옥외 환경에서 철강 제품에 가장 적합한 표면 처리는 무엇입니까?
결론으로 넘어가기 전에 먼저 강철의 부식 메커니즘을 살펴보겠습니다. 강철 부식은 주로 강철 표면에 국부적인 전기화학적 전극 쌍(양극-음극 쌍이라고도 함)이 형성되어 발생합니다. 양극에서 용액으로 양의 금속 이온이 용해되고 금속 격자에서 음의 전자를 생성하여 금속에서 음극으로 이동합니다. 음극에서 전자는 다중 음극 반응에서 소모됩니다. 산성 용액에서는 수소 가스가 생성되고 pH 중성 용액에서는 산소 환원이 수산화물 이온을 생성합니다. 양극과 음극 사이의 전기 전도성 전해질은 회로를 닫습니다. 양극 및 음극 사이트는 서로 인접하여 균일한 부식을 형성하거나 서로 분리되어 국부적인 부식을 일으킬 수 있습니다. 양극 사이트는 강철 표면의 덜 고귀한 사이트 또는 더 높은 표면 에너지를 갖는 사이트입니다. 대부분의 경우 강철의 부식은 수분과 산소가 동시에 존재해야 하는 전기화학적 과정입니다. 둘 중 하나가 없으면 부식이 발생하지 않습니다. 본질적으로 강철의 철은 산화되어 녹이 발생하는데, 녹은 공정에서 소모되는 원재료의 약 6배를 차지합니다.
일반적으로 바이메탈 부식, 공식 부식 및 틈새 부식과 같은 일반적인 유형의 부식은 거의 없습니다.
부식 과정이 진행되는 속도는 구조물을 바로 둘러싸고 있는 '미기후'와 관련된 여러 요인, 주로 습윤 시간 및 대기 오염 수준에 따라 달라집니다. 대기 환경의 변화로 인해 부식률 데이터를 일반화할 수 없습니다. 그러나 환경은 광범위하게 분류될 수 있으며 해당 측정된 강철 부식 속도는 BS EN ISO 12944-2 및 BS EN ISO 9223에 지정된 부식 속도의 유용한 지표를 제공합니다.
| 대기 부식성 대 일반적인 환경(BS EN ISO 12944) | |||
| 부식성 범주 | 저탄소강 두께 손실(μm) | 일반적인 환경 분류 | |
| 외부 | 내부 | ||
| C1 | 1.3 이하 | 대기 오염도가 매우 낮고 비교적 건조한 환경 | 깨끗한 분위기의 난방 건물. |
| 매우 낮은 | |||
| C2 | >1.3 ~ 25 | 오염도가 낮은 대기: 대부분 농촌 지역 | 결로가 발생할 수 있는 가열되지 않은 건물. |
| 낮은 | |||
| C3 | >25 ~ 50 | 도시 및 산업 분위기, 적당한 이산화황 오염; 염분이 낮은 해안 지역 | 높은 습도와 약간의 대기 오염이 있는 생산실. |
| 중간 | |||
| C4 | >50 ~ 80 | 염도가 적당한 산업 지역 및 해안 지역 | 화학 공장, 수영장, 연안 선박 및 조선소. |
| 높은 | |||
| C5 | >80 ~ 200 | 습도가 높고 공격적인 분위기의 산업 지역 및 염도가 높은 해안 지역 | 거의 영구적인 응결 및 높은 오염이 있는 건물 또는 지역. |
| 매우 높음 | |||
| CX | >200 ~ 700 | 염도가 높은 해양 지역 및 습도가 매우 높고 공격적인 대기 및 아열대 및 열대성 대기가 있는 산업 지역 | 극도의 습도와 공격적인 분위기의 산업 지역. |
| 극심한 | |||
많은 사람들이 알고 있듯이 가장 널리 사용되는 부식 방지 방법 중 하나는페인트 등이 두꺼운 코팅은 이온이 강철 표면에 들어가는 것을 방지하여 국부적인 쌍의 형성을 줄입니다. 에폭시 페인트는 불침투성을 기반으로 하는 페인트 유형의 예를 제공합니다. 대기 응력에 대해 사용되는 부식 방지 도료는 양극 부위에서 강철 이온의 용해를 지연시키는 부식 방지 안료를 사용합니다. 예를 들어, 다양한 인산염과 붕산염이 부식 방지 안료로 사용되며, 코팅에 들어가는 물과 함께 양극 사이트에서 보호 층을 형성합니다. 도료는 아연 가루가 충분할 때 강철 표면을 음극 방식으로 보호합니다. 코팅의 아연 입자는 강철 기판과 전기 전도성 접촉을 하며 전기 음성 금속으로서 강철 부식을 억제하는 희생 양극입니다.
요컨대, 보호할 강철 표면의 부식은 다음과 같은 다른 페인트를 적용하여 억제하거나 지연시킬 수 있습니다.
√ 양극 및/또는 음극 반응을 부동태화시키는 부식 방지 안료를 함유한 부식 방지 도료
√ 이온 전류에 대해 충분한 저항을 생성하는 코팅
√ 음극 보호를 제공하는 프라이머
페인트의 주요 장점은 용융 아연도금을 할 수 없는 매우 얇은 게이지 강철 또는 매우 큰 강철 구조물에 더 잘 작동한다는 것입니다. 아주 간단한 이유로 얇은 게이지 강철은 용융 아연 도금 공정의 열에 따라 휘어지며 종종 페인트되거나 분말 코팅됩니다. 분명히 얇은 게이지 강철과 내식성을 위한 페인트의 조합은 사용 수명을 단축시킬 것입니다. 그러나 무게 감소로 인한 비용 절감 측면에서 이점을 제공합니다. 다양한 형태의 페인트는 단순히 코팅일 뿐이며 강철과 결합할 수 없는 에폭시 또는 아크릴과 같은 물질에서 기대할 수 있는 것처럼 기본 강철에 달라붙지 않습니다. 결과적으로 기본 강철과 관련이 없는 균일한 마감을 달성하기가 훨씬 쉽고 이 코팅은 일반적으로 실외 조건에서 5-10년 동안 지속될 수 있습니다. 따라서 페인팅은 또한 상당히 높은 유지 비용을 의미합니다.
페인팅보다 더 나은 옵션이 있습니까? 오늘날 시장에는 "용융 아연 도금과 비교할 수 있는" 또는 "용융 아연 도금보다 더 나은" 것으로 설명되는 많은 옵션이 있습니다. 대부분의 경우 이러한 결론은 염수 분무의 가속 부식 테스트를 기반으로 하며, 이는 정상적인 실외 노출과 관련하여 관련이 없는 결과를 제공합니다. 아연 도금 강판은 수백 년 동안 다양한 응용 분야에서 사용되어 왔으며 실제로 효과가 있음을 보여주는 신뢰할 수 있는 결과가 있습니다.용융 아연 도금부식으로부터 보호하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 이 방법은 전체 수명 동안 거의 유지 보수가 필요 없는 제품을 만듭니다. 이미 1741년에 프랑스 화학자 Melouin은 아연이 강철을 부식으로부터 보호할 수 있다는 것을 발견했습니다. 그러나 이 방법이 사용되기 시작하기까지는 1837년까지 걸렸습니다. 염화 암모늄을 융제로 사용하는 방법에 대한 특허를 받은 것은 엔지니어 Sorel이었습니다. 용융 아연 도금은 환경에 미치는 영향이 적으면서도 귀사의 제품에 최고의 부식 방지 기능을 제공하는 방법이므로 부식 방지를 위한 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 아연은 강철에 비해 기본 금속이므로 아연 코팅의 경미한 손상은 음극 방식으로 보호되므로 수리할 필요가 없습니다.
아래의 아연 소비량 차트는 아연 도금 강철이 다양한 환경에서 어떻게 지속되는지 보여줍니다.
| EN ISO 1461에 따른 코팅 두께 | 다양한 부식 범주에서 아연 코팅의 수명(연도) | |||||
| 강철 두께(mm) | 국부 코팅 두께 (평균 두께) 음 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 |
| 강철 6mm 이상 | 70 (85) | 100 플러스 | 100-100 플러스 | 33-100 | 17-33 | 8-17 |
| Steel >3 - 6mm 이하 | 55 (70) | 100 플러스 | 79-100 플러스 | 26-79 플러스 | 13-26 | 7-13 |
| 강철 1 이상.{1}} 3mm 이하 | 45 (55) | 100 플러스 | 64-100 플러스 | 21-64 | 11-21 | 5-11 |
| 강철 < 1.5mm | 35 (45) | 100 플러스 | 50-100 플러스 | 17-50 | 8-17 | 4-8 |
| 6mm 이상의 주조 | 70 (80) | 100 플러스 | 100-100 플러스 | 33-100 | 17-33 | 8-17 |
| 주조<> | 60 (70) | 100 플러스 | 86-100 플러스 | 29-86 | 14-29 | 7-14 |
| Steel >6mm(정확한 실리콘 함량 포함) | 100 (115) | 100 플러스 | 100 플러스 | 48-100 플러스 | 24-48 | 12-24 |
| 145 (165) | 100 플러스 | 100 플러스 | 70-100 플러스 | 34-70 | 17-34 | |
| 190 (215) | 100 플러스 | 100 플러스 | 90-100 플러스 | 45-90 | 23-45 | |
| 메모 | ||||||
| EN ISO 1461에 따른 부식 카테고리 C{0}}C5에 사용되는 아연도금강의 수명(년) | ||||||
용융 아연 도금(HDG)은 코팅 그 이상입니다. 이 프로세스는 보호 프로세스의 일부로 전자가 아연에서 강철로 이동하는 지점까지 아연과 강철을 함께 결합하는 화학 반응을 생성합니다. 화학 반응이 있기 때문에 페인트와 동일한 수준의 화장품을 얻는 것이 더 어렵지만 훨씬 우수한 수준의 보호를 제공합니다. HDG는 한 겹의 코팅이 아니라 다른 속성과 아연과 강철의 다른 조합을 가진 4겹의 코팅입니다. 최상층은 70 DPN 하니스가 있는 100% Zn입니다. 모재 강철에 더 가까운 각 층은 75% Zn, 25% Fe인 감마층까지 경도가 증가하고 경도는 159 DPN인 모재보다 단단한 250 DPN의 경도를 갖습니다. 페인트와 같은 단순한 코팅으로 복제할 수 없는 HDG의 보호 측면은 아연의 음극 보호입니다. 소금물은 아연이 양극으로, 강철이 음극으로 작용하는 전기화학 회로에서 아연과 강철 사이의 전해질 역할을 합니다. 결과적으로 강철은 아연이 완전히 소모될 때까지 부식으로부터 보호됩니다. 이것은 노출된 강철도 강철 주위의 아연에 의해 부식으로부터 보호된다는 것을 의미하며, 이것이 바로 용융 아연도금이 강철의 부식 방지를 위한 우수한 솔루션으로 항상 간주되는 이유입니다. 위의 차트에 따르면 올바른 실리콘과 인 수준의 무거운 강철 구조가 가장 부식성 환경에서 거의 50년 동안 생존할 수 있음을 알 수 있습니다. 용융 아연 도금 외에도 다음과 같은 두 가지 유형의 아연 코팅 관련 공정이 있습니다.전기도금및 아연 스프레이 및 이러한 모든 아연 코팅 처리에는 장단점이 있습니다. 아래 비교표 부탁드립니다.
| 특징 | 용융 아연 도금 | 전기도금 | 아연 살포 |
| 코팅 두께 | 70 – 215 µm | 3- 15 µm | 40 – 200 µm |
| 기준 | EN ISO1461 | ISO 2081 | ISO 2063 |
| 바인딩 기능 | 강철과의 합금화(우수) | 전기 화학(보통) | 기계식(보통) |
| 형성 과정 | 용융 아연에 담그기 | 전해 침전물 | 용융 아연 방울의 분무 |
| 모습 | 반짝이거나 회색 | 빛나는 | 라이트 그레이 |
| 마치다 | 거친 | 깔끔한 (실내 적용) | 거친 |
| 두께로 퍼짐 | 낮은 | 중간 | 더 높은 |
| 캐비티 내부 코팅 | 예 | 아니 | 아니 |
| 실외 보호 | 우수(25 – 75세) | 나쁨(1~7년) | 좋음(10~50년) |
| 생산의 품질 관리 | 쉬운 | 쉬운 | 쉬운 |
| 상한 사이즈 제한 | 12미터 | 2미터 | 제한 없음 |
| 더 낮은 크기 제한 | 2mm보다 큰 판 | 약 2mm | 스프레이 압력에 필적하는 |
| 비용 대 서비스 시간 | 매우 낮은 | 높은 | 낮은 |
| 음극 보호 | 매우 좋은 | 리미티드 | 좋은 |
| 생산 중 변형 | 스트레스 방출로 인해 발생할 수 있음 | 아니 | 아니 |
수년 동안 강철을 부식으로부터 보호하려면 일반적으로 용융 아연 도금 또는 일부 유형의 페인트 시스템을 사용했습니다. 그러나 점점 더 많은 전문가들이 일반적으로양면 코팅, 및 가공 후 용융 아연 도금 된 단순히 도장 또는 분체 도장 된 강철입니다. 도료와 아연도금강을 함께 사용하면 부식 제어가 단독으로 사용하는 것보다 우수합니다. 아연 도금 코팅은 기본 강철을 보호하여 음극 및 장벽 보호 기능을 제공합니다. 또한 아연 도금 코팅은 외부 압력으로 인해 페인트가 물집이 생기거나 벗겨질 수 있는 산화철의 언더필름 현상을 방지합니다. 페인트는 차례로 아연 도금 코팅에 장벽 보호 기능을 제공합니다. 페인트는 아연이 소모되는 속도를 늦추어 아연 도금 강철의 수명을 크게 연장합니다. 그 대가로 페인트가 풍화되거나 손상되면 아연을 사용하여 음극 및 장벽 보호 기능을 제공하여 녹이 자라지 않고 페인트가 벗겨지지 않습니다. 이러한 시너지 효과로 이중 시스템은 개별적으로 사용되는 아연과 페인트의 수명을 합한 것보다 1.5~2.5배 더 긴 부식 방지 기능을 제공하는 것이 일반적입니다. 예를 들어, 아연 도금 코팅이 40년 동안 지속될 것으로 예상되고 페인트 시스템이 10년 동안 지속될 것으로 예상되는 경우 아연 도금 및 페인트는 유지 보수 없이 함께 75년 동안 지속되어야 하며, 보수적으로는 두 시스템 합계의 1.5배입니다.
따라서 아연 도금 강판을 페인팅하거나 분말 코팅하는 이중 코팅은 거의 모든 프로젝트의 서비스 수명을 크게 향상시키는 매우 효과적이고 쉽게 적용되는 방법입니다. 물론 이 코팅은 HDG, 분체 코팅 또는 페인팅과 같은 단일 코팅 옵션에 비해 가장 비싼 부식 방지 솔루션입니다. 우수한 부식 방지 성능으로 인해 다음 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
√ 양식업
√ 건축 및 건설
√ 자동차
√ 항공
√ 화학
√ 해양
