Galvanizing là gì?

1. Giới thiệu

Galvanizing là một quá trình phủ kim loại chủ yếu nhằm bảo vệ thép và sắt khỏi ăn mòn bằng cách áp dụng một lớp kẽm.

Lớp kẽm bảo vệ này có thể được áp dụng thông qua các kỹ thuật khác nhau, mỗi người có đặc điểm riêng, Nhưng mục tiêu bao trùm vẫn giữ nguyên: để tăng cường độ bền và tuổi thọ của kim loại cơ bản trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Bối cảnh lịch sử

Lịch sử mạ điện có từ thế kỷ 18. TRONG 1742, Nhà hóa học người Pháp Paul Jacoulet de la Faye lần đầu tiên mô tả quá trình phủ sắt với kẽm.

Tuy nhiên, nó không phải cho đến khi 1836 Kỹ sư người Pháp Stanislas Sorel đã cấp bằng sáng chế cho quá trình mạ kẽm nóng, trong đó đánh dấu một cột mốc quan trọng trong ứng dụng công nghiệp của Galvanizing.

Kể từ đó, Quá trình này đã liên tục phát triển và cải thiện, trở thành một phần không thể thiếu của sản xuất hiện đại.

2. Galvanizing là gì?

mạ kẽm là quá trình áp dụng lớp phủ kẽm bảo vệ lên thép hoặc sắt để ức chế ăn mòn.

Bằng cách liên kết kim loại một lớp kẽm vào đế, Galvanizing cung cấp cả hai Bảo vệ rào cản—Có thể ngăn chặn độ ẩm và oxy - và Bảo vệ catốt, trong đó kẽm bị ăn mòn một cách hy sinh trước khi thép.

Cơ chế bảo vệ điện hóa

Cốt lõi của hiệu ứng bảo vệ mạ kẽm nằm ở cơ chế bảo vệ điện hóa.

Khi lớp phủ mạ kẽm tiếp xúc với chất điện phân (chẳng hạn như độ ẩm trong không khí hoặc nước), Một tế bào điện được hình thành.

kẽm, hoạt động điện hóa hơn thép (với tiềm năng điện cực tiêu chuẩn của-0.76 V cho kẽm và-0.036 V cho sắt), hoạt động như cực dương,

Trong khi thép đóng vai trò là cực âm. Trong thiết lập này, Kẽm oxy hóa ưu tiên, Phát hành electron.

Các electron này chảy qua chất điện phân đến bề mặt thép, ngăn chặn quá trình oxy hóa (rỉ sét) của thép.

Vai trò của kẽm và cực dương hy sinh

Kẽm không chỉ cung cấp năng lượng cho sự bảo vệ catốt mà còn tạo thành patina bảo vệ của riêng nó:

• Hình thành rào cản
  Ăn mòn kẽm tạo ra oxit kẽm (ZnO) Và kẽm hydroxit (Zn(Ồ)₂).
  Các hợp chất này tuân thủ mạnh mẽ vào bề mặt, lấp đầy các cracks và lỗ chân lông để làm chậm cuộc tấn công thêm.
• Khả năng tự chữa lành
  Ngay cả khi lớp phủ bị trầy xước, kẽm liền kề tiếp tục ăn mòn trước, Tay điều khiển dòng chảy ra khỏi cạnh thép lộ ra.
• Độ bền lâu dài
  Tỷ lệ tổn thất điển hình cho kẽm trong khí quyển nông thôn chỉ là 0.7–1.0. MỘT 100 Do đó, lớp dày có thể bảo vệ thép trong nửa thế kỷ trở lên.

3. Các loại mạ kẽm

Nóng nhúng mạ kẽm (HDG)

• Quá trình: Trong mạ kẽm nóng, Thành phần thép hoặc sắt được xử lý trước đầu tiên.
  Điều này liên quan đến việc tẩy nhờn để loại bỏ dầu và dầu mỡ, ngâm trong bồn tắm axit (thường là axit hydrochloric hoặc sunfuric) Để loại bỏ rỉ sét và quy mô,
  và thông qua để ngăn chặn quá trình oxy hóa trong quá trình ngâm trong bể chứa kẽm nóng chảy.
  Phần được xử lý trước sau đó được ngâm trong bồn tắm nóng chảy ở khoảng 450 ° C (842° F).
  Một phản ứng luyện kim xảy ra, tạo thành một loạt các lớp hợp kim kẽm trên bề mặt thép, đứng đầu với một lớp kẽm tinh khiết.
• Thuận lợi: Nó cung cấp khả năng chống ăn mòn lâu dài tuyệt vời. Trong một môi trường ngoài trời điển hình, Một lớp phủ mạ kẽm nóng có thể bảo vệ thép cho 20-50 năm.
  Độ dày lớp phủ có thể từ 30-120 micromet, Cung cấp bảo vệ tốt chống lại thiệt hại cơ học.
• Nhược điểm: Quá trình có thể gây ra độ nhám bề mặt hoặc vẻ ngoài của, có thể không phù hợp với các ứng dụng nhạy cảm về mặt thẩm mỹ.
  Thiết bị quy mô lớn là bắt buộc, Và có những hạn chế về kích thước cho các phần có thể được xử lý.

Electrogalvanizing

• Quá trình: Electrogalvanizing là một quá trình điện hóa. Thành phần thép được đặt trong dung dịch điện phân chứa muối kẽm.
  Thép hoạt động như cực âm, và một cực dương phủ kẽm cũng được ngâm trong dung dịch.
  Khi một dòng điện được truyền qua dung dịch, Các ion kẽm từ cực dương bị thu hút vào cực âm thép và lắng đọng dưới dạng mỏng, Lớp kẽm đồng nhất.
• Thuận lợi: Nó cung cấp một mượt mà, Bề mặt thẩm mỹ hoàn thiện bề mặt, Làm cho nó trở nên lý tưởng cho các tấm thân xe và các thiết bị gia dụng.
  Độ dày lớp phủ có thể được kiểm soát chính xác, thường từ 5-15 micromet.
• Nhược điểm: Lớp phủ điện hóa có khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với lớp phủ mạ kẽm nóng, đặc biệt là trong môi trường khắc nghiệt.
  Quá trình này tốn nhiều năng lượng hơn và tiết kiệm chi phí, Chủ yếu là do nhu cầu về năng lượng điện và thiết bị chuyên dụng.

Sherardizing

• Quá trình: Sherardizing liên quan đến việc làm nóng các bộ phận thép bằng bột kẽm trong một thùng chứa kín ở nhiệt độ dưới điểm nóng chảy của kẽm (thường là khoảng 320-370 ° C.).
  Kẽm bốc hơi và khuếch tán vào bề mặt thép, tạo thành một lớp hợp kim kẽm.
• Thuận lợi: Nó cung cấp một lớp phủ đồng đều với khả năng chống ăn mòn tốt, Đặc biệt đối với các bộ phận nhỏ.
  Quá trình này tương đối thấp, Giảm nguy cơ biến dạng trong các thành phần nhạy cảm với nhiệt.
• Nhược điểm: Độ dày lớp phủ bị hạn chế (thường lên đến 20-30 micromet), và quá trình tương đối chậm, làm cho nó ít phù hợp hơn cho sản xuất quy mô lớn.

Mạ cơ học

• Quá trình: Trong mạ cơ học, Các thành phần thép được đặt trong một trống quay cùng với bột kẽm, hạt thủy tinh, và một chất kích hoạt hóa học.
  Khi trống quay, Bột kẽm tuân thủ bề mặt thép thông qua tác động cơ học và liên kết hóa học.
  Các hạt thủy tinh giúp đảm bảo phân bố các hạt kẽm đồng đều và cung cấp hiệu ứng đánh bóng.
• Thuận lợi: Đó là một quá trình nhiệt độ thấp, Thích hợp cho các bộ phận nhạy cảm với nhiệt.
  Nó đặc biệt hiệu quả cho lớp phủ các bộ phận nhỏ, chẳng hạn như ốc vít và ốc vít, và cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt cho môi trường ăn mòn vừa phải.
• Nhược điểm: Độ dày lớp phủ tương đối mỏng (lên đến xung quanh 20-30 micromet),
  và độ bám dính của lớp phủ có thể thấp hơn so với mạ kẽm nhúng nóng trong điều kiện căng thẳng cao.

Bức tranh giàu kẽm và phun kim loại

• Bức tranh giàu kẽm: Phương pháp này liên quan đến việc áp dụng một loại sơn chứa một tỷ lệ cao của bột kẽm (Thường là nhiều hơn 80% theo trọng lượng).
  Kẽm trong sơn cung cấp sự bảo vệ hy sinh tương tự như các phương pháp mạ kẽ khác.
  Nó là một giải pháp hiệu quả về chi phí cho ứng dụng tại chỗ và có thể được sử dụng cho công việc tiếp xúc hoặc để bảo vệ các cấu trúc lớn trong đó các phương pháp mạ kẽm khác không thực tế.
• Phun kim loại: Trong phun kim loại, kẽm nóng chảy được phun lên bề mặt thép bằng cách sử dụng luồng không khí vận tốc cao.
  Phương pháp này có thể tạo ra một lớp phủ tương đối dày và đồng đều nhanh chóng.
  Nó phù hợp cho các cấu trúc quy mô lớn và có thể được sử dụng để sửa chữa các lớp phủ mạ kẽm bị hư hỏng. Tuy nhiên, Nó đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và người vận hành lành nghề.

4. Vật liệu phù hợp để mạ kẽm

Mạ kẽm chủ yếu được sử dụng để bảo vệ kim loại màu, đặc biệt là các lớp khác nhau của thép Và gang, Do tính nhạy cảm của chúng đối với rỉ sét.

Tuy nhiên, Không phải tất cả các kim loại đều tương thích như nhau với quá trình mạ điện.

Các loại thép và sắt phù hợp để mạ kẽm

Thép cacbon

• Carbon thấp (nhẹ) thép là lý tưởng do cấu trúc vi mô tương đối đơn giản và hóa học bề mặt nhất quán của nó.
• Thép carbon cao có thể được mạ kẽm nhưng có thể phát triển lớp phủ cứng hơn hoặc dày hơn do hàm lượng silicon và phốt pho (nhìn thấy Hiệu ứng của Sandel).

Kết Cấu Thép

• Được sử dụng rộng rãi trong mạ kẽm nhúng nóng (HDG) cho cầu, các tòa nhà, và cấu trúc công nghiệp.
• Lớp S275, S355, A36, vân vân. là phổ biến trong các ứng dụng mạ kẽm.

Gang và sắt dễ uốn

• Có thể được mạ kẽm thông qua nóng hoặc mạ cơ học.
• Thử thách: Độ xốp và độ nhám bề mặt có thể dẫn đến lớp phủ không bằng phẳng hoặc bẫy khí.

Sắt dễ uốn (Sắt nốt)

• Phù hợp cho mạ kẽm nhưng có thể yêu cầu tiền xử lý để tránh bong tróc Do các nốt than chì làm gián đoạn sự kết dính.

Yêu cầu chuẩn bị bề mặt

Chuẩn bị bề mặt thích hợp là rất quan trọng để đảm bảo liên kết luyện kim và độ bám dính dài hạn:

• Tẩy dầu mỡ: Loại bỏ dầu, mỡ, và các chất gây ô nhiễm hữu cơ.
• dưa chua: Làm sạch axit (ví dụ., HCl hoặc h₂so₄) loại bỏ oxit, tỉ lệ, và rỉ sét.
• Thông lượng: Thúc đẩy làm ướt và ngăn ngừa quá trình oxy hóa trước khi ngâm trong kẽm.

Bề mặt với sơn, quy mô nhà máy, hoặc ăn mòn nặng có thể chống lại sự kết dính của lớp phủ và yêu cầu nổ mìn.

Hạn chế đối với các kim loại khác

Trong khi kẽm tuân thủ tốt các chất nền dựa trên sắt, Kim loại màu thường đặt ra những thách thức:

Vật liệu	Khả năng tương thích mạ kẽm	Ghi chú
Nhôm	❌ nghèo	Hình thành hàng rào oxit; không liên kết với kẽm dễ dàng
đồng & Hợp kim	Không tương thích	Nguy cơ ăn mòn điện với kẽm
thép không gỉ	⚠ giới hạn	Có thể được mạ kẽm, Nhưng độ bám dính của lớp phủ là kém
Chỉ huy, Thiếc, kẽm	Không phù hợp	Đã chống ăn mòn hoặc không tương thích

5. Tổng quan về quy trình

Làm sạch bề mặt (tẩy nhờn, dưa chua, thông lượng)

• Tẩy dầu mỡ: Như đã đề cập, Suy giảm loại bỏ các chất gây ô nhiễm hữu cơ khỏi bề mặt kim loại.
  Ví dụ, Trong ngành công nghiệp ô tô, nơi các bộ phận có thể có dầu gia công hoặc chất bôi trơn, Các chất tẩy nhờn kiềm thường được sử dụng.
  Những chất khử này phá vỡ dầu và mỡ thành những giọt nhỏ hơn có thể được rửa sạch, Đảm bảo bề mặt sạch cho các quy trình tiếp theo.
• dưa chua: Dưa chua là rất quan trọng để loại bỏ rỉ sét và quy mô. Trong ngành xây dựng, dầm và tấm thép thường có quy mô nhà máy được hình thành trong quá trình sản xuất.
  Axit clohydric là một lựa chọn phổ biến vì nó hòa tan hiệu quả các oxit sắt.
  Thời gian ngâm phụ thuộc vào độ dày của thang đo và loại thép, thường dao động từ vài phút đến nửa giờ.
• Thông lượng: Đại lý thông lượng đóng một vai trò quan trọng trong việc mạ kẽm nóng. Họ tạo ra một lớp bảo vệ trên bề mặt kim loại, Ngăn chặn quá trình oxy hóa khi bộ phận được ngâm trong bể chứa kẽm nóng chảy.
  Thông lượng cũng giúp làm ướt bề mặt kim loại, cho phép kẽm tuân thủ hiệu quả hơn.

Phương pháp mạ kẽm (Batch vs liên tục)

• Batch mạ kẽm: Trong Batch Galvanizing, Các bộ phận riêng lẻ hoặc các nhóm nhỏ được xử lý cùng nhau.
  Phương pháp này phù hợp cho các bộ phận có hình không đều, Sản xuất quy mô nhỏ, hoặc các bộ phận có kích thước khác nhau.
  Các bộ phận được tải vào một giỏ hoặc giá đỡ, được xử lý trước, và sau đó đắm chìm trong bồn tắm nóng chảy. Sau khi mạ kẽm, Họ được gỡ bỏ, làm mát, và kiểm tra.
• Kính sáng liên tục: Mạ kẽm liên tục được sử dụng để sản xuất dài khối lượng lớn, Các sản phẩm phẳng như tấm thép và cuộn dây.
  Dải thép được cho ăn liên tục thông qua một loạt các bể xử lý trước, Sau đó qua bồn tắm kẽm nóng chảy, và cuối cùng trải qua các quá trình sau điều trị.
  Phương pháp này cung cấp hiệu quả sản xuất cao và chất lượng lớp phủ nhất quán, Làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ngành công nghiệp ô tô và xây dựng đòi hỏi một lượng lớn thép mạ kẽm.

Quá trình sau điều trị (dập tắt, sự thụ động, vẽ trên mạ kẽm)

• Làm nguội: Việc dập tắt đôi khi được sử dụng trong mạ kẽm nhúng nóng để làm mát nhanh các bộ phận mạ kẽm. Điều này có thể cải thiện độ cứng và tính chất cơ học của các lớp hợp kim kẽm.
  Ví dụ, Trong việc sản xuất các bu lông và đai ốc mạ kẽm, Làm nguội có thể tăng cường khả năng chống hao mòn của chúng.
• Sự thụ động: Sự thụ động liên quan đến việc xử lý bề mặt mạ kẽm bằng dung dịch hóa học,
  thường dựa trên cromat (Mặc dù các lựa chọn thay thế không nhiễm khuẩn đang trở nên phổ biến hơn do những lo ngại về môi trường).
  Quá trình này tạo thành một mỏng, lớp oxit bảo vệ trên bề mặt kẽm, tăng cường khả năng chống ăn mòn.
• Vẽ trên mạ kẽm: Vẽ tranh trên một bề mặt mạ kẽm có thể cung cấp thêm sự bảo vệ và sự hấp dẫn thẩm mỹ.
  Trong các ứng dụng kiến ​​trúc, Các cấu trúc thép mạ kẽm thường được sơn để phù hợp với các yêu cầu thiết kế đồng thời tăng tuổi thọ của cấu trúc bằng cách thêm một rào cản bổ sung chống lại các yếu tố.

6. Hiệu suất và lợi ích của lớp phủ mạ kẽm

Lớp phủ mạ kẽm, thường được tạo ra thông qua quá trình mạ kẽm nhúng nóng, liên quan đến việc áp dụng một lớp kẽm bảo vệ vào thép hoặc sắt để ngăn chặn sự ăn mòn.

Những lớp phủ này được công nhận rộng rãi về độ bền của chúng, hiệu quả chi phí, và lợi thế môi trường.

Bảo vệ chống ăn mòn

• Bảo vệ rào cản: Lớp phủ kẽm đóng vai trò là hàng rào vật lý ngăn chặn các chất ăn mòn tiếp cận với kim loại bên dưới.
• Bảo vệ catốt: Kẽm hoạt động như một cực dương hy sinh. Ngay cả khi lớp phủ bị trầy xước, Kẽm tiếp tục bảo vệ thép lộ ra bằng cách ăn mòn thay cho kim loại cơ bản.
• Độ bền lâu dài: Lớp phủ mạ kẽm có thể kéo dài 20 năm100 năm, Tùy thuộc vào môi trường, đặc biệt là ở các vùng nông thôn và ngoại ô.

Hiệu quả chi phí

• Chi phí vòng đời thấp hơn: Mặc dù chi phí ban đầu có thể cao hơn một số lớp phủ, Tiết kiệm dài hạn do giảm bảo trì và sửa chữa vượt xa các chi phí ban đầu.
• Bảo trì tối thiểu: Thép mạ kẽm yêu cầu rất ít để không cần bảo trì, đặc biệt trong môi trường không hung dữ, giảm chi phí theo thời gian.

Hiệu suất cơ học

• độ dẻo dai: Liên kết luyện kim giữa kẽm và thép mang lại khả năng chống lại thiệt hại cơ học cao trong quá trình xử lý, chuyên chở, và cài đặt.
• Chống mài mòn: Lớp phủ kẽm có khả năng chống mài mòn và tác động cao, đặc biệt so với các hệ thống dựa trên sơn.

Tính linh hoạt về thẩm mỹ và ứng dụng

• Sự xuất hiện nhất quán: Bề mặt mạ kẽm có đồng nhất, sự xuất hiện bằng bạc cũng có thể được sơn lại nếu muốn.
• Khả năng ứng dụng rộng rãi: Thích hợp cho một loạt các cấu trúc, bao gồm các cây cầu, các tòa nhà, hàng rào, và cực tiện ích.
• Quay vòng nhanh: Quá trình mạ kẽm nóng rất nhanh và có thể dễ dàng lên lịch, giảm thời gian dẫn đầu trong các dự án.

7. Cơ khí & Ý nghĩa cấu trúc của mạ kẽm

Kính sáng tăng cường bảo vệ ăn mòn, Nhưng ảnh hưởng của nó đối với hành vi cơ học và cấu trúc các thành phần thép phải được hiểu, đặc biệt là trong các ứng dụng quan trọng về an toàn hoặc hiệu suất cao.

Tính toàn vẹn cấu trúc và sức mạnh cơ học

Trong hầu hết các trường hợp, mạ kẽm không làm thay đổi đáng kể độ bền kéo hoặc năng suất Thép carbon hoặc hợp kim thấp, đặc biệt là những người có sức mạnh năng suất bên dưới 460 MPa.

Tuy nhiên, vì Thép cường độ cao (bên trên 550 MPa), sự tiếp xúc nhiệt (khoảng. 450° C trong mạ kẽm nhúng nóng) có khả năng dẫn đến những thay đổi cấu trúc vi mô, chẳng hạn như tăng trưởng hạt hoặc giảm độ dẻo.

Vì thế, Lựa chọn vật chất và đủ điều kiện rất cần thiết khi mạ kẽm thép hiệu suất cao.

Cân nhắc mệt mỏi và mặc

Lớp phủ mạ kẽm có thể ảnh hưởng Hiệu suất mệt mỏi:

• Giảm nhẹ trong sức mạnh mệt mỏi (5–20%) có thể xảy ra do các cracks vi mô bề mặt trong lớp hợp kim kẽm giòn, có thể hoạt động như các vị trí bắt đầu vết nứt dưới căng thẳng theo chu kỳ.
• Tuy nhiên, Trong một số trường hợp, cái ứng suất nén Được giới thiệu bởi lớp phủ có thể cải thiện một chút cuộc sống mệt mỏi, đặc biệt là khi độ nhám bề mặt được giảm thiểu.

Trong các ứng dụng quan trọng, Bề mặt mạ kẽm cung cấp khả năng chống mài mòn vừa phải, Đặc biệt trong lớp phủ nóng, có thể đạt đến các giá trị độ cứng lên đến 250 HV.

Tuy nhiên, Họ là Ít chống mài mòn hơn hơn lớp phủ cứng chuyên dụng (ví dụ., lớp phủ nitriding hoặc cacbua).

Rủi ro hydrogen

Hydrogen ôm (ANH TA) là một mối quan tâm quan trọng, đặc biệt là cho sức mạnh cao, Các thành phần mặt cắt mỏng như bu lông và ốc vít.

Trong quá trình ngâm axit, hydro nguyên tử có thể khuếch tán vào thép, dẫn đến thất bại giòn chậm. Chiến lược giảm thiểu bao gồm:

• Nướng sau galvanizing (200–230 ° C trong 2 giờ4 giờ)
• Sử dụng Phương pháp làm sạch thay thế
• Tránh các thành phần cực kỳ cao của mạ kẽm trừ khi được thiết kế cụ thể cho nó

Dung sai kích thước và tính đồng nhất của lớp phủ

Lớp phủ mạ kẽm thêm độ dày (tiêu biểu 40Mạnh200), có thể ảnh hưởng:

• Sự tham gia của chủ đề trên bu lông và ốc vít
• Phù hợp và chức năng trong các hội đồng công suất gần
• Bảo vệ cạnh, vì lớp phủ mỏng hơn ở các góc và cạnh có thể ăn mòn nhanh hơn

Để quản lý những hiệu ứng này, các kỹ sư thường cho phép Bồi thường dung sai, Chủ đề lại, hoặc Gia công sau galvanizing.

Thoát nước thống nhất và thiết kế lỗ thông hơi cũng rất cần thiết cho ứng dụng lớp phủ nhất quán.

8. Ứng dụng của Galvanizing

Galvanizing đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các cấu trúc và thành phần thép trong một loạt các ngành công nghiệp.

Xây dựng và cơ sở hạ tầng

Thép mạ kẽm là một vật liệu nền tảng trong kỹ thuật dân dụng và kết cấu hiện đại. Nó được sử dụng rộng rãi cho:

• Cầu và các lan can trên đường cao tốc
• Cực tiện ích và tháp truyền
• Thanh cốt thép trong bê tông (cốt thép)
• Tấm lợp, tấm ốp tường, và khung cấu trúc
• Hanhe bao gồm, cống, và các thành phần thoát nước

Ô tô và Vận tải

trong ô tô ngành công nghiệp, Galvanizing, đặc biệt là liên tục mạ kẽm các tấm thép—S cần thiết cho tuổi thọ xe và an toàn cấu trúc.

• Thân xe và tấm (Các tấm da chống ăn mòn)
• Khung dưới của khung và các thành phần khung gầm
• Các thành phần xe buýt và xe lửa
• Thân xe và container hàng hóa

Cấu trúc nông nghiệp và tiện ích

Lớp phủ mạ kẽm rất quan trọng trong nông nghiệp do tiếp xúc với độ ẩm, phân bón, và chất thải động vật - điều kiện rất có lợi cho sự ăn mòn.

• Hàng rào, cổng, và Corrals
• Lợp mái và silo hạt
• Nhà kính và thiết bị thủy lợi
• Cấu trúc tiện ích điện và nước

Năng lượng và cài đặt tái tạo

Với sự thay đổi toàn cầu sang cơ sở hạ tầng bền vững, Thép mạ kẽm đóng vai trò chính trong độ bền của các hệ thống năng lượng tái tạo.

• Khung hỗ trợ bảng điều khiển năng lượng mặt trời
• Turbine Turbine và Nền tảng
• Tháp truyền điện
• Giá đỡ ống dầu khí

Thiết bị biển và ven biển

Lớp phủ mạ kẽm là lý tưởng cho môi trường dễ bị nước mặn, cung cấp sức đề kháng cao cho ăn mòn do clorua gây ra.

• Trailers và bến cảng thuyền
• Biển báo ven biển và cột ánh sáng
• Hàng rào cổng và thang
• Biển biển và Breakwaters

9. So sánh với các lớp phủ khác

Trong khi mạ kẽm được công nhận rộng rãi vì bảo vệ ăn mòn vượt trội và hiệu quả chi phí, Nó không phải là lựa chọn duy nhất có sẵn.

Các loại lớp phủ chính so với mạ kẽm:

Loại lớp phủ	Cơ chế bảo vệ	Độ dày điển hình	Tuổi thọ (môi trường vừa phải)	Tần suất bảo trì	Sử dụng chung
Nóng nhúng mạ kẽm	Hy sinh (kẽm)	45Mạnh200	40Mùi 75 năm	Thấp	Cầu, lan can, tháp
Sơn giàu kẽm	Hy sinh + rào cản	50Mạnh125	520 năm	Vừa phải	Chạm vào, đường ống, tàu tàu
sơn tĩnh điện	Chỉ có rào cản	60Mạnh150	10–25 năm	Vừa phải	Đồ nội thất trong nhà/ngoài trời, thiết bị
Epoxy/polyurethane	Chỉ có rào cản	75Mạnh250	10–30 năm	Cao (Đặc biệt là trong các thiết lập ẩm ướt/ẩm ướt)	Bể chứa hóa chất, Cấu trúc biển
Kim loại hóa (Kẽm xịt nhiệt)	Hy sinh (kẽm hoặc zn-al)	100Mạnh250	20–40 năm	Thấp đến trung bình	Hàng hải/Thép ven biển, Ứng dụng sửa chữa
thép không gỉ	Phim thụ động (Cr₂o₃)	không áp dụng (Hợp kim số lượng lớn)	50+ năm	Rất thấp	Ngành kiến ​​​​trúc, thiết bị chế biến thực phẩm

Điểm mạnh và hạn chế của Galvanizing VS. Lựa chọn thay thế

Ưu điểm của mạ kẽm

• Cuộc sống phục vụ lâu dài: Lên đến 75+ nhiều năm trong môi trường không hung dữ.
• Bảo vệ tự phục hồi: Tự hy sinh kẽm để bảo vệ thép lộ ra khi cắt hoặc trầy xước.
• Bảo trì thấp: Lý tưởng cho các cấu trúc khó truy cập.
• Bảo hiểm bề mặt đầy đủ: Ngay cả các bề mặt bên trong của đường ống và phần rỗng.
• Chi phí vòng đời thấp hơn hơn hầu hết các hệ thống chỉ có rào cản.

Hạn chế

• Tùy chọn màu hạn chế: Những hạn chế về thẩm mỹ so với lớp phủ bột hoặc sơn.
• Nhiệt độ xử lý cao: Không phù hợp với thép nhạy cảm với nhiệt hoặc cực cao.
• Kiểm soát độ dày lớp phủ ít chính xác hơn trong các phương pháp phun hoặc sơn.
• Độ nhám bề mặt có thể cao hơn các lớp phủ khác, ảnh hưởng đến kết thúc trơn tru.

Khi nào nên chọn các lớp phủ khác trên mạ kẽm

• Ứng dụng trang trí cao → thích hệ thống lớp phủ bột hoặc song công.
• Nhúng hóa học hoặc môi trường pH/thấp pH cao → Sử dụng Hệ thống epoxy/polyurethane.
• Các thành phần có độ chính xác cao → thích mạ điện hoặc kim loại hóa cho độ dày có kiểm soát.
• Phơi nhiễm biển cực đoan → Hệ thống song công (HDG + Epoxy hoặc polyurethane topcoat) được khuyến khích.
• Cấu trúc không gỉ thay thế → Sử dụng 304/316 thép không gỉ Khi thẩm mỹ, Vệ sinh, hoặc độ bền cực độ được yêu cầu.

10. Xu hướng và đổi mới trong tương lai

Ngành công nghiệp mạ điện đang phát triển nhanh chóng, được thúc đẩy bởi sự gia tăng nhu cầu về hiệu suất nâng cao, bền vững môi trường, và hiệu quả chi phí.

Lớp phủ hợp kim tiên tiến:

Các công thức mới nổi như kẽm-nhôm-magiê (Zn-al-mg) Hợp kim cung cấp khả năng chống ăn mòn vượt trội, đặc biệt là trong môi trường hung hăng, Trong khi giảm tiêu thụ kẽm.

Những lớp phủ này thể hiện các đặc tính tự phục hồi được cải thiện và tuổi thọ cao hơn so với lớp phủ kẽm tinh khiết truyền thống.

Hệ thống song công:

Kết hợp mạ kẽm với sơn hoặc lớp phủ bột tiên tiến tiếp tục đạt được lực kéo.

Lớp phủ song công cung cấp sự bảo vệ hiệp đồng, nhân đôi hoặc thậm chí gấp ba tuổi thọ của thép mạ kẽm, Đặc biệt là trong các khu công nghiệp khắc nghiệt hoặc công nghiệp.

Lớp phủ thông minh và tự phục hồi:

Nghiên cứu đang tiến triển thành các lớp phủ được nhúng với các vi hạt.

Các hệ thống thông minh này nhằm mục đích mở rộng tuổi thọ dịch vụ và giảm bảo trì bằng cách tự chủ sửa chữa các khuyết tật lớp phủ nhỏ.

Cải tiến môi trường và quy trình:

Đổi mới trong hóa học thông lượng, Thành phần tắm, và các kỹ thuật tái chế nhằm mục đích hạ thấp dấu chân môi trường của mạ điện.

Các phương pháp điều trị thụ động không nhất quán đang thay thế các phương pháp dựa trên cromat truyền thống để đáp ứng các quy định chặt chẽ hơn mà không ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn.

Tự động hóa và kiểm soát chất lượng:

Những tiến bộ trong tự động hóa và đo độ dày lớp phủ thời gian thực đang tăng cường tính nhất quán, giảm chất thải, và cải thiện hiệu quả quá trình trong cả hoạt động mạ kẽm và liên tục.

11. Phần kết luận

Galvanizing vẫn là một công nghệ cơ bản để bảo vệ thép và sắt trong các ngành công nghiệp, Tận dụng bảo vệ điện hóa hy sinh kẽm để kéo dài đáng kể tuổi thọ kim loại và giảm chi phí bảo trì.

Các phương pháp mạ kẽm khác nhau từ các nhu cầu ứng dụng đa dạng của người dự phòng nóng đến điện, cân bằng độ bền và tính thẩm mỹ.

Lớp phủ mạ kẽm vượt trội trong khả năng chống ăn mòn, độ bám dính, và độ bền cơ học, làm cho chúng trở nên cần thiết trong xây dựng, ô tô, nông nghiệp, năng lượng, và các lĩnh vực biển.

Trong khi những thách thức như sự hấp thụ hydro và chuẩn bị bề mặt tồn tại, Hiệu quả chi phí mạ kẽm và bảo vệ dài hạn vượt trội hơn nhiều lựa chọn thay thế.

Mong chờ, Những đổi mới như lớp phủ hợp kim tiên tiến, Hệ thống song công, Và các công nghệ tự phục hồi thông minh hứa hẹn sẽ tăng cường tính bền vững của mạ điện, độ bền, và khả năng thích ứng,

Đảm bảo vai trò quan trọng của nó trong công nghiệp hiện đại và bảo vệ cơ sở hạ tầng tiếp tục tốt trong tương lai.

 

Câu hỏi thường gặp

1. Galvanizing là gì, Và tại sao nó được sử dụng?

Mạ kẽm là quá trình áp dụng lớp phủ kẽm bảo vệ lên thép hoặc sắt để ngăn chặn sự ăn mòn.

Nó mở rộng tuổi thọ của các thành phần kim loại bằng cách bảo vệ hy sinh và rào cản vật lý chống lại rỉ sét.

2. Bao lâu một lớp phủ mạ kẽm thường kéo dài?

Tùy thuộc vào môi trường và độ dày lớp phủ, thép mạ kẽm có thể tồn tại ở bất cứ đâu từ 40 đến hơn 75 nhiều năm trong điều kiện vừa phải, dài hơn đáng kể so với thép không tráng.

3. Các loại mạ kẽm chính là gì?

Các phương pháp chính bao gồm mạ kẽm nhúng nóng, electrogalvanizing, Sherardizing, và mạ cơ học, mỗi vật liệu phù hợp cho các vật liệu khác nhau, hình dạng, và yêu cầu ứng dụng.

4. Thép mạ kẽm có thể được sơn không?

Đúng, Vẽ tranh trên thép mạ kẽm là phổ biến để tăng cường thẩm mỹ và cung cấp thêm sự bảo vệ, đặc biệt là trong các ứng dụng kiến ​​trúc và biển.