Cynk nie zasłania stali, tylko poświęca się za nią

Kluczowa różnica między powłoką cynkową a lakierem polega na mechanizmie ochrony. Lakier działa jak bariera: dopóki jest szczelny, chroni, a od momentu zarysowania stal koroduje pod nim, i to szybciej niż bez powłoki, bo pod warstwą utrzymuje się wilgoć.

Cynk działa inaczej. Jest metalem mniej szlachetnym niż żelazo, więc w obecności elektrolitu tworzy z nim ogniwo, w którym to cynk się roztwarza, a stal pozostaje nienaruszona. Zarysowanie do gołego metalu nie oznacza początku korozji, bo cynk z sąsiedztwa chroni odsłonięty fragment na zasadzie ochrony katodowej. Zasięg tej ochrony to jednak kwestia milimetrów, a nie centymetrów. Przy większym ubytku powłoki stal zaczyna korodować normalnie.

Z tego wynika najważniejszy praktyczny wniosek. Trwałość ocynku to nie kwestia szczelności, tylko zapasu materiału. Powłoka zużywa się w tempie zależnym od agresywności środowiska, a kiedy jej zabraknie, ochrona kończy się nagle, a nie stopniowo.

Środowisko decyduje o tempie, i to bardziej niż cokolwiek innego

Roczne ubytki powłoki cynkowej różnią się między środowiskami o rząd wielkości. W suchym wnętrzu ogrzewanego budynku cynk praktycznie się nie zużywa i mówimy o ułamkach mikrometra rocznie. Na zewnątrz, w typowym klimacie miejskim, ubytek liczy się w pojedynczych mikrometrach.

Wyraźnie gorzej robi się w środowisku przemysłowym z zawartością związków siarki, gdzie tempo rośnie kilkakrotnie. Najgorsze warunki to strefa nadmorska z chlorkami w powietrzu oraz wszelkie miejsca narażone na sól drogową. Chlorki rozbijają warstwę pasywną węglanu cynku, która normalnie spowalnia dalsze roztwarzanie, przez co powłoka pracuje bez naturalnego hamulca.

To dlatego ta sama rura potrafi przetrwać dekady w kotłowni i zniknąć w kilka sezonów przy wjeździe do hali solonej zimą. Dobór grubości powłoki bez określenia kategorii korozyjności środowiska jest zgadywaniem, choć w kosztorysach zdarza się nagminnie.

Cynkowanie zanurzeniowe i galwaniczne to dwa różne produkty

Nazwa „ocynk” obejmuje technologie o bardzo różnej trwałości. Cynkowanie ogniowe, czyli zanurzenie w kąpieli roztopionego cynku, daje powłokę grubą, zwykle od kilkudziesięciu do ponad stu mikrometrów, ze strefą przejściową stopu żelazowo-cynkowego, która dobrze trzyma się podłoża i znosi obciążenia mechaniczne.

Cynkowanie galwaniczne daje powłokę cienką, rzędu kilku do kilkunastu mikrometrów, równą i estetyczną, ale o wielokrotnie krótszej żywotności na zewnątrz. Element ocynkowany galwanicznie sprawdza się we wnętrzach i wszędzie tam, gdzie liczy się wygląd i dokładność wymiarowa, a nie odporność na pogodę.

W przypadku rur instalacyjnych stosuje się zwykle cynkowanie zanurzeniowe, obustronne, co ma znaczenie zwłaszcza dla powierzchni wewnętrznej, kontaktującej się z przepływającym medium. Katalogowe zestawienie średnic i grubości ścianek dla tej grupy wyrobów znajduje się pod adresem onninen.pl/produkty/.../rury-stalowe-ze-szwem-ocynkowane.

Gwint, spawanie i inne miejsca, w których powłoka znika

Najsłabszym punktem instalacji ocynkowanej nie jest powierzchnia rury, tylko każde miejsce, w którym powłokę usunięto po cynkowaniu. Nacięcie gwintu odsłania czystą stal na całej długości nacięcia, a to właśnie tam skupia się większość późniejszych ognisk korozji. Dlatego gwintowanie powinno kończyć się zabezpieczeniem, a połączenie – uszczelnieniem odcinającym dostęp wilgoci.

Spawanie jest problemem poważniejszym. Wysoka temperatura odparowuje cynk na kilka centymetrów po obu stronach spoiny, tworząc pas pozbawiony ochrony, a przy okazji wydzielając tlenek cynku, który wymaga odpowiedniej wentylacji stanowiska. Naprawa polega na nałożeniu farby cynkowej o wysokiej zawartości metalu, przy czym trzeba mieć świadomość, że taka naprawa nigdy nie dorówna trwałością powłoce fabrycznej.

Osobnym tematem jest kontakt z miedzią. Połączenie instalacji ocynkowanej z miedzianą w obecności wody tworzy ogniwo galwaniczne, w którym cynk, a potem stal, roztwarza się w przyspieszonym tempie. Kierunek przepływu ma tu znaczenie: miedź powinna znaleźć się za stalą, nigdy przed nią, a najlepiej rozdzielić oba materiały złączką dielektryczną.

Kiedy ocynk przestaje być właściwym wyborem

• Woda o wysokiej temperaturze. Powyżej około sześćdziesięciu stopni potencjały cynku i żelaza odwracają się, przez co cynk przestaje chronić stal, a zaczyna ją lokalnie stymulować do korozji.

• Woda miękka i kwaśna. Brak zdolności do wytworzenia warstwy węglanowej oznacza, że powłoka roztwarza się równomiernie i szybko.

• Instalacje z częstym demontażem. Każde rozkręcenie i ponowne nacięcie gwintu odsłania nową porcję stali.

• Środowisko z chlorkami. Strefa nadmorska, chłodnie, obiekty solone zimą. Tu sensowniejsza jest stal nierdzewna albo tworzywo.

Poza tymi przypadkami rura ocynkowana pozostaje rozwiązaniem tanim, wytrzymałym mechanicznie i przewidywalnym, pod warunkiem że dobiera się ją świadomie, a nie z przyzwyczajenia. Sama powłoka nie jest ani gwarancją, ani gadżetem, tylko zapasem materiału o policzalnej trwałości.

Zestawienia rur stalowych ocynkowanych, złączek i akcesoriów wraz z danymi technicznymi dostępne są na www.onninen.pl. Parametry wyrobów przywołane w tekście pochodzą z katalogu hurtowni Onninen.