1. Kodėl cinkuotos ritės greitai „sensta“ aukštoje temperatūroje? Kas yra gedimo mechanizmas?
Cinkuotų ritinių „senėjimas“ aukštoje temperatūroje yra ne paviršiaus oksidacija ir pageltimas, kaip paprastai įsivaizduoja žmonės, o kruopštesnis struktūros sunaikinimas, kurį daugiausia lemia du mechanizmai:
Pagreitinta oksidacija ir kinetinė difuzija: aukštoje temperatūroje (ypač aukštesnėje nei 200 laipsnių) cinkuotas sluoksnis ne tik oksiduojasi dvigubai greičiau, bet ir jo vidinio lydinio sluoksnio struktūra iš esmės pasikeičia. Cinko atomai viena kryptimi difunduoja iš išorinio laisvojo sluoksnio į vidinį geležies -cinko lydinio sluoksnį, sudarydami tarp jų daug mažyčių „tuštumų“.
Dėl „Kirkendall efekto“ atsiranda fizinis lupimasis: dėl šios „teritoriją-užimančios“ atominės difuzijos tuštumos nuolat plečiasi ir galiausiai tarsi peiliu „nustumia“ išorinę gryno cinko dangą nuo lydinio sluoksnio, todėl fiziškai nulupamas didelis-sritis. Tai yra pagrindinis cinkuoto sluoksnio gedimo aukštoje temperatūroje procesas, o ne paprasta oksidacija.
2. Kokie yra pagrindiniai cinkuotų ritinių temperatūros taškai aukštose{1}}temperatūrose? Kokie specifiniai pokyčiai vyksta kiekviename temperatūros taške?
Ilgalaikė -saugos slenkstis (mažiau nei 200 laipsnių arba lygi): tai aukščiausia temperatūra, kuriai esant cinkuotos ritės gali būti stabiliai naudojamos ilgą laiką. Esant tokiai temperatūrai, jo cheminės savybės ir fizinė morfologija iš esmės yra stabilios, su labai nedideliu įtempimu, kuris neturės įtakos bendram veikimui ar estetikai.
Didėjantis rizikos slenkstis (200 laipsnių - 419.5 laipsnis): cinko sluoksnis pradeda sparčiau oksiduotis ir keisti spalvą, pasikeičia nuo sidabrinės-baltos į pilkšvai-baltą arba tamsiai pilką. Šiuo metu pradeda atsirasti atomų difuzija ir formuotis tuštumos, o tai žymiai sumažina atsparumą korozijai ir sukibimą.
Visiškas gedimo slenkstis (didesnis arba lygus 419,5 laipsnio): tai cinko lydymosi temperatūra. Cinko sluoksnis išsilydo ir nuteka, visiškai atidengdamas pagrindo plieną. Aukštesnėje nei 900 laipsnių temperatūroje cinkas smarkiai išgaruos ir dar labiau pažeis pagrindą, todėl galvanizuota ritė bus visiškai pašalinta.
3. Koks palaikomas cinkuotų ritinių eksploatavimo laikas aukštoje{1}}temperatūroje?
Cinkuotų ritinių eksploatavimo trukmės duomenys aukštoje{0}}temperatūroje yra labai aiškūs, o ne miglota sąvoka. Pramonė ir akademinė bendruomenė pateikė šias pagrindines išvadas:
200 laipsnių yra „gelbėjimosi ratas“: Tarptautinės profesinės organizacijos (pvz., Amerikos galvanizuota asociacija, AGA) rekomenduoja, kad siekiant maksimaliai padidinti apsaugą nuo korozijos, maksimali nuolatinė darbo temperatūra neturi viršyti 200 laipsnių.
Ilgalaikio -tarnavimo laiko įvertinimas: kai temperatūra yra nuo 200 laipsnių iki 250 laipsnių, nors cinko sluoksnio anodinė apsauga susilpnėja, geležies-cinko lydinio sluoksnis, difunduojantis nuo dangos, gali užtikrinti apsaugą nuo korozijos daugelį metų. Konkretus metų skaičius priklauso nuo likusio storio.
250 laipsnių yra "raudona linija": ilgalaikis poveikis virš 250 laipsnių yra labai pavojingas. Tai pagreitina cinko -geležies lydinio sluoksnio įtrūkimą ir lupimąsi. Tai reiškia, kad tokiomis sąlygomis cinkuotų ritinių tarnavimo laikas vargu ar gali būti įvertintas „metais“, o veikiau „mėnesiais“ ar net „dienomis“.
4. Jei neišvengiama naudoti aukštos-temperatūros aplinkoje, kokie sprendimai gali pagerinti cinkuotų ritinių atsparumą aukštai{2}}temperatūrai?
Žinoma, yra. Jei neišvengiama naudoti aukštos-temperatūros aplinkoje, šiuo metu efektyviais pripažįstami šie sprendimai:
Pagrindinis sprendimas: medžiagos keitimas: jei ilgalaikė{0}}darbinė temperatūra viršija 300 laipsnių, pagrindinis ir nuolatinis sprendimas yra atsisakyti cinkuotų ritinių ir tiesiogiai pasirinkti medžiagas, turinčias didesnį atsparumą karščiui. Pavyzdžiui, aliuminizuotas cinko lakštas gali atlaikyti maždaug 315 laipsnių aplinką, o aliuminis lakštas gali atlaikyti iki 650 laipsnių temperatūrą ilgą laiką.
Eksploatacijos trukmės pailginimas: dangos storio didinimas: 200-300 laipsnių rizikos diapazone storesnė danga sudaro tankesnį fizinį barjerą. Tiksliau, reikėtų rinktis gaminius, kurių dangos svoris Z275 arba didesnis; šis storesnis „skydas“ gali sulėtinti dėvėjimosi greitį esant aukštai temperatūrai.
Pagalbinės priemonės: aukštai{0}}temperatūrai atsparių dangų naudojimas: ant cinkuoto sluoksnio užtepus specialiai sukurtą aukštai -temperatūrai atsparų viršutinį sluoksnį, galima efektyviai izoliuoti šilumą ir deguonį, o cinko sluoksniui suteikiama papildoma „šilumos izoliacija“, pvz., fluoro anglies dangos arba silikoninės dangos.
5. Jei cinkuotos ritės trumpą laiką patyrė aukštą temperatūrą, ar po aušinimo galima atkurti sukibimą?
Ne, jo negalima atkurti, o žala yra negrįžtama.
„Tuštumos“ ir „atsisluoksniavimas“, kurias sukelia galvanizuotų ritinių aukšta temperatūra, yra fizinis konstrukcinis metalo pažeidimas. Atvėsus, nuluptas cinko sluoksnis automatiškai nebeprilips{1}}, o sukibimo sumažėjimas yra nuolatinis. Tačiau trumpai patyrus aukštą temperatūrą, pvz., gaisrą, situacija gali būti sprendžiama etapais:
Trumpalaikis sąlytis (mažiau nei 48 valandos): nors medžiaga gali atlaikyti trumpalaikes-350–370 laipsnių ribas, susidaro paviršiaus įtempiai, todėl jos naudojimas konstrukcijoje, atsižvelgiant į didžiausias apkrovas, yra griežtai nerekomenduojamas.
Visiškas gedimas (labai aukšta temperatūra): Jei po gaisro pastebimas didelis cinko sluoksnio lupimasis arba plieninio pagrindo spalvos pakitimas, prieš remontą turi būti atliktas profesionalus plieno konstrukcijos stiprumo įvertinimas. Taip yra todėl, kad jis galėjo sukelti negrįžtamą žalą, pvz., „mėlyną trapumą“, kurį sukelia ilgalaikė aukšta, virš 400 laipsnių, plieno pagrindo temperatūra, o tai kelia didelį pavojų saugai.