L'acciaio zincato arrugginisce? Capire la resistenza alla corrosione dell'acciaio zincato
Risposta rapida: l'acciaio zincato, rivestito di zinco per resistere alla corrosione, non arrugginisce se non in condizioni molto sfavorevoli. Ecco una panoramica completa su quando, perché e come l'acciaio zincato arrugginisce e cosa si può fare per prevenire la ruggine del materiale.
Cos'è l'acciaio zincato?
Il termine "acciaio zincato" si riferisce a un tipo di acciaio rivestito di zinco per prevenire il problema della ruggine e prolungarne la durata. Questo strato permette di separare l'acciaio dai componenti ambientali che lo attaccano e ne causano la ruggine.
L'acciaio viene inoltre ricoperto con uno strato di zinco dopo essere stato rivestito con uno strato di cromo per proteggerlo, poiché è molto facile da trattare e questa zincatura ne aumenta la durata nel tempo. In questa zincatura, la procedura consiste semplicemente nell'immersione o nel rivestimento a bagno dell'acciaio in un bagno di zinco fuso caldo, in cui si forma uno strato crostale di zinco sulla superficie dell'acciaio, in modo da bloccare l'umidità e altri agenti corrosivi sul metallo tenero.
Definizione e composizione dell'acciaio zincato
Il rivestimento di zinco su acciaio zincato è costituito da acciaio standard ricoperto da una lega composta da 99.8% zinco e 0.2% alluminio, specificamente progettato per garantire una resistenza superiore alla corrosione.
Proprietà principali dell'acciaio zincato
| Proprietà chiave | Descrizione |
|---|---|
| Resistenza alla Corrosione | Protegge dalla ruggine e dall'ossidazione |
| La durata | Lunga durata, fino a 50+ anni |
| Resistenza all'abrasione | Resiste efficacemente all'usura superficiale |
| Formabilità | Facile da modellare e piegare |
| riciclabilità | Materiale completamente riciclabile |
| Aspetto superficiale | Luminoso, liscio ed estetico |
| saldabilità | Può essere saldato con la dovuta cura |
| Verniciabilità | Supporta l'adesione della vernice se necessario |
| Resistenza al calore | Stabile fino a 200°C |
| Costo-efficacia | Manutenzione ridotta e lunga durata |
Come funziona la zincatura?
Zincatura a caldo: una panoramica
Per proteggere l'acciaio e i componenti in ferro dalla ruggine, è importante rivestirli di zinco, e questo si ottiene efficacemente tramite zincatura a caldo. Il componente in questione deve essere immerso nello zinco fuso a circa 450 °C o 842 °F. In questo modo, l'acciaio non viene rivestito da un unico rivestimento, ma da diversi strati di metallo che lo proteggono.
Processo di preparazione dell'acciaio
La preparazione della superficie è molto importante in quanto influisce direttamente sulla qualità e sulla longevità dei rivestimenti zincati ottenuti. Il processo di preparazione si compone di tre fasi principali:
- Sgrassaggio: Ciò comporta l'uso di detergenti alcalini o a base di solventi volti a rimuovere olio, grasso o altri contaminanti dalla superficie degli articoli. Ciò è necessario poiché, se la sgrassatura non viene eseguita correttamente, potrebbe causare danni al rivestimento dovuti alla sua superficie oleosa.
- Decapaggio: L'acido cloridrico (HCl) o l'acido solforico (H2SO4) vengono utilizzati per eliminare ruggine, calcare e particelle di ossido, assicurando che la superficie sia pulita per lo zinco come strato sovrapposto.
- Flussaggio: Il cloruro di zinco e ammonio viene utilizzato per rivestire la superficie, impedendone l'ossidazione quando immersa nello zinco, e viene inoltre utilizzato per migliorare il grado di aderenza del rivestimento, consentendo la copertura completa della superficie interessata.
Sviluppo di strati di lega zinco-ferro
L'acciaio viene immerso nello zinco fuso, che provoca una reazione chimica tra lo zinco e il ferro presente nell'acciaio. Ciò si traduce nella formazione di diversi strati distintivi dovuti alle leghe di zinco e ferro che si formano sulla superficie dell'acciaio, prima che uno strato completo di zinco racchiuda la superficie per una maggiore protezione dagli agenti atmosferici. L'acciaio zincato viene sostanzialmente immerso nello zinco fuso, che provoca una reazione chimica tra lo zinco e il ferro presente nell'acciaio. Ciò si traduce nella formazione di diversi strati distintivi dovuti alle leghe di zinco e ferro che si formano sulla superficie dell'acciaio, prima che uno strato completo di zinco racchiuda la superficie per una maggiore protezione dagli agenti atmosferici.
L'acciaio zincato arrugginisce?
Comprensione importante
L'acciaio zincato arrugginisce? In breve, sebbene altamente resistente alla corrosione, non è completamente inattaccabile. Il rivestimento di zinco offre una protezione superiore contro la corrosione, ma determinate condizioni ambientali possono causare la corrosione dell'acciaio.
Come funziona la protezione dello zinco
L'acciaio zincato resiste alla ruggine attraverso due meccanismi di protezione:
- Protezione da barriera: Il rivestimento di zinco crea una barriera fisica, impedendo all'umidità e all'ossigeno di raggiungere la superficie dell'acciaio
- Protezione Galvanica: Anche se graffiato, lo zinco si corrode preferenzialmente all'acciaio, sacrificandosi per proteggere il metallo sottostante
Condizioni che favoriscono la corrosione dell'acciaio zincato
Negli scenari seguenti, è possibile che un materiale come l'acciaio zincato si arrugginisca:
- Periodi prolungati di umidità/umidità
- Un pH acido inferiore a sei si riferisce ad ambienti con valori di pH bassi
- Condizioni alcaline (pH> 12) in cui
- Qualsiasi contatto con metalli di natura diversa, ad esempio rame o ottone,
- Ambienti con elevato contenuto di sale, come quelli vicino alla costa o in
- Così come l'industria chimica, anche l'acciaio zincato arrugginisce
Fattori che influenzano la resistenza alla corrosione
Spessore e tipo di rivestimento di zinco
| Tipo di rivestimento | Spessore | Applicazione | Funzionalità principali |
|---|---|---|---|
| Zincatura a caldo | 35-100 μm | Acciaio strutturale, tondino di ferro | Uniforme, durevole |
| Galvanotecnica | 5-25 μm | Piccole parti, elementi di fissaggio | Sottile, economico |
| Spruzzatura di zinco | 75-250 μm | Grandi strutture, in loco | Spesso, applicazione sul campo |
| Placcatura meccanica | 50-110 μm | Elementi di fissaggio, ferramenta | Rivestimento duttile e martellato |
| Vernice ricca di zinco | 75-150 μm | Riparazioni sul campo, oggetti di grandi dimensioni | Flessibile, estetico |
Influenze ambientali sulla corrosione
- Contenuto di umidità: L'aumento del contenuto di umidità accelera il processo di arrugginimento perché completa la cella elettrolitica necessaria per la reazione elettrochimica
- Variazioni di temperatura: Le alte temperature aumentano la velocità delle reazioni chimiche e, a temperature più elevate, causano stress termico all'interno del materiale
- Inquinamento dell'aria: Gli ossidi di zolfo, il carbonio, il cloro e persino i fluoruri formano prodotti corrosivi
- Mare: L'acqua di mare, con la sua elevata concentrazione di cloruri, corrode meccanicamente i rivestimenti di zinco.
- pH acido o alcalino: È stato notato che lo strato protettivo di ossido è stato attaccato da questi livelli di mezzi chimici corrosivi acidi o alcalini.
- Sistema di ventilazione: Quando la ventilazione è scarsa, l'aria non fuoriesce e quindi l'umidità e i fattori di corrosione rimangono nel sistema.
- Periodo di contatto: Le superfici metalliche si corrodono a causa dell'accumulo prolungato di acqua, pioggia o rugiada.
- Organismi viventi: Le sostanze chimiche che favoriscono la corrosione possono essere prodotte da batteri, funghi e persino alghe.
- Una domanda frequente che molte persone si pongono è: L'acciaio zincato arrugginisce o si corrode a tal punto da meritare un rimprovero?
Applicazioni comuni dell'acciaio zincato
🏗️ Industria edile
Gli acciai zincati sono quelli che trovano applicazione in ambito edile, in particolare travi, pilastri e coperture. Grazie alle loro proprietà anticorrosive, qualsiasi ponte, edificio o opera infrastrutturale che richieda una durabilità a lungo termine può essere sottoposto a un trattamento di zincatura.
🚗 Industria automobilistica
Un altro grande utilizzatore di acciaio zincato è l'industria automobilistica, per carrozzerie, telai e rinforzi strutturali. È anche in grado di preservare l'integrità strutturale e il valore di rivendita proteggendo il veicolo dalla corrosione del sale stradale e dalle intemperie grazie al rivestimento di zinco.
🌾 Applicazioni agricole
I macchinari agricoli si affidano all'acciaio zincato per la sua resistenza in ambienti esterni. Tubi di irrigazione, silos, recinzioni, recinti per il bestiame e serbatoi per lo stoccaggio di acqua o prodotti chimici sono alcuni degli usi comuni specificati nel presente documento.
🏠 Articoli per la casa
Elettrodomestici, mobili da esterno, ferramenta e utensili, e materiali da costruzione sono alcuni degli usi più comuni. L'acciaio zincato conferisce robustezza e resistenza alla corrosione agli oggetti esposti all'umidità e alle condizioni meteorologiche variabili.
Suggerimenti per la manutenzione per prolungare la durata
🔧 Pratiche di manutenzione essenziali
Protocollo di ispezione regolare
- Eseguire ispezioni visive ogni 6-12 mesi
- Prestare maggiore attenzione alle zone esposte all'umidità e alle intemperie
- Cerca graffi o macchie di ruggine, con o senza danni al rivestimento
- Prestare particolare attenzione ai giunti, alle saldature e agli altri punti di connessione
- Prendi nota delle loro scoperte, delle registrazioni delle date e osserva i cambiamenti nel tempo.
💡 Metodi di pulizia corretti
- L'acqua è pulita ed è la scelta migliore per pulirla con qualsiasi panno o spugna sporca
- L'applicazione di soluzioni detergenti delicate renderà più facile la pulizia delle macchie ostinate
- Non utilizzare abrasioni che potrebbero danneggiare il rivestimento di zinco
- Risciacquare bene e asciugare dopo
- Non utilizzare mai acidi forti o prodotti chimici aggressivi
Metodi di rivestimento e ritocco
- Vernice ricca di zinco: ideale per piccoli graffi e danni; ottima protezione dalla corrosione
- Spray di zinco (zincatura a freddo): facile applicazione per piccole riparazioni; imita le proprietà dell'immersione a caldo
- Zincatura a caldo: rivestimento completo per articoli gravemente danneggiati
- Saldatura in lega di zinco: molto efficace per riparare piccole aree e proteggere i giunti saldati
Domande frequenti
D: La ruggine è un problema per i metalli zincati? E, cosa ancora più importante, l'acciaio zincato si arrugginisce?
R: È quasi come se la deposizione di zinco sull'acciaio non lasciasse alcun margine di errore alla ruggine, poiché si tratta di un trattamento preventivo. Tuttavia, alcuni fattori, come il sale o condizioni atmosferiche avverse, degradano tutti i rivestimenti; questo significa che l'acciaio sottostante allo zinco inizierà ad arrugginire. I rivestimenti zincati sono molto efficaci contro la ruggine, ma non sono resistenti alla corrosione.
D: Quali sono le cause della corrosione del ferro e dell'acciaio zincati?
R: Il ferro zincato arrugginisce quando il suo strato di zinco viene distrutto o rimosso a causa di azioni meccaniche, esposizione continua all'acqua o ambienti aggressivi contenenti cloruri. Una volta esaurito questo strato di zinco, l'acciaio è soggetto alla ruggine, causata dall'ossigeno e dall'acqua.
D: Come si impedisce che l'acciaio arrugginisca mediante il rivestimento di zinco?
R: La protezione con zinco agisce in due modi: come barriera protettiva (agendo come protezione da agenti come umidità e ossigeno) e come protezione galvanica (in questo caso lo zinco si corrode preferenzialmente al posto dell'acciaio). Pertanto, con questo tipo di protezione, eventuali graffi sulla superficie sono irrilevanti perché lo zinco rimane al suo posto.
D: È possibile far arrugginire l'alluminio adiacente all'acciaio zincato?
R: Il contatto diretto dell'alluminio con l'acciaio zincato provoca corrosione galvanica, che favorisce la degradazione dello strato di zinco. Tuttavia, sono disponibili metodi di separazione come l'isolamento con manicotti o rivestimenti.
D: In che modo la resistenza alla ruggine dell'acciaio zincato si differenzia da quella dell'acciaio inossidabile?
R: Da un lato, c'è l'acciaio zincato che necessita di un rivestimento di zinco per questo scopo, mentre dall'altro c'è l'acciaio inossidabile, che contiene cromo che crea una pellicola di ossido, che si dice possa autoripararsi. Sebbene entrambi mostrino resistenza in condizioni normali, in condizioni atmosferiche avverse, l'acciaio inossidabile è probabilmente più resistente alla corrosione. L'acciaio inossidabile ha prevalso nel problema della corrosione a lungo termine, mentre l'acciaio zincato ha fallito, soprattutto per quanto riguarda le strutture emerse. Tuttavia, le condizioni sono normali; l'acciaio zincato arrugginisce? Sì, lo fa in condizioni sfavorevoli in profondità nell'acqua di mare.
🎯 Punti chiave
L'acciaio zincato non arrugginisce facilmente Grazie al suo rivestimento protettivo in zinco, può corrodersi in condizioni estreme. Comprendere i fattori che influenzano la resistenza alla corrosione e adottare adeguate pratiche di manutenzione può prolungare significativamente la durata dei componenti in acciaio zincato.
Ispezioni regolari, una pulizia adeguata e riparazioni tempestive garantiscono che l'acciaio zincato continui a fornire un'eccellente protezione per decenni, rendendolo una scelta preziosa per applicazioni edili, automobilistiche, agricole e domestiche.
📚 Fonti di riferimento
- 1. Ruggine2. Studio sulla velocità di distribuzione della ruggine e sulle caratteristiche della superficie corrosa dei fili di acciaio zincato
- Autori: K. Miyachi, Atsuto Kajita
- Pubblicato in: Congresso IABSE, Gand 2021
- Anno di pubblicazione: 2021
Risultati chiave:
- Lo studio ha esaminato la relazione tra il tasso di distribuzione della ruggine nelle cartografie e le caratteristiche delle superfici in acciaio zincato corrose.
- Per misurare la percentuale di ruggine rossa e ruggine bianca (vale a dire la coagulazione dei prodotti di corrosione dello zinco e del ferro), è stato utilizzato un analizzatore di colori di immagini digitali.
- I risultati hanno mostrato che man mano che la quantità di ruggine bianca diminuisce, il tasso di perdita per corrosione e la profondità delle fossette formate aumentano, il che significa che, dopo tutto, l'acciaio zincato arrugginisce e questo tipo di ruggine è misurabile.Miyachi e Kajita, 2021).
3. Effetti della concentrazione di ioni NH4+, ioni Na+ e ioni Mg2+ sul deterioramento dell'acciaio zincato durante il condizionamento a umido
Documento preparato da S. Neupane e altri.
- Pubblicato il: Materiali e corrosione
- Data di pubblicazione: 2021
Punti principali:
- Il documento ha studiato l'impatto di una serie di cationi (NH4+, Na+ e Mg2+) sul comportamento di corrosione dell'acciaio zincato in un ciclo di umido e secco.
- Dai risultati è stato osservato che tutti gli ioni modificano la velocità di corrosione a livelli significativi e che gli ioni che rallentano maggiormente la corrosione sono gli ioni Mg2+.
- Si è dedotto che lo zinco di questo tipo è soggetto a incrostazioni, in particolare in presenza di umidità e ioni specifici (Neupane et al., 2021, pp. 1388–1395).
