Biała rdza na blasze ocynkowanej -
mechanizm powstawania i ocena materiału
Biała rdza to wodorotlenek cynku, a nie produkt korozji stali. Powstaje wtedy, gdy powierzchnia świeżo ocynkowanej blachy pozostaje wilgotna, a jednocześnie nie ma swobodnego dostępu do powietrza zawierającego tlen i dwutlenek węgla. W normalnych warunkach cynk utlenia się do tlenku, następnie przechodzi w wodorotlenek, a ten w obecności dwutlenku węgla tworzy ochronny węglan cynku, czyli patynę. Gdy arkusze lub zwoje kręgu przylegają do siebie ciasno i są zawilgocone, reakcja zatrzymuje się na etapie wodorotlenku, który nie ma właściwości ochronnych i pozostaje sypki.
Konsekwencja praktyczna jest mniej dramatyczna, niż sugeruje wygląd. Wodorotlenek cynku jest lekki i puszysty, więc buduje objętość niewspółmierną do ilości skorodowanego metalu. Partia, która wygląda na poważnie uszkodzoną, często straciła ułamek grubości powłoki.
Trzy warunki, które muszą wystąpić jednocześnie
O skali nalotu decydują trzy czynniki: czas kontaktu powierzchni z wilgocią, temperatura składowania oraz obecność substancji przyspieszających korozję, przede wszystkim chlorków.
Najczęstszym źródłem wilgoci nie jest opad, lecz kondensacja. Gdy chłodny krąg trafia do cieplejszego magazynu, temperatura powietrza tuż przy powierzchni stali spada poniżej punktu rosy i na blasze osadza się woda. Między zwojami kręgu i między arkuszami w pakiecie nie ma cyrkulacji powietrza, więc wilgoć pozostaje tam długo, a reakcja korozyjna trwa dopóty, dopóki powierzchnia jest mokra.
Norma EN 10346 wskazuje wprost wilgoć, a zwłaszcza kondensację między arkuszami i zwojami blachy w kręgu, jako przyczynę powstawania produktów korozji, i zaleca transport oraz składowanie w warunkach suchych. Zasada sformułowana przez instytut GalvInfo jest jeszcze prostsza: jeżeli wyrób ocynkowany pozostaje suchy, nalot magazynowy nie wystąpi w ogóle.
Barwa jako wskazówka, nie jako miara
Podstawowa postać nalotu jest biała i proszkowa. Zmiana barwy niesie jednak konkretną informację diagnostyczną.
| Barwa nalotu | Co oznacza |
|---|---|
| biała, sypka | produkt korozji cynku, podłoże stalowe nienaruszone |
| szara | w produktach korozji zaczyna uczestniczyć żelazo z podłoża |
| ciemnoszara lub czarna | powłoka cynkowa w danym miejscu została w znacznym stopniu skonsumowana |
Sama barwa nie jest jednak precyzyjną miarą ubytku cynku i ocena wymaga wprawy. Warto też znać jeden szczegół technologiczny: blacha wygładzana po ocynkowaniu ciemnieje szybciej od niewygładzanej, ponieważ ma na powierzchni wyższe stężenie tlenków na bazie glinu. Ciemniejszy odcień w takim wyrobie nie musi więc oznaczać zaawansowanej korozji powłoki.
Kiedy nalot nie przesądza o przydatności materiału
Rozstrzygnięcie, czy materiał nadaje się do użycia, opiera się na dwóch kryteriach: pozostałej grubości powłoki i wymaganiach estetycznych wyrobu końcowego.
Norma EN ISO 1461, dotycząca wyrobów cynkowanych ogniowo po wykonaniu, formułuje zasadę wprost: wystąpienie nalotu magazynowego nie jest podstawą odrzucenia wyrobu, o ile grubość powłoki pozostaje powyżej wartości minimalnej określonej dla danej grubości stali. Decyduje więc pomiar, nie wygląd. Metodą odniesienia jest pomiar magnetyczny według ISO 2178, a w razie sporu rozstrzyga metoda grawimetryczna według ISO 1460, w której powłokę usuwa się i waży, przyjmując do przeliczeń gęstość 7,2 g/cm3.
Praktyka branżowa dla wyrobów cynkowanych wsadowo wyróżnia trzy stopnie nasilenia. Nalot lekki i umiarkowany z czasem wietrzeje w eksploatacji i jest akceptowalny w większości zastosowań technicznych. Nalot ciężki wymaga usunięcia, a w skrajnych przypadkach ponownego ocynkowania elementu, ponieważ pozostawiony bez interwencji może doprowadzić do zniszczenia powłoki.
W blasze ocynkowanej w sposób ciągły sytuacja jest bardziej wymagająca z dwóch powodów. Powłoka jest znacznie cieńsza niż na wyrobach cynkowanych wsadowo, więc ten sam bezwzględny ubytek cynku stanowi większą część całości. Dodatkowo wiele zastosowań tego materiału, od obudów po elewacje, ma wymagania wizualne. Miejsce, w którym wystąpił nalot, ulega wytrawieniu i bezpowrotnie traci pierwotny, jasny i refleksyjny wygląd. Oczyszczenie usuwa nalot, ale nie przywraca połysku.
Dla wyrobów malowanych po wykonaniu ma to znaczenie drugorzędne. Dla wyrobów widocznych, dostarczanych bez dalszego wykończenia, potrafi decydować o przeznaczeniu całej partii.
Ochrona na linii produkcyjnej
EN 10346 przewiduje kilka wariantów wykończenia powierzchni, które mają temu zapobiegać.
| Oznaczenie | Rodzaj obróbki |
|---|---|
| C | pasywacja chemiczna |
| O | olejowanie |
| CO | pasywacja z olejowaniem |
| P | fosforanowanie |
| PO | fosforanowanie z olejowaniem |
| S | uszczelnienie powłoką organiczną |
Pasywacja chemiczna chroni powierzchnię przed wilgocią i ogranicza powstawanie produktów korozji podczas składowania i transportu, przy czym norma dopuszcza związane z nią różnice w barwie powierzchni. Olejowanie polega na naniesieniu obustronnej, równomiernej warstwy neutralnego, nieschnącego oleju, a norma wskazuje, że w normalnych warunkach ochrona utrzymuje się około trzech miesięcy od produkcji. Producenci deklarują analogiczne okresy dla wyrobów pasywowanych.
Ograniczenia tych zabezpieczeń są jednak dobrze udokumentowane. Warstwa pasywacyjna ma grubość poniżej mikrometra i nie chroni skutecznie, jeżeli między powierzchniami utrzymuje się woda. Oleje z inhibitorami korozji ograniczają skutki kondensacji między zwojami kręgu, ale nie zabezpieczają przed wodą, która dostała się między warstwy w większej ilości. Instytut GalvInfo wskazuje wprost, że nawet najlepsza obróbka chemiczna nie chroni przed nalotem dłużej niż około sześciu tygodni w warunkach niekorzystnych, czyli przy braku cyrkulacji powietrza i wilgoci uwięzionej między arkuszami.
Zabezpieczenie fabryczne kupuje więc czas, a nie odporność.
Składowanie i transport
Rekomendacje instytutów branżowych są zbieżne i dotyczą zarówno blachy w kręgach, jak i wyrobów cynkowanych wsadowo.
Transport wyłącznie środkami krytymi i wodoszczelnymi, a gdy nie jest to możliwe, z pełnym zabezpieczeniem ładunku przed wnikaniem wody. Składowanie w pomieszczeniu o kontrolowanym klimacie i możliwie szybkie zużycie materiału, z zaleceniem unikania składowania dłuższego niż około dwóch miesięcy. Brak ciasnego owijania folią, ponieważ materiał musi mieć możliwość cyrkulacji powietrza, a pod nieprzewiewnym przykryciem zbiera się kondensat. Ustawienie kręgów i pakietów z lekkim pochyleniem, tak aby woda mogła swobodnie spłynąć, bez miejsc jej zastoju. Suche, sezonowane przekładki drewniane zapewniające przepływ powietrza między pakietami oraz podniesienie materiału nad poziom posadzki, o co najmniej kilkadziesiąt centymetrów przy składowaniu pod dachem.
Dla wyrobów o profilach otwartych dodaje się jeszcze jedną zasadę: układanie otworem w dół, żeby woda nie gromadziła się wewnątrz. Okresem podwyższonego ryzyka są jesień i zima, ze względu na opady, mgłę i kondensację termiczną.
Usuwanie nalotu
Metoda zależy od stopnia zaawansowania i wynika z wytycznych instytutów branżowych.
| Stopień nalotu | Postępowanie |
|---|---|
| lekki | pozostawienie do naturalnego wywietrzenia w warunkach zewnętrznych lub delikatne czyszczenie mieszanką oleju mineralnego z trocinami |
| umiarkowany | mycie roztworem kwasu octowego o stężeniu około 10 procent, szczotką nylonową, z dokładnym spłukaniem wodą |
| ciężki | roztwór kwasu fosforowego o stężeniu około 5 procent ze środkiem zwilżającym, nanoszony szczotką |
| zaawansowany, ciemnoszary lub czarny | usunięcie zwykle nie jest już możliwe, zalecane pomalowanie farbą bogatą w cynk po oczyszczeniu |
We wszystkich przypadkach czyszczenie przywraca akceptowalny wygląd, ale nie pełny metaliczny połysk. Po każdej obróbce kwasowej konieczne jest dokładne spłukanie i neutralizacja powierzchni.
Znaczenie handlowe
Dla wyrobów cynkowanych wsadowo lekki i umiarkowany nalot traktowany jest jako defekt kosmetyczny, akceptowalny w większości zastosowań technicznych, a norma wprost wyłącza go jako samodzielną podstawę odrzucenia. Dla blachy w kręgach, gdzie odbiorcy często zamawiają określoną klasę powierzchni, widoczny nalot może oznaczać, że partia nie spełnia wymagań wizualnych konkretnego zastosowania, mimo zachowanych właściwości ochronnych powłoki.
W praktyce rynkowej prowadzi to do sytuacji, w której materiał w pełni sprawny technicznie trafia poza podstawowy kanał sprzedaży. Dla odbiorcy, którego wyrób jest malowany, zabudowany albo niewidoczny w eksploatacji, jest to okazja: parametry mechaniczne, wymiary i gramatura powłoki pozostają zgodne z normą, a różnica w cenie bywa znacząca. Warunkiem jest rzetelna ocena stanu partii i jasne ustalenie, czego dotyczy odstępstwo. Szerzej o klasyfikacji odstępstw powierzchniowych w artykule o wadach powierzchni blachy II gatunku.
Odrębną kwestią jest odpowiedzialność. Nalot powstały w magazynie odbiorcy po dostawie, na skutek warunków składowania, ma inny status niż nalot powstały przed wysyłką. To kolejny argument za tym, żeby materiał odebrać, sprawdzić i zabezpieczyć zgodnie z zaleceniami niezwłocznie po dostawie.
Dostępne gatunki stali, rodzaje powłok oraz formaty kręgów, taśm i arkuszy przedstawia oferta blach stalowych HEN-STOL.
Sprawdź jak możemy pomóc
HEN-STOL pomaga dobrać materiał do zastosowania i wskazuje, gdzie stan powierzchni nie ma znaczenia dla wyrobu, a gdzie wymagania wizualne są istotne. Wystarczy przesłać specyfikację i opis zastosowania, a sprawdzimy dostępność i zaproponujemy najkorzystniejszy wariant.
Najczęściej zadawane pytania
Czy biała rdza to korozja stali?
Nie. To produkt korozji cynku, głównie wodorotlenek cynku. Dopóki nalot pozostaje biały, podłoże stalowe nie jest naruszone. Dopiero szara i czarna barwa oznacza, że w produktach korozji uczestniczy żelazo z podłoża.
Czy materiał z białą rdzą nadaje się do produkcji?
W większości zastosowań technicznych tak, o ile grubość powłoki pozostaje powyżej wymaganego minimum. Norma EN ISO 1461 wprost wskazuje, że sam nalot nie jest podstawą odrzucenia wyrobu przy zachowanej grubości powłoki. Ograniczeniem są zastosowania o wysokich wymaganiach wizualnych.
Jak sprawdzić, ile powłoki zostało?
Metodą odniesienia jest pomiar magnetyczny grubości powłoki według ISO 2178. W razie sporu rozstrzyga metoda grawimetryczna według ISO 1460, polegająca na usunięciu powłoki i zważeniu próbki.
Czy pasywacja chroni przed nalotem magazynowym?
Ogranicza ryzyko i wydłuża okres bezpiecznego składowania, ale nie zastępuje właściwych warunków. W warunkach niekorzystnych, przy zawilgoceniu i braku cyrkulacji powietrza, ochrona chemiczna traci skuteczność w ciągu kilku tygodni.
Czy nalot można usunąć?
Lekki wywietrzeje samoczynnie lub daje się usunąć mechanicznie. Umiarkowany usuwa się rozcieńczonym kwasem octowym, ciężki rozcieńczonym kwasem fosforowym, zawsze z dokładnym spłukaniem. Pierwotnego połysku nie da się przywrócić, ponieważ powierzchnia w miejscu nalotu pozostaje wytrawiona.
Jak zapobiegać białej rdzy w magazynie?
Utrzymywać materiał w stanie suchym: składowanie pod dachem nad poziomem posadzki, suche przekładki, cyrkulacja powietrza, ustawienie z pochyleniem umożliwiającym odpływ wody, brak ciasnego owijania folią i możliwie krótki czas składowania przed użyciem.
Źródła
- GalvInfo Center, GalvInfoNote 3.2, Protecting Galvanized Steel Sheet Products, Storage Stain
- GalvInfo Center, GalvInfoNote 6.1, Successfully Shipping and Storing Galvanized Steel Sheet
- GalvInfo Center, GalvInfoNote 2.10, Imparting Resistance to Storage Stain
- EN ISO 1461, Powłoki cynkowe nanoszone na wyroby stalowe i żeliwne metodą zanurzeniową - wymagania i metody badań
- EN 10346, Wyroby płaskie stalowe powlekane ogniowo w sposób ciągły - warunki techniczne dostawy
- American Galvanizers Association, Wet Storage Stain
- Galvanizers Association, HDG Datasheet 11, Wet Storage Stain