Біла іржа на оцинкованому листі -
механізм утворення та оцінка матеріалу
Біла іржа це гідроксид цинку, а не продукт корозії сталі. Вона утворюється тоді, коли поверхня щойно оцинкованого листа залишається вологою і водночас не має вільного доступу повітря з киснем і вуглекислим газом. У звичайних умовах цинк окиснюється до оксиду, далі переходить у гідроксид, а той за наявності вуглекислого газу утворює захисний карбонат цинку, тобто патину. Коли листи або витки рулону щільно прилягають один до одного і зволожені, реакція зупиняється на етапі гідроксиду, який не має захисних властивостей і залишається сипким.
Практичний наслідок менш драматичний, ніж підказує зовнішній вигляд. Гідроксид цинку легкий і пухкий, тому утворює об’єм, непропорційний кількості прокородованого металу. Партія, яка виглядає серйозно пошкодженою, часто втратила лише частку товщини покриття.
Три умови, які мають виникнути одночасно
Масштаб нальоту визначають три чинники: тривалість контакту поверхні з вологою, температура зберігання і наявність речовин, що прискорюють корозію, насамперед хлоридів.
Найчастішим джерелом вологи є не опади, а конденсація. Коли холодний рулон потрапляє до теплішого складу, температура повітря біля поверхні сталі опускається нижче точки роси і на листі осідає вода. Між витками рулону і між листами в пакеті немає циркуляції повітря, тому волога залишається там довго, а корозія триває, доки поверхня мокра.
Стандарт EN 10346 прямо називає вологу, особливо конденсацію між листами і витками рулону, причиною утворення продуктів корозії та рекомендує транспортування і зберігання в сухих умовах. Правило, сформульоване GalvInfo, ще простіше: якщо оцинкований виріб залишається сухим, складський наліт не виникне взагалі.
Колір як підказка, а не як міра
Основна форма нальоту біла і порошкоподібна. Проте зміна кольору несе конкретну діагностичну інформацію.
| Колір нальоту | Що означає |
|---|---|
| білий, сипкий | продукт корозії цинку, сталева основа неушкоджена |
| сірий | у продуктах корозії починає брати участь залізо з основи |
| темно-сірий або чорний | цинкове покриття в цьому місці значною мірою вичерпане |
Однак сам колір не є точною мірою втрати цинку, і оцінювання потребує досвіду. Варто знати й одну технологічну деталь: лист, прокатаний після оцинкування (скін-пас), темніє швидше, ніж непрокатаний, оскільки має на поверхні вищу концентрацію оксидів на основі алюмінію. Темніший відтінок такого виробу не обов’язково означає глибоку корозію покриття.
Коли наліт не визначає придатність матеріалу
Рішення щодо придатності матеріалу ґрунтується на двох критеріях: залишковій товщині покриття і естетичних вимогах до кінцевого виробу.
Стандарт EN ISO 1461 для виробів, оцинкованих гарячим способом після виготовлення, формулює правило прямо: наявність складського нальоту не є підставою для відбраковування, якщо товщина покриття залишається вищою за мінімальне значення для відповідної товщини сталі. Отже, вирішує вимірювання, а не зовнішній вигляд. Еталонним методом є магнітне вимірювання за ISO 2178, а в разі спору вирішує гравіметричний метод за ISO 1460, за якого покриття знімають і зважують, приймаючи для розрахунку густину 7,2 г/см3.
Галузева практика для виробів, оцинкованих поштучно, розрізняє три ступені. Легкий і помірний наліт з часом вивітрюється під час експлуатації і прийнятний у більшості технічних застосувань. Сильний наліт потрібно видалити, а в крайніх випадках повторно оцинкувати елемент, оскільки без втручання він може призвести до руйнування покриття.
У листі, оцинкованому безперервним способом, ситуація вимогливіша з двох причин. Покриття значно тонше, ніж на виробах поштучного оцинкування, тож та сама абсолютна втрата цинку становить більшу частку цілого. Крім того, багато застосувань цього матеріалу, від корпусів до фасадів, мають вимоги до вигляду. Місце, де виник наліт, протравлюється і назавжди втрачає первісний світлий, відбивний вигляд. Очищення видаляє наліт, але не повертає блиску.
Для виробів, які фарбують після виготовлення, це має другорядне значення. Для видимих виробів, що постачаються без подальшого оздоблення, це може визначати призначення всієї партії.
Захист на виробничій лінії
EN 10346 передбачає кілька варіантів обробки поверхні, які мають цьому запобігати.
| Позначення | Вид обробки |
|---|---|
| C | хімічна пасивація |
| O | промаслювання |
| CO | пасивація з промаслюванням |
| P | фосфатування |
| PO | фосфатування з промаслюванням |
| S | герметизація органічним покриттям |
Хімічна пасивація захищає поверхню від вологи та обмежує утворення продуктів корозії під час зберігання і транспортування, причому стандарт допускає пов’язані з нею відмінності в кольорі поверхні. Промаслювання полягає в нанесенні двостороннього рівномірного шару нейтральної оливи, що не висихає, і стандарт вказує, що у звичайних умовах захист зберігається близько трьох місяців від виробництва. Виробники заявляють аналогічні строки для пасивованих виробів.
Проте обмеження цих засобів захисту добре задокументовані. Пасиваційний шар має товщину менше мікрометра і не захищає ефективно, якщо між поверхнями залишається вода. Оливи з інгібіторами корозії обмежують наслідки конденсації між витками рулону, але не захищають від більшої кількості води, що потрапила між шарами. GalvInfo прямо вказує, що навіть найкраща хімічна обробка не захищає від нальоту довше ніж близько шести тижнів у несприятливих умовах, тобто за відсутності циркуляції повітря і вологи, затиснутої між листами.
Отже, заводський захист купує час, а не стійкість.
Зберігання і транспортування
Рекомендації галузевих інститутів збігаються і стосуються як листа в рулонах, так і виробів поштучного оцинкування.
Транспортування лише критими водонепроникними засобами, а якщо це неможливо, з повним захистом вантажу від проникнення води. Зберігання в приміщенні з контрольованим кліматом і якомога швидше використання матеріалу, з рекомендацією уникати зберігання довше приблизно двох місяців. Без щільного обгортання плівкою, бо матеріал потребує циркуляції повітря, а під непроникним накриттям збирається конденсат. Встановлення рулонів і пакетів з невеликим нахилом, щоб вода вільно стікала без місць застою. Сухі витримані дерев’яні прокладки, що забезпечують рух повітря між пакетами, і підняття матеріалу над рівнем підлоги щонайменше на кілька десятків сантиметрів при зберіганні під дахом.
Для виробів з відкритим профілем додається ще одне правило: укладати отвором донизу, щоб вода не збиралася всередині. Періодом підвищеного ризику є осінь і зима через опади, туман і термічну конденсацію.
Видалення нальоту
Метод залежить від ступеня нальоту і випливає з настанов галузевих інститутів.
| Ступінь нальоту | Порядок дій |
|---|---|
| легкий | залишити для природного вивітрювання на відкритому повітрі або делікатно очистити сумішшю мінеральної оливи з тирсою |
| помірний | миття розчином оцтової кислоти концентрацією близько 10% нейлоновою щіткою з ретельним змиванням водою |
| сильний | розчин фосфорної кислоти концентрацією близько 5% зі змочувачем, нанесений щіткою |
| глибокий, темно-сірий або чорний | видалення зазвичай уже неможливе, після очищення рекомендовано фарбування фарбою з високим вмістом цинку |
В усіх випадках очищення повертає прийнятний вигляд, але не повний металевий блиск. Після кожної кислотної обробки потрібне ретельне змивання і нейтралізація поверхні.
Комерційне значення
Для виробів поштучного оцинкування легкий і помірний наліт вважається косметичним дефектом, прийнятним у більшості технічних застосувань, і стандарт прямо виключає його як самостійну підставу для відбраковування. Для листа в рулонах, де покупці часто замовляють певний клас поверхні, видимий наліт може означати, що партія не відповідає вимогам до вигляду конкретного застосування, попри збережені захисні властивості покриття.
У ринковій практиці це призводить до того, що технічно повноцінний матеріал потрапляє поза основний канал продажу. Для покупця, чий виріб фарбується, вбудовується або невидимий в експлуатації, це можливість: механічні властивості, розміри і маса покриття залишаються відповідними стандарту, а різниця в ціні буває суттєвою. Умовою є сумлінна оцінка стану партії та чітке визначення, чого стосується відхилення. Докладніше про класифікацію поверхневих відхилень у статті про дефекти поверхні листа ІІ сорту.
Окреме питання відповідальність. Наліт, що утворився на складі покупця після поставки внаслідок умов зберігання, має інший статус, ніж наліт, що виник до відвантаження. Це ще один аргумент на користь того, щоб прийняти, перевірити і захистити матеріал згідно з рекомендаціями одразу після поставки.
Доступні гатунки сталі, види покриттів та формати рулонів, поздовжньо різаної стрічки і листів подає пропозиція сталевого листа HEN-STOL, з окремими сторінками про оцинкований лист, холоднокатаний лист і гарячекатаний лист.
Перевірте, як ми можемо допомогти
HEN-STOL допомагає підібрати матеріал до застосування і вказує, де стан поверхні не має значення для виробу, а де вимоги до вигляду суттєві. Надішліть специфікацію та опис застосування, і ми перевіримо доступність та запропонуємо найвигідніший варіант.
Найчастіші запитання
Чи є біла іржа корозією сталі?
Ні. Це продукт корозії цинку, переважно гідроксид цинку. Доки наліт білий, сталева основа неушкоджена. Лише сірий і чорний колір означає, що в продуктах корозії бере участь залізо з основи.
Чи придатний матеріал з білою іржею для виробництва?
У більшості технічних застосувань так, якщо товщина покриття залишається вищою за необхідний мінімум. EN ISO 1461 прямо вказує, що сам наліт не є підставою для відбраковування за збереженої товщини покриття. Обмеженням є застосування з високими вимогами до вигляду.
Як перевірити, скільки покриття залишилося?
Еталонним методом є магнітне вимірювання товщини покриття за ISO 2178. У разі спору вирішує гравіметричний метод за ISO 1460, що полягає у знятті покриття і зважуванні зразка.
Чи захищає пасивація від складського нальоту?
Вона знижує ризик і подовжує період безпечного зберігання, але не замінює належних умов. У несприятливих умовах, за зволоження і відсутності циркуляції повітря, хімічний захист втрачає ефективність протягом кількох тижнів.
Чи можна видалити наліт?
Легкий вивітрюється сам або видаляється механічно. Помірний видаляють розведеною оцтовою кислотою, сильний розведеною фосфорною кислотою, завжди з ретельним змиванням. Первісний блиск повернути неможливо, бо поверхня в місці нальоту залишається протравленою.
Як запобігти білій іржі на складі?
Тримати матеріал сухим: зберігання під дахом над рівнем підлоги, сухі прокладки, циркуляція повітря, встановлення з нахилом для стікання води, без щільного обгортання плівкою і якомога коротший час зберігання перед використанням.
Джерела
- 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, Цинкові покриття, нанесені методом гарячого занурення на вироби зі сталі та чавуну - вимоги та методи випробувань
- EN 10346, Сталевий плоский прокат із безперервним гарячим покриттям - технічні умови постачання
- American Galvanizers Association, Wet Storage Stain
- Galvanizers Association, HDG Datasheet 11, Wet Storage Stain