenzione.
• Strutture di utilità e di potere:parti di torri di trasmissione, pali, traverse e hardware installati in ambienti aperti dove la riverniciatura regolare non è pratica.
• Assemblaggi in acciaio fabbricati:piastre di base, staffe saldate, telai e sezioni cave in cui bordi, saldature e fori richiedono protezione post-fabbricazione.

Per tubi, tubi e componenti cavi in ​​acciaio, i dettagli di progettazione diventano particolarmente importanti. Le sezioni chiuse devono consentire all'aria e allo zinco fuso di muoversi in sicurezza. Senza un'adeguata ventilazione e drenaggio, potrebbero verificarsi pressione intrappolata, ritenzione di acido o rivestimento incompleto. Per i progetti di fornitura di tubazioni,tubo in acciaio zincato-a caldodevono essere esaminati insieme allo standard del tubo, ai requisiti del rivestimento di zinco, al tipo di estremità, al metodo di imballaggio e ai documenti di ispezione.

La zincatura a caldo è un processo di immersione totale, quindi la progettazione della parte influisce direttamente sulla qualità e sulla sicurezza del rivestimento. Una parte zincata ben-progettata consente ai fluidi detergenti, al fondente, all'aria e allo zinco fuso di entrare e drenare senza intrappolare liquidi o pressione.

I punti importanti di fabbricazione includono:

• Le sezioni cave devono essere dimensionate correttamentefori di sfiato e fori di drenaggio.
• Le superfici sovrapposte e gli spazi stretti possono intrappolare prodotti chimici per la pulizia o umidità.
• Scorie di saldatura, vernice, olio e segni pesanti devono essere rimossi prima della zincatura.
• Filettature, fori di precisione e gruppi scorrevoli necessitano di spazio sufficiente per l'accumulo di rivestimento.
• Gli assemblaggi di grandi dimensioni devono essere adatti al bollitore di zincatura o essere progettati per l'immersione progressiva.
• La saldatura o la molatura dopo la zincatura rimuove la protezione locale e richiede una riparazione.
• I gruppi saldati di tenuta-devono essere esaminati attentamente per evitare aria intrappolata o rischio di esplosione durante l'immersione.

Per telai complessi, supporti di tubi e strutture tubolari, la progettazione della zincatura deve essere rivista prima della fabbricazione. La ventilazione e il drenaggio corretti non sono dettagli estetici; influiscono sulla continuità del rivestimento, sulla sicurezza dei lavoratori, sull'adattamento dimensionale e sull'accettazione finale.

La zincatura a caldo è apprezzata perché fornisce un sistema di protezione dalla corrosione robusto, ispezionabile e a bassa-manutenzione. Le sue prestazioni derivano dalla struttura della lega di zinco-ferro e dal comportamento sacrificale dello zinco.

Vantaggi

• Rivestimento legato metallurgicamente con forte adesione
• Strati in lega di zinco-ferro resistenti alla manipolazione e all'abrasione
• Protezione barriera più protezione catodica
• Buona copertura su bordi, angoli, saldature e fori dopo la fabbricazione
• Adatto per molti componenti in acciaio per esterni e industriali
• Richieste di manutenzione inferiori rispetto a molti sistemi-di sola verniciatura
• Standard riconosciuti per lo spessore del rivestimento, la riparazione e l'ispezione

Limitazioni

• La dimensione della parte è limitata dalle dimensioni del bollitore e dalla capacità di movimentazione.
• La chimica dell'acciaio può influenzare il colore del rivestimento, lo spessore e la struttura della superficie.
• I componenti con tolleranza-stretta potrebbero richiedere la lavorazione o la pulizia della filettatura dopo la zincatura.
• Le sezioni chiuse richiedono ventilazione e drenaggio corretti.
• La ruggine bianca può formarsi se le parti appena zincate vengono conservate umide senza circolazione d'aria.
• La saldatura, il taglio o la molatura dopo la zincatura rimuovono localmente il rivestimento protettivo.

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Domande frequenti

 

 

01. È sempre preferibile un rivestimento zincato a caldo-più spesso?

Non sempre. Lo spessore del rivestimento dipende dallo spessore dell'acciaio, dalle condizioni della superficie, dalla chimica, dal tempo di immersione e dal design della parte. La chiave è soddisfare gli standard richiesti, come ASTM A123 o ISO 1461, piuttosto che limitarsi a rincorrere il rivestimento più spesso.

02.Perché l'acciaio zincato-a caldo a volte appare grigio opaco?

Una superficie grigio opaco è spesso causata dalla crescita di leghe di zinco-ferro o dalla normale esposizione agli agenti atmosferici. Ciò non significa automaticamente scarsa qualità. La continuità del rivestimento, lo spessore e la conformità agli standard contano più della luminosità.

03. L'acciaio zincato a caldo-può arrugginire durante lo stoccaggio o la spedizione?

SÌ. Le parti appena zincate possono sviluppare ruggine bianca se vengono impilate bagnate con scarsa ventilazione. Durante lo stoccaggio o la spedizione, le parti devono essere mantenute drenate, ventilate e protette dall'acqua stagnante.

04.Cosa controllare prima di specificare la zincatura a caldo?

Controllare lo spessore dell'acciaio, la chimica, la progettazione del prodotto, lo sfiato e il drenaggio, le aree filettate o di precisione, lo standard applicabile, i requisiti di spessore del rivestimento e l'accettazione della riparazione. Questi dettagli influiscono sulla qualità del rivestimento e sull'ispezione finale.

Certificazioni

 

Certificato CE

Certificato ISO 9001

Certificato API Q1

Certificato dell'ABS

Certificato AP-5L

Certificato API-5CT