Gegalvaniseerd staal bedekt het met een laag zink om het te beschermen tegen corrosie. Zink werd voor het eerst gebruikt in de bouw rond de tijd van de verwoesting van Pompeii, maar het werd voor het eerst gebruikt om staal (eigenlijk ijzer) te verzinken in 1742 en het proces werd gepatenteerd in 1837. Gegalvaniseerd staal wordt gebruikt bij het maken van plaatwerk, goten en regenpijpen, evenals voor buitennagels. Er zijn verschillende processen die kunnen worden gebruikt om staal te verzinken: thermisch verzinken, elektrolytisch verzinken, sherardiseren en metallisch spuiten.
Stappen
Methode 1 van 4: Thermisch verzinken
Stap 1. Verwijder de oppervlakteverontreinigingen
Voordat andere stappen kunnen worden ondernomen, moet het stalen oppervlak grondig worden gereinigd. Hoe dit gebeurt, hangt af van wat er moet worden opgeruimd.
- Vuil-, vet-, olie- of verfmarkeringen vereisen het gebruik van een mild zuur, een hete alkali of een biologisch reinigingsmiddel.
- Asfalt, epoxy, vinyl of lasslakken moeten worden gereinigd door zandstralen of met andere schuurmiddelen.
Stap 2. Pekel de roest weg
Beitsen gebeurt met zoutzuur of heet zwavelzuur; het verwijdert zowel roest als walshuid.
In sommige gevallen kan een schurende reiniging voldoende zijn om de roest te verwijderen, of het kan nodig zijn om zowel een beitsoplossing als schuurmiddelen te gebruiken. In sommige gevallen worden grotere schuurmiddelen zoals hagel met lucht op het staal gestraald
Stap 3. Breng het metaal in flux
In dit geval is "flux" een oplossing van zinkammoniumchloride die alle resterende roest en aanslag verwijdert en het staal beschermt tegen roest totdat het daadwerkelijk is gegalvaniseerd.
Stap 4. Dompel het staal onder in gesmolten zink
Het bad van gesmolten zink moet voor ten minste 98 procent zink zijn en moet op een temperatuurbereik van 815 tot 850 graden F (435 tot 455 graden C) worden gehouden.
Terwijl het staal wordt ondergedompeld in het zinkbad, reageert het ijzer met het zink om een reeks legeringslagen en een buitenlaag van puur zink te vormen
Stap 5. Haal het verzinkte staal langzaam uit het zinkbad
Het meeste overtollige zink zal wegvloeien; wat niet wegloopt, kan worden afgetrild of in een centrifuge worden afgecentrifugeerd.
Stap 6. Koel het gegalvaniseerde staal af
Door het metaal af te koelen stopt de galvanisatiereactie, die doorgaat zolang het staal dezelfde temperatuur heeft als het was terwijl het in het zinkbad was ondergedompeld. Koelen kan op verschillende manieren:
- Dompel het staal onder in een passiveringsoplossing zoals kaliumhydroxide.
- Dompel het staal onder in water.
- Laat het staal in de open lucht afkoelen.
Stap 7. Inspecteer het gegalvaniseerde staal
Nadat het gegalvaniseerde staal is afgekoeld, controleert u of de zinklaag er goed uitziet, aan het staal blijft kleven en dik genoeg is. Er zijn een aantal tests die kunnen worden uitgevoerd om er zeker van te zijn dat de galvanisatie is geslaagd.
Normen voor thermisch verzinken en het inspecteren van de resultaten zijn vastgesteld door organisaties als de American Society for Testing and Materials (nu ASTM International genoemd), de International Standards Organization (ISO), de Canadian Standards Association (CSA) en de Amerikaanse Vereniging van rijksweg- en transportfunctionarissen (AASHTO).:
Methode 2 van 4: Elektrolytisch verzinken
Stap 1. Bereid het staal voor zoals voor thermisch verzinken
Het staal moet worden gereinigd en ontroest voordat de elektrogalvanisatie kan plaatsvinden.
Stap 2. Bereid een zinkelektrolytoplossing voor
Voor de elektrolyt wordt normaal gesproken zinksulfaat of zinkcyanide gebruikt.
Stap 3. Dompel het staal onder in het elektrolyt
De oplossing zal reageren met het staal waardoor het zink neerslaat op het staal en het bedekt. Hoe langer het staal in de elektrolyt blijft, hoe dikker de coating die wordt geproduceerd.
Hoewel deze methode meer controle biedt over de dikte van de zinklaag dan bij thermisch verzinken, kunnen lagen gewoonlijk niet zo dik worden
Methode 3 van 4: Sherardiseren
Stap 1. Bereid het staal voor zoals bij de andere galvanisatiemethoden
Reinig het vuil indien nodig met zuur of zandstralen en verwijder de roest.
Stap 2. Plaats het staal in een airless behuizing
Stap 3. Omring het staal met zinkpoeder
Stap 4. Verwarm het staal
Dit smelt het poedervormige zink tot een vloeistof die, wanneer afgekoeld, een dunne legeringscoating achterlaat.
Sherardiseren wordt het best gebruikt voor gevormde stalen stukken, omdat de galvanische coating de configuraties van het onderliggende staal zal volgen. Het wordt het best gebruikt met vrij kleine metalen voorwerpen
Methode 4 van 4: Metaalspuiten
Stap 1. Bereid het staal voor zoals bij de andere methoden
Reinig al het vuil en verwijder de roest zodat het klaar is om te worden gespoten.
Stap 2. Spuit op een fijne gesmolten zinklaag
Stap 3. Verwarm het gecoate staal om een goede hechting te garanderen
Galvanische coatings die met deze methode worden geproduceerd, zijn minder bros en minder vatbaar voor afbladderen en schilferen, maar bieden minder bescherming tegen roest voor het onderliggende staal
Tips
- Gegalvaniseerd staal kan verder worden beschermd tegen corrosie door het te schilderen met een verf gepigmenteerd met zinkstof. Verf op zinkbasis kan echter niet worden gebruikt als vervanging voor galvanisatie.
- Wanneer geverfd, kan gegalvaniseerd staal een glinsterend uiterlijk hebben.
- Gegalvaniseerd staal is bestand tegen corrosie door contact met beton, mortel, aluminium, lood, tin en natuurlijk zink.
- Galvanisatie is een vorm van wat kathodische bescherming wordt genoemd, waarbij het beschermde metaal fungeert als de kathode in een elektrochemische reactie en het beschermende metaal fungeert als een anode, of meer specifiek, een opofferingsanode die corrodeert in plaats van het beschermde metaal. Een metaal dat is gecoat met een opofferingsanodemetaal wordt soms een geanodiseerd metaal genoemd.
Waarschuwingen
- De zinklaag van verzinkt staal is gevoelig voor corrosie door zuren en logen (basen). Het is bijzonder kwetsbaar voor zwavel- en zwavelhoudende zuren, die kunnen worden geproduceerd door het mengen van waterstofsulfide en zwaveldioxide met regenwater (zure regen), verergerd als de regen is weggelopen van houten dakspanen of mos. Regenwater kan ook reageren met de zinklaag om zinkcarbonaat te vormen. Na verloop van tijd zal het zinkcarbonaat broos worden en uiteindelijk de zinklegering of zelfs het onderliggende basismetaal blootstellen aan corrosie.
- Gegalvaniseerd staal is moeilijker te schilderen dan niet-gegalvaniseerd staal.
- Gegalvaniseerd staal heeft weinig weerstand tegen corrosie door in contact te komen met andere metalen dan aluminium, lood, tin of zink. Het is vooral gevoelig voor corrosie rond ijzer, staal en koper, evenals naast cement dat chloriden of sulfaten bevat.
- De zinklaag in gegalvaniseerd staal is ook kwetsbaar voor metaalmoeheid, omdat zink de neiging heeft uit te zetten bij verhitting en te krimpen bij afkoeling.
