Ұзақ мерзімді сыртқы қолданбалар үшін қалаймдалған катушкаларды таңдау керектігінің себебі неде?

Қатты сыртқы орталардағы өте жақсы коррозияға тұрақтылық

Цинктелген катушкалар цинк анодтық әрекеті арқасында өте жоғары коррозияға тұрақтылық көрсетеді цинк анодтық әрекеті цинк, оның орнына коррозияға ұшырайтын болатты қорғайды. Бұл электрохимиялық процессті тұрақты бөгет құрып, ылғал мен хлорид иондары сияқты коррозияны тудыратын элементтерді бейтараптандырады, соған қарамастан сыртқы ортада әсіресе тиімді болып табылады.

Цинк покрытиесі қалай болатты корғайтын құрбандық анодтық әрекет арқылы

Цинк коррозиялы ортаға түскенде басқа әрекеттерден бұрын тотыға бастайды. Келесі кезекте цинк карбонатынан тұратын қорғаныш қабаты пайда болады, ол болса негізгі болат конструкцияның үстін жауып тұрады. Өткен жылы жарияланған теңіз инфрақұрылымы туралы есепте жарияланған соңғы зерттеу нәтижелері цинкпен қапталмаған металдың бетіне қарағанда осы табиғи қорғаныс жүйесі болаттың коррозиясын шамамен 92 пайызға дейін азайтатынын көрсетті. Бірақ ең қызықты жағдай мынада? Цинкпен қаптау бетінің кейбір бөліктері сызылса немесе тозып кетсе де, әлі де гальваникалық қорғаныс әрекет етіп тұрады, яғни ашылып қалған жерлерді қорғап тұрады. Мұндай өзін-өзі түзету қасиеті эпоксидті бояулар мен полимер негізіндегі басқа да қаптау материалдарында кездеспейді, себебі олар бір ғана зақымданған жағдайда толық әлсірейді.

Ылғалдылық, жаңбыр және тұзбен әрекеттескен кездегі өнімділік

Цинкпен қапталған катушкалар теңіз жағалаулары мен өнеркәсіптік орталарда жоғары тұрақтылық көрсетеді және төзімділік білдіреді:

• Құрғын құлақ жабуы : Теңіз атмосферасында 0,05 мм/жыл коррозия жылдамдығы (ScienceDirect 2024)
• Қышқыл жаңбыр : pH 4,5 жағдайында боялған болаттан 35% баяу деградация
• Ылғалдылық циклдары : Салыстырмалы ылғалдылықтың 95% 1000 сағат өткен соң қоңай түзілмеуі

Термиялық әдіспен цинктелу 25 жылдан астам қызмет көрсету мерзімі қажетті инфрақұрылым үшін ең тиімді коррозиядан қорғау әдісі ретінде танылған.

Салыстырмалы тұрақтылық: Цинктелген және өңделмеген болат

Қорғалмаған болат бөлшектер қорғау құралдарымен өңделген болатқа қарағанда төрт есе тезірек бұзылады. 2024 жылғы Materials Performance Report есебінің соңғы басылымына сәйкес, теңіз жағалауында орналасқан көпір болған, онда қорғау құралдарымен өңделген болат орамдар 35 жыл бойы бұзылмай тұрақты қалпында қалыпты. Ал қорғау құралдарынсыз қалған қарапайым болат сол қатаң жағдайларда тек сегіз жылдан кейін бұзыла бастаған. Ең бастысы, қорғау құралдарымен өңдеудің қаншалықты айырмашылық жасайтынын көрсетеді.

Фактор	Цинктелген болаттың бұзылуы	Қорғалмаған болаттың бұзылуы
Тұзды суға әсері	0,07 мм/жыл	1,2 мм/жыл
Өнеркәсіптік ластану	0,03 мм/жыл	0,9 мм/жыл
Өстірме- суық циклдері	Қаптама жоғалту жоқ	15% қалыңдықтың азаюы

Бұл нәтижелер цинктелген катушкалардың атмосфералық және химиялық тұрғыдан агрессивті ортада ұзақ уақыт қорғайтын қасиеттерін растайды.

Цинктелген катушкалардың кеңейтілген тұрақтылығы мен қызмет ету мерзімі

Аз қызмет көрсетумен ұзақ мерзімді сыртқы қондырғылардағы өмір сүру мерзімінің артықшылықтары

Цинктелген катушкалар сырт кеңістікте пайдаланылған кезде 50-ден 100 жылға дейін сақталуы мүмкін, ал 2023 жылғы NACE деректеріне сәйкес қарапайым болаттан 4-тен 8 есе ұзақ өмір сүреді. Олардың оқырлығы цинк пен болаттың молекулалық деңгейде байланысуында және қондырғылар орнатылғаннан кейін бояу жұмыстарын немесе герметиктерді қажет етпейтін қорғаныш қабатын құруында. Мысалы, жол қорғаныш тосқауылдары мен қазіргі кездегі әмбебап бағандар сияқты заттарды алуға болады. Ұзақ мерзімді пайдалану уақыты ішінде қызмет көрсету шығындары 2022 жылғы FHWA есебі бойынша 83% дейін азайып отырады.

Орташа климатты, өнеркәсіптік және ауылдық орталардағы орташа өнімділік

12 климат белдеуінде жүргізілген сынақтар әртүрлі жағдайларда үздіксіз жұмыс істеу қабілетін көрсетеді:

Қоршаған орта	Орташа қызмет ету мерзімі	Коррозия жылдамдығы (мкм/жыл)
Өзенге қарайтын	45–65 жыл	1,2–1,8
Маңайлық	35–50 жыл	2,1–3,0
Тропикалық ауылдық	70–100+ жыл	0,5–1,1

Тіпті теңіз тұзына ұшыраған жағалау аймақтарында цинкпен қапталған болат қорғалмаған болаттан үш есе ұзақ қызмет етеді (ASTM G160 өрістік деректері), қатаң климаттық жағдайларда оның сенімділігін арттырады.

Тәжірибе нәтижесі: Инфрақұрылым жобаларындағы 30 жылдық цинктелген шатыр құрылымының тұрақтылығы

1993 жылы 350Г/см цинктелген құрдымдарды пайдаланып салынған әуежай терминалының шатыры үш онжылдық ішінде тек 8 мкм цинк жоғалтуын бақылаған... бұл 85 мкм қирау порогынан әлдеқайда төмен. Құрылымдық бағалаулар құрылымның 95% пайдалану қабілетін сақтап қалғанын көрсетті, цинктелген шатыр жүйелерінің дұрыс жобаланған жағдайда 70–80 жыл қызмет ету мерзіміне сенімділігін арттырады.

Құрылыста және жаңартылатын энергетика инфрақұрылымындағы негізгі қолданыс аясы

Цинктелген болат шойын құрылыс инфрақұрылымында өзінің беріктігі мен таттан орнықтылығы арқасында маңызды рөл атқарады. Көпірлер немесе жоғары вольтты ауылшаруашылық торлары сияқты заттарда қолданылған кезде, осындай материалдар инженерлер үшін қызмет көрсету шығындарын азайтады. Зерттеулер 25 жылдық кезеңде цинктелген болат қарапайым өңделмеген болатты алмастырған кезде қызмет көрсету шығындары алпыстан сексен пайызға дейін азайып кететінін көрсетті. Құрылыс саласы модульді құрылыстар үшін цинктелген шойыннан аса маңызды пайда табуда. Құрастырылған қабырға бөліктері мен құрылымдық рамалар өндірістік орындарда, жұмыс алаңдарында емес, сонымен қатар ауа райының қолайсыз жағдайларына қарсы тұра алатын қорғанышты сақтап қалу арқылы жасалуы мүмкін.

Цинктелген рулондар қатты орталарға тап болатын күн сәулесінің тіреулерінде қозғалыссыз энергетикалық орнатулардың негізгі материалдарына айналып келеді. 2025 жылғы соңғы нарықтық зерттеулерге сәйкес, шөл аймақтарында орналасқан күн электр станциялары цинктелген болат тіреулерді пайдаланған жағдайда қалың металды тіреулерге қарағанда едәуір жақсы нәтижелер көрсетті. Тіпті он жылдан кейін күн сәулесінің әсері мен құмды дауылдар нәтижесінде осындай қапталған жүйелер 90-95% төмен коррозиялық мәселелерге тап болды. Тәжірибеде бұл айырмашылық өте маңызды, өйткені жөндеу жұмыстарына кететін уақыт азайып, ұзақ уақыт бойы тұрақты ток өндіріледі. Үлкен күн электр станцияларын басқарушылар үшін осындай тұрақтылық пайдалы қайтарым мен қымбат жабдықтарды ауыстыру арасындағы айырмашылықты анықтайды.

Құрғақ аймақтарда гальванизацияланбаған бекітпелер гальванизацияланған нұсқаларға қарағанда үш есе жиі ауыстырылуы қажет болды, ал жөндеу құнының жылдық орташа көрсеткіші панель үшін 120 АҚШ долларынан асып кетті. Қазіргі ыстық түрде гальванизациялау мен катушкалы өңдеу технологияларының дамуы арқылы 30 жылдан астам қызмет ету мерзімі күтілуде, бұл тұрақты, аз қызмет көрсетілетін энергетикалық инфрақұрылымдар бойынша бүкіләлемдік тұрақты даму мақсаттарына сәйкес келеді.

Ыстық түрде гальванизациялау процесі мен сапа стандарттары

Партиялық және үздіксіз гальванизация: Қаптаманың біркелкілігі мен ашық алаңда пайдалану қасиеттеріне әсері

Түрлі өндірісшілер гальваникалық қапталған катушкаларды қалай жасайтыны олардың уақыт өткен сайын қаншалықты тұрақты болатындығына әсер етеді. Бөліктер бойынша гальваникалау кезінде жұмысшылар дайын бөлшектерді ыстық сұйық мырышқа малып, бетінің барлық жерінде біркелкі болмайтын, әдетте 45-тен 200 микронға дейінгі қалыңдықтағы қабаттар алады. Алайда үздіксіз гальваникалау басқаша жұмыс істейді. Бұл процессте мырыш тез айналып тұратын роликтер көмегімен болат катушкаларына біркелкі таралады, нәтижесінде 60-тан 150 микронға дейінгі қалыңдықтағы біркелкі қабат пайда болады. Дәл осындай біркелкі қаптамалар сыртқы көрініс маңызды болып табылатын ғимараттар мен құрылыстар үшін ерекше пайдалы. Сонымен қатар нақты өмірде тексеріп көрсеткен сынақтар да қызықты нәрсе көрсетті. Тұзды теңіз желінде он бес жыл тұрған соң үздіксіз қапталған катушкалар өз бетінің 98 пайызын ұстап тұрса, ал бөліктер бойынша өңделгендер тек 89 пайызын ғана сақтап қалады.

Мырыш қабатының қалыңдығы мен бетіне жабысуы – тұрақтылықтың маңызды факторлары

Коррозияға төзімділік цинк пен болат арасындағы металлургиялық байланысқа байланысты, оны ASTM D3359 сияқты стандартты желімделу сынақтары арқылы тексереді. Салалық эталондар негізгі айырмашылықтарды көрсетеді:

Қаптау әдісі	Орташа қалыңдығы	Тұз бұрқағына төзімділік
Ыстық мырыштау	85–120 микрон	3,000–5,000 сағат
Электролитті цинктелген	10–25 микрон	500–800 сағат

75 микрондық шекті көрсеткішті қанағаттандыратын немесе асатын қаптаулар үшін қышқылды ортада қызмет көрсету мерзімі 2,5 есе ұзақ болады, үдеулі коррозиялық сынақ нәтижелері бойынша.

ASTM A653 және өнеркәсіптің ең жақсы тәжірибелеріне сәйкестік

Өндірушілер ASTM A653 нұсқаулықтарын қадағаласа, мырыштың тазалығы кемінде 99% болады және қаптаманың салмағын рентгендік флуоресценция технологиясы арқылы дәл өлшеуге болады. Өткен жылы 112 әртүрлі зауытта жүргізілген соңғы тексерулер нақты әсер ететінін көрсетті. Стандарттарға сәйкес келетін құрастыруларда сертификатсыз өнімдермен салыстырғанда ерте кезеңдегі коррозиялық ақаулар 83% төмендеді. Қосымша растау үшін, суға батыру арқылы және микроскоп астында үлгілерді қарау арқылы G90 сияқты стандарттарға сәйкестікті растады. Нақты осы стандарт қатты сыртқы жұмыстар үшін қаншалықты қаптама қажет екенін нақты көрсетіп береді, онда материалдар күнделікті қатты жағдайларға ұшырайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

Болатты цинкалап өңдеуде неге мырыш пайдаланылады?

Мырыш болаттың өзінен бұрын коррозияланып, астындағы болатты қорғайтын құрбандық анод ретінде қызмет ететіндіктен пайдаланылады, сондықтан қорғаныштық қабықша түзіледі.

Сыртқы жағдайда қалайындалған болат қаншалықты ұзақ өмір сүреді?

Қалайындалған болат сыртқы жағдайларда орта есеппен 50-100 жыл өмір сүре алады, ол орташа жағдайларға байланысты.

Қалайындалған болат үшін қолданып отыру құны қаншалықты?

Қалайындалмаған болатпен салыстырғанда қалайындалған болат үшін қолданып отыру құны оның қызмет ету мерзімі бойынша 83% дейін азаяды.

Партиялық және үздіксіз қалайындау арасындағы айырмашылық неде?

Партиялық қалайындау әдетте біркелкі емес қаптама түзеді, ал үздіксіз қалайындау қабатының қалыңдығы біркелкі болып келеді, ол ұзақ мерзімді қызмет көрсетуді арттырады.

Теңіз жағалауындағы жағдайда қалайындалған болат қалай өмір сүреді?

Теңіз жағалауларында қалайындалған болат қалайындалмаған болатпен салыстырғанда коррозия жылдамдығын едәуір төмендетіп, жақсы өмір сүреді.

ASTM A653 стандарттары дегеніміз не?

ASTM A653 стандарттары коррозияға тұрақтылықты арттыру үшін цинк тазалығын 99% дейін қамтамасыз ететінін және оны стандартты тестер арқылы растайтынын көрсетеді.