1.Jak właściwości powłoki wpływają na odporność na korozję?
Powłoka z czystego cynku: w oparciu o „protekcjonalny efekt anodowy” (Zn koroduje preferencyjnie w stosunku do Fe), na powierzchni z łatwością tworzy się „biała warstwa rdzy” ZnO/Zn(OH)₂ (dla krótkotrwałej-ochrony). Jednakże ta biała rdza łatwo zmywa się deszczem, co zapewnia umiarkowaną-długotrwałą odporność na korozję.
Powłoka ze stopu cynku: nie zapewnia znaczącego efektu anodowego i opiera się na „gęstej warstwie stopu izolującej środowisko korozyjne”. Ma wysoką twardość powierzchniową (HV 200-300), dużą odporność na zużycie i nie ulega łatwo uszkodzeniu w wyniku tarcia.
Powłoka cynkowo-aluminiowa-magnezowa: tworzy kompozytową warstwę pasywacyjną „Zn₂Mg₁₁ + Al₂O₃” (gęstą i odporną na kwasy- i zasady-), o odporności na korozję 3-5 razy większej niż powłoki z czystego cynku. Może także „samoregenerować się” po zarysowaniu (Mg²+ sprzyja tworzeniu się nowego filmu pasywacyjnego).
2.Jak grubość powłoki wpływa na odporność na korozję?
Grubość powłoki bezpośrednio określa jej „rezerwę ochronną”-grubsze powłoki zużywają więcej cynku (lub składników stopowych) i wydłużają żywotność korozji. Oba są dodatnio skorelowane (w tym samym środowisku).
Na przykład w neutralnym środowisku zewnętrznym (takim jak typowy obszar przemysłowy) trwałość powłoki z czystego cynku o gramaturze 120 g/㎡ (dwustronna-) wynosi około 10-15 lat, natomiast powłoka z czystego cynku o gramaturze 275 g/㎡ (dwustronna) może wydłużyć jej żywotność do 20–25 lat.
Uwaga: grubszy nie zawsze jest lepszy. Gdy grubość przekracza 350 g/㎡, „urabialność powłoki z czystego cynku znacznie spada” (podatność na pękanie przy zginaniu), a zwiększony koszt przewyższa zwiększoną odporność na korozję. Należy rozważyć zrównoważone podejście w oparciu o konkretny scenariusz zastosowania.
3.Jak jednorodność i defekty powłoki wpływają na odporność na korozję?
Brakujące powłoki/dziury: Podczas procesu produkcyjnego (np. jeśli powierzchnia podłoża nie zostanie dokładnie oczyszczona podczas cynkowania) mogą pojawić się zlokalizowane „brakujące plamy” powłoki lub małe „dziury” (o średnicy mniejszej niż 0,1 mm). Miejsca te bezpośrednio odsłaniają podłoże, tworząc zlokalizowaną komórkę korozyjną zwaną „małą anodą (Fe) - dużą katodą (Zn)” i przyspieszając korozję podłoża (tj. „wżery”).
Przyczepność powłoki: Jeśli warstwa cynku nie jest ściśle związana z podłożem (np. jeśli chropowatość powierzchni podłoża podczas walcowania na zimno jest niewystarczająca), na skutek drgań i wahań temperatury może wystąpić „łuszczenie się cynku”. Obrane obszary tracą swoją ochronę i szybko rdzewieją.
4.Jak stan powierzchni podłoża wpływa na odporność na korozję?
Pozostałości oleju: Jeżeli odtłuszczanie nie jest całkowite, resztki oleju walcowniczego na powierzchni podłoża utworzą podczas cynkowania „film olejowy”, utrudniający wiązanie roztworu cynku z podłożem i powodując lokalne przerwy w powłoce.
Pozostały kamień tlenkowy: Jeśli trawienie nie zostanie zakończone, kamień tlenkowy Fe₂O₃ pozostający na powierzchni podłoża będzie reagował z roztworem cynku, tworząc kruchą warstwę stopu Fe-Zn, zmniejszając ciągliwość powłoki i powodując pękanie.
Chropowatość powierzchni: Nadmiernie gładkie powierzchnie podłoża (Ra < 0,5 μm) zmniejszą wiązanie mechaniczne pomiędzy roztworem cynku a podłożem, czyniąc powłokę podatną na łuszczenie się. Nadmiernie chropowate powierzchnie (Ra > 5μm) będą skutkować nierówną grubością powłoki (cienka powłoka w zagłębieniach i gruba powłoka w występach), powodując w pierwszej kolejności korozję słabych obszarów.
5.Jak rodzaj mediów korozyjnych wpływa na odporność na korozję?
Środowiska neutralne (takie jak suche powietrze i czysta woda): Warstwa cynku jest zużywana wyłącznie w wyniku korozji elektrochemicznej (Zn + O₂ + H₂O → Zn(OH)₂), w wolnym tempie (około 5-10g/㎡ rocznie).
Środowisko kwaśne (takie jak SO₂ i kwasy organiczne w zakładach chemicznych): H⁺ przyspiesza rozpuszczanie cynku (Zn + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂↑) i niszczy białą warstwę rdzy na powierzchni cynku (Zn(OH)₂ + 2H⁺ → Zn²⁺ + 2H₂O). Szybkość korozji jest 3-5 razy większa niż w środowisku neutralnym.
Środowiska alkaliczne (takie jak NaOH i opary amoniaku w farbiarniach): OH⁻ reaguje z Zn, tworząc rozpuszczalne cynkany (takie jak Na₂ZnO₂), powodując ciągłą utratę cynku w tempie podobnym do tego w środowiskach kwaśnych.
Środowisko mgły solnej (np. na obszarach morskich) Cl⁻, śnieg drogowy-sól topniejąca): Cl⁻ penetruje białą warstwę rdzy i adsorbuje na powierzchni warstwy cynku, tworząc „wysoce przewodzącą warstwę elektrolitu”, przyspieszającą korozję elektrochemiczną i powodując „korozję wżerową” (Cl⁻ koncentruje się w drobnych defektach, powodując nagły wzrost lokalnej szybkości korozji). Jest to jedno z najbardziej korozyjnych środowisk (roczna korozja może osiągnąć 20-30 g/㎡).