Cynkowanie jest to jeden ze sposobów zabezpieczania elementów metalowych przed korozją. Można wyróżnić kilka rodzajów cynkowania, które uwzględniają różne sposoby nakładania ochronnej warstwy cynku. Każdy z nich ma pewne wady oraz zalety, dlatego rodzaj cynkowania dobiera się do konkretnego przypadku. W naszym poradniku postanowiliśmy przybliżyć temat cynkowania, przedstawić przebieg całego procesu, a także pokazać jego plusy i minusy oraz zastosowanie cynkowania.
Poniższe kompendium wiedzy na temat cynkowania ma na celu w sposób przystępny omówić wszelkie najważniejsze informacje dotyczące tego procesu, jak również opisać jego najpopularniejsze rodzaje, czyli cynkowanie ogniowe oraz galwaniczne. Zarówno jeden, jak i drugi typ zostanie szeroko opisany, by wybór konkretnego rozwiązania nie stanowił żadnego problemu. Warto bowiem pamiętać, że cynkowanie nie jest zarezerwowane wyłącznie dla dużych firm i specjalistycznych przedsiębiorstw. Niewielkie elementy można z powodzeniem ocynkować w swoim przydomowym garażu.
Cynkowanie co to jest?
Cynkowanie polega na nałożeniu warstwy cynku na element wykonany z metalu, by zapewnić mu odporność na powstawanie rdzy. Jednym z rodzajów cynkowania jest cynkowanie galwaniczne, do przeprowadzenia którego niezbędne jest użycie roztworów elektrolitowych, w których zanurza się cały metalowy element. Kolejnym krokiem jest podłączenie do prądu roztworu wraz z elementem metalowym. Powstaje wtedy reakcja chemiczna, dzięki której cynk może połączyć się z metalem. Drugim rodzajem cynkowania jest cynkowanie ogniowe. Polega ono na zanurzeniu elementu metalowego w cynku podgrzanym do temperatury ok. 450°C. Temperatura ta sprawia, że cynk może trwale złączyć się z powierzchnią metalową.
Przykładem ocynkowanych produktów są np śruby , nakrętki , podkładki , wkręty pręty gwintowane dostępne w naszym sklepie EBMiA.
Cynkowanie jest to proces, który ma na celu zabezpieczenie przed rdzą metali podatnych na powstawanie korozji. Pozwoli to na przedłużenie żywotności tych elementów. Warto jednak pamiętać, że warstwa ocynkowana również może wchodzić w reakcję z wilgocią i poddawać się korozji. Powłoka ta ma bowiem chronić to, co znajduje się pod nią, czyli metal. Jeśli więc przerwana zostanie struktura warstwy cynkowej, zabezpieczenie będzie dalej działało. Zjawisko to ma swoją nazwę i jest to protektorowanie. Jeśli zaś chodzi o ocynkowane rury, które mają styczność z wodą o temperaturze powyżej 60°C, ochrona jej przed wodą może być niższa. Gdy zachodzą takie warunki, może nastąpić przerwanie powłoki, czego konsekwencją jest powstanie wżerów.
W tym miejscu warto także wspomnieć o wytrzymałości cynkowania, która zależy od tego, jaka jest grubość warstwy, a także od warunków środowiskowych, w których użytkowany jest dany element metalowy. Powstała nawet specjalna skala, która pozwala na określenie długości działania ochronnego warstwy cynkowej. Jeśli na przykład powłoka cynku wynosi 70 μm w środowisku, gdzie kategoria korozyjności to C1 (małe zagrożenie korozją, dotyczy zamkniętych pomieszczeń klimatyzowanych), to warstwa ochronna może mieć wytrzymałość nawet powyżej 100 lat.
Jeśli zaś weźmiemy pod uwagę, że element metalowy z tą samą warstwą cynku znajdzie się w środowisku wymagającym, gdzie kategoria korozyjności to C5 (przestrzenie, w których panuje duża wilgotność, tereny nadmorskie, tereny przemysłowe o agresywnej atmosferze), to warstwa cynku zyska tu wytrzymałość na poziomie od 8 do 17 lat.
Proces cynkowania
Cynkowanie to jedna z najpopularniejszych metod zabezpieczania elementów metalowych przed korozją.
Najczęściej wykorzystywanym rodzajem cynkowania jest zaś cynkowanie ogniowe. Za sprawą nowoczesnych rozwiązań możliwe jest cynkowanie nie tylko małych, ale także bardzo dużych elementów.
Jeśli chodzi o przebieg cynkowania, to rozpoczyna się go od dokładnego oczyszczenia elementu, który będzie pokrywany cynkiem. Przeprowadza się więc obróbkę strumieniowo-ścierną lub obróbkę wibrościerną. Konkretny sposób dobiera się do wielkości oraz przeznaczenia metalowego przedmiotu.
Po skończonym oczyszczaniu powierzchnia powinna być gładka i wolna od korozji gazowej, starych powłok czy piasku. Kolejnym krokiem jest precyzyjne odtłuszczenie elementu oraz poddanie go wytrawieniu, które pomoże pozbyć się z powierzchni cząsteczek niemetalicznych (zgorzelina). Proces trawienia polega na zanurzeniu elementu metalowego w kwasie fluorowodorowym lub solnym. Nie jest to koniec, ponieważ metal wymaga również topnikowania. Umieszcza się go wówczas w roztworze wodnym chlorku amonu i chlorku cynku, który ma pomóc pozbyć się tlenków z powierzchni metalu. Ostatnim krokiem przygotowawczym jest osuszenie elementu w temperaturze max. 150ᵒC. W ten sposób przygotowaną powierzchnię metalu można już bez obaw poddać procesowi cynkowania.
W tym celu należy zanurzyć przedmiot w stopionym cynku, który najpierw został poddany działaniu bardzo wysokiej temperatury (w wysokości około 450ᵒC). Dzięki temu cząsteczki żelaza oraz cynk mogą wejść ze sobą w reakcję, co w efekcie prowadzi do powstania na powierzchni metalu powłoki z ich stopu. Po wystudzeniu element jest już trwale zabezpieczony przed działaniem wilgoci.
Opisany powyżej przebieg cynkowania dotyczy cynkowania ogniowego. Warto jednak pamiętać, że nowoczesna technologia umożliwia także dodatkowe zabezpieczenie warstwy cynkowej, np. poprzez przeprowadzenie pasywacji lub nałożenie warstwy malarskiej. Takie rozwiązanie sprawdzi się przede wszystkim w bardzo wymagających warunkach środowiskowych, gdzie ważne jest dodatkowe zabezpieczenie warstwy cynku.
Za sprawą pokrycia warstwy cynku specjalną farbą można zyskać nie tylko świetne właściwości zabezpieczające, ale również różnorodne efekty kolorystyczne. To szczególnie istotne, jeśli chodzi o elementy metalowe, które stanowią wystrój domu. Jeśli zaś chodzi o pasywację, proces ten polega na nałożeniu na cynk powłoki pasywnej, która składa się z tlenu oraz wodorotlenku cynku. Taka warstwa ochroni cynk przed powstawaniem rdzy.
Rodzaje cynkowania
Cynkowanie dzieli się na kilka rodzajów, a każdy z nich różni się sposobem nakładania warstwy ochronnej cynku. Dowiedz się, jakie są najpopularniejsze metody cynkowania i do czego się je stosuje.
Cynkowanie ogniowe
Pierwszym z rodzajów jest cynkowanie ogniowe, które nazywane jest również cynkowaniem zanurzeniowym. Szerzej pisaliśmy o nim wcześniej, dlatego teraz pokrótce przedstawimy jego najistotniejsze cechy. Otóż cynkowanie ogniowe odbywa się poprzez zanurzenie elementu metalowe w cynku, który jest ciekły i rozgrzany do temperatury ok. 450–500 ᵒC. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie dosyć grubej oraz bardzo wytrzymałej warstwy cynku, której trwałość ocenia się na okres od 10 do 100 lat. W cynkowaniu ogniowym warstwa cynkowa w tym przypadku bardzo dobrze przylega do części metalowej i nie pozostawia przerw. Jej grubość można zaś regulować w piecu. Cynkowanie ogniowe wyróżnia się wysoką odpornością na korozję, a także uszkodzenia mechaniczne. Warto jednak wspomnieć także o minusach tej metody cynkowania ogniowego. Otóż po kąpieli w rozgrzanym cynku wytwarza się nierówna warstwa ze zgrubieniami oraz zaciekami, które po wystygnięciu zasychają na powierzchni i są zauważalne nawet pod warstwą farby.
Cynkowanie galwaniczne
Jeśli zaś chodzi o cynkowanie galwaniczne, polega ono na zanurzeniu w kąpieli elektrolitowej elementu metalowego. Kąpiel ta zawiera związki cynku. Za sprawą prądu, cząsteczki cynku osiadają na przedmiocie. Następnie element metalowy jest pasywowany i płukany. Powstała warstwa jest bardzo gładka i równa – nie ma na niej żadnych nierówności. Warto jednak mieć na uwadze, że nie będzie gruba, a tym samym odporna na uszkodzenia mechaniczne. Cynkowanie galwaniczne wykorzystywane jest zatem do ochrony elementów widocznych, które zwykle są częścią wystroju wnętrz.
Cynkowanie natryskowe
Cynkowanie natryskowe stosowane jest zaś do zabezpieczania dużych przedmiotów, które nie są odporne na wpływ wysokiej temperatury. W tym przypadku rozpuszcza się drut cynkowy i przy pomocy sprężonego powietrza nadkłada się go na element metalowy. Warto jednak wspomnieć, że metoda ta ma swoje minusy, a jednym z nich jest trudność z docieraniem do mniej dostępnych przestrzeni, takich jak zgięcia. Z tego powodu w warstwie cynku powstają szczeliny, które mogą przyspieszyć powstawanie rdzy.
Cynkowanie proszkowe
Na koniec kilka słów o cynkowaniu proszkowym, które ma coraz mniej zwolenników. Wynika to z faktu, że wymaga ono dużych nakładów pracy. Co więcej, cynkowanie proszkowe uważane jest za niezbyt wydajne, dlatego nie stosuje się go do większych przedmiotów. Jeśli chodzi o przebieg procesu, to polega on na umieszczeniu elementu metalowego w sproszkowanym cynku o zawartości 6% tlenku cynku, gdzie znajduje się on przez kilka następnych godzin. Przez cały ten czas utrzymywana jest dosyć wysoka temperatura – ok. 400ᵒC.
Do czego stosuje się cynkowanie?
Cynkowanie stosowane jest w celu ograniczenia możliwości dostawania się rdzy do elementów metalowych. Ponieważ stal stanowi materiał wykonania bardzo wielu przedmiotów – zarówno olbrzymich maszyn, jak również niewielkich elementów dekoracyjnych, a korozja bardzo szybko dostaje się do metalu, warto ochronić ją warstwą cynku. Rdza może bowiem prowadzić chociażby do przerw w dostawie prądu czy ciepła, a także niszczyć istotne podzespoły w rowerach, motorach czy samochodach.
Przykładem ocynkowanych produktów są np śruby , nakrętki , podkładki , wkręty pręty gwintowane dostępne w naszym sklepie EBMiA.
Poprzez cynkowanie elementów metalowych, które mogą pokryć się rdzą z powodu wilgoci, tak naprawdę zapewniamy bezpieczeństwo również sobie. Na przykład minimalizujemy szanse na powstanie przerw w dostawie prądu w swoim domu czy zabezpieczamy instalację elektryczną, by zmniejszyć ryzyko porażenia prądem.
Jak widać, cynkowanie przydaje się w wielu gałęziach przemysłu. Dotyczy to zarówno branży budowlanej, motoryzacyjnej czy elektrycznej. Mimo że często nawet nie zdajemy sobie z tego sprawy, w wyposażeniu naszych domów i mieszkań jest bardzo wiele ocynkowanych elementów metalowych. To na przykład takie drobne przedmioty, jak wkręty czy śruby, jak również większe, takie jak chociażby drabiny czy siatki ogrodzeniowe.
