Ocynk ogniowy a galwaniczny -
różnice, trwałość i zastosowania
Ocynk ogniowy i galwaniczny chronią stal tym samym metalem, ale różnią się grubością powłoki, a tym samym trwałością. Blacha ocynkowana ogniowo z powłoką Z275 ma około 20 µm cynku na każdej stronie, a blacha ocynkowana elektrolitycznie w popularnym wariancie ZE50/50 około 5 µm. Ponieważ czas ochrony rośnie proporcjonalnie do grubości cynku, w tych samych warunkach różnica trwałości wynosi mniej więcej cztery razy. Ocynk galwaniczny sprawdza się tam, gdzie liczy się gładka powierzchnia pod lakier i precyzja wymiarowa, a ogniowy wszędzie tam, gdzie najważniejsza jest ochrona przed korozją.
Trzy technologie cynkowania i ich normy
Pod potocznym pojęciem ocynku kryją się trzy różne procesy. Na rynku blach najważniejsze jest ciągłe cynkowanie ogniowe kręgów, drugie miejsce zajmuje cynkowanie elektrolityczne blach, a trzecim światem jest cynkowanie jednostkowe gotowych konstrukcji.
| Technologia | Norma | Typowa grubość cynku | Wyroby |
|---|---|---|---|
| ciągłe cynkowanie ogniowe blach | EN 10346 | ok. 7-42 µm na stronę (Z100-Z600) | kręgi, taśmy, arkusze |
| cynkowanie elektrolityczne blach | EN 10152 | 2,5-10 µm na stronę (ZE25/25-ZE100/100) | kręgi dla motoryzacji i AGD |
| cynkowanie ogniowe jednostkowe | EN ISO 1461 | średnio 45-85 µm, zależnie od grubości stali | gotowe konstrukcje i detale |
| cynkowanie galwaniczne drobnych elementów | EN ISO 2081 | zwykle 5-25 µm | śruby, okucia, elementy złączne |
Jak powstaje powłoka
W ciągłym cynkowaniu ogniowym taśma stalowa po wyżarzaniu przechodzi przez kąpiel ciekłego cynku o temperaturze około 450°C, a nadmiar metalu zdmuchują noże gazowe, które precyzyjnie ustawiają masę powłoki. Niewielki dodatek aluminium w kąpieli ogranicza narastanie kruchych faz żelazo-cynk, dzięki czemu blacha dobrze znosi gięcie i profilowanie. Powłoka jest metalurgicznie związana z podłożem.
W cynkowaniu elektrolitycznym cynk osadza się na taśmie z roztworu soli pod wpływem prądu, w temperaturze bliskiej otoczenia. Powstaje cienka warstwa czystego cynku, bardzo równa i gładka, bez charakterystycznego kwiatu i bez warstwy stopowej. Materiał zachowuje własności stali podłoża, a powierzchnia jest idealna pod lakierowanie.
Trwałość w różnych środowiskach
Cynk koroduje wolno i przewidywalnie. Norma EN ISO 9223 podaje ubytek cynku dla kategorii korozyjności środowiska, co pozwala oszacować czas do zużycia powłoki. Poniższe zestawienie to przeliczenie HEN-STOL na podstawie tych wartości, dla powierzchni bez powłoki malarskiej.
| Kategoria korozyjności | Ubytek cynku na rok | Z275 (ok. 20 µm) | ZE50/50 (ok. 5 µm) |
|---|---|---|---|
| C2, niska (tereny wiejskie, hale nieogrzewane) | 0,1-0,7 µm | ponad 25 lat | 7 lat i więcej |
| C3, średnia (tereny miejskie, lekki przemysł) | 0,7-2,1 µm | ok. 10-29 lat | ok. 2-7 lat |
| C4, wysoka (przemysł, strefa przybrzeżna) | 2,1-4,2 µm | ok. 5-10 lat | ok. 1-2 lata |
| C5, bardzo wysoka | 4,2-8,4 µm | ok. 2-5 lat | ok. 1 rok |
W zastosowaniach wewnętrznych obie powłoki wystarczają zwykle na cały okres użytkowania wyrobu. Na zewnątrz różnica staje się zasadnicza, a przy ocynku elektrolitycznym niemal zawsze potrzebna jest dodatkowa powłoka malarska. Grubsza warstwa cynku lepiej chroni też krawędzie cięte, bo cynk zabezpiecza odsłoniętą stal katodowo. Szerzej o powłokach alternatywnych, cynkowo-magnezowych i aluminiowo-cynkowych, opisuje artykuł o rodzajach powłok metalicznych.
Gdzie przewagę ma ocynk galwaniczny
Jakość powierzchni. Gładka, jednolita powierzchnia bez kwiatu cynkowego jest standardem dla widocznych elementów lakierowanych, na przykład w motoryzacji i sprzęcie AGD.
Precyzja i formowalność. Cienka powłoka nie zmienia tolerancji grubości i dobrze znosi głębokie tłoczenie.
Zgrzewanie oporowe. Mniejsza ilość cynku oznacza mniejsze zużycie elektrod przy zgrzewaniu punktowym.
Gdzie przewagę ma ocynk ogniowy
W konstrukcjach, obudowach, profilach, kanałach wentylacyjnych, pokryciach i wszystkich wyrobach narażonych na wilgoć ocynk ogniowy zapewnia kilkukrotnie dłuższą ochronę przy porównywalnym koszcie materiału. Blacha ocynkowana ogniowo jest też podstawowym wsadem do profilowania i gięcia, a w razie potrzeby dobrze przyjmuje farbę w systemie duplex, co opisuje artykuł o malowaniu blachy ocynkowanej.
Kryteria doboru
Środowisko pracy wyrobu. Od kategorii C3 wzwyż bez malowania praktycznie tylko ocynk ogniowy daje wieloletnią ochronę.
Wykończenie. Elementy lakierowane o wysokich wymaganiach wizualnych przemawiają za ocynkiem elektrolitycznym albo za ogniowym z kwiatem ograniczonym i poprawioną klasą powierzchni.
Technologia łączenia. Przy zgrzewaniu punktowym w dużych seriach cienka powłoka ułatwia proces, przy spawaniu łukowym obie wymagają odprowadzania dymów cynkowych.
Koszt całkowity. Liczy się koszt ochrony w całym okresie użytkowania, a nie tylko cena tony blachy.
Dostępne gatunki stali, rodzaje powłok oraz formaty kręgów, taśm i arkuszy przedstawia oferta blach stalowych HEN-STOL, z osobnymi stronami o blasze ocynkowanej, blasze zimnowalcowanej i blasze gorącowalcowanej.
Sprawdź jak możemy pomóc
HEN-STOL dostarcza blachę ocynkowaną ogniowo w kręgach, taśmach i arkuszach, w gatunkach do formowania i konstrukcyjnych, od 5 ton. Wystarczy przesłać specyfikację i opis zastosowania, a sprawdzimy dostępność i doradzimy powłokę odpowiednią dla środowiska pracy wyrobu.
Najczęściej zadawane pytania
Czym różni się ocynk ogniowy od galwanicznego?
Grubością powłoki i sposobem jej nanoszenia. Ocynk ogniowy powstaje przez zanurzenie stali w ciekłym cynku o temperaturze około 450°C i daje na blasze około 20 µm na stronę przy Z275. Ocynk galwaniczny osadza się elektrolitycznie, jest cieńszy (na blachach zwykle 2,5-10 µm na stronę), gładszy i bardziej równy.
Który ocynk jest trwalszy?
Ocynk ogniowy, ponieważ trwałość powłoki cynkowej rośnie proporcjonalnie do jej grubości. W środowisku miejskim C3 powłoka Z275 wystarcza według przeliczenia na podstawie EN ISO 9223 na około 10-29 lat, a elektrolityczna ZE50/50 na około 2-7 lat bez dodatkowego malowania.
Jak odróżnić ocynk ogniowy od galwanicznego?
Ocynk ogniowy na blasze ma często widoczny kwiat cynkowy lub matowo-srebrzystą powierzchnię, a galwaniczny jest jednolicie gładki i jasny. Drobne elementy ocynkowane galwanicznie mają często barwną pasywację, żółtawą lub niebieskawą. Najpewniejszy jest pomiar grubości powłoki miernikiem magnetycznym.
Czy ocynk galwaniczny nadaje się na zewnątrz?
Bez dodatkowej ochrony tylko w łagodnych warunkach i na krótki czas, bo cienka warstwa cynku szybko się zużywa. Na zewnątrz ocynk elektrolityczny stosuje się zwykle jako podkład pod lakier, na przykład w karoseriach samochodowych. Do wyrobów pracujących na zewnątrz bez malowania wybiera się ocynk ogniowy.
Co oznacza Z275 i ZE50/50?
Z275 to powłoka cynkowania ogniowego według EN 10346 o masie co najmniej 275 g/m² łącznie na obie strony, czyli około 20 µm na stronę. ZE50/50 to powłoka elektrolityczna według EN 10152 o nominalnej grubości 5 µm na każdej stronie.
Czy blachę ocynkowaną ogniowo można malować?
Tak. Ocynk ogniowy jest dobrym podłożem pod farby i malowanie proszkowe, a połączenie obu powłok w systemie duplex wydłuża ochronę 1,5 do 2,3 raza względem sumy trwałości obu warstw. Warunkiem jest właściwe przygotowanie powierzchni i farba przeznaczona do cynku.
Źródła
- EN 10346, Wyroby płaskie stalowe powlekane ogniowo w sposób ciągły, 2015
- EN 10152, Wyroby płaskie stalowe walcowane na zimno powlekane elektrolitycznie cynkiem, 2017
- EN ISO 1461, Powłoki cynkowe nanoszone na wyroby stalowe metodą zanurzeniową, 2022
- EN ISO 9223, Korozja metali i stopów - korozyjność atmosfer - klasyfikacja, 2012
- EN ISO 14713-1, Powłoki cynkowe - wytyczne i zalecenia dotyczące ochrony przed korozją, 2017