Cynkowanie, czyli proces ochronny metali – co warto wiedzieć?

Definicja cynkowania mówi o procesie nakładania warstwy cynku na metalową powierzchnię obrabianego materiału. Proces ten z kolei niesie za sobą liczne zalety, dzięki czemu znaczenie cynkowania w przemyśle metalowym jest ogromne. W tym artykule poznasz dostępne metody cynkowania, przeczytasz o praktycznej stronie tej techniki, zrozumiesz zależność kosztów procesu cynkowania a także przeczytasz o wyzwaniach i innowacjach z nim związanych.

Jakie znamy metody cynkowania?

Cynkowanie ogniowe

Cynkowanie ogniowe jest procesem nakładania warstwy cynku na powierzchnię metalową poprzez podgrzewanie jej do wskazanej temperatury, a następnie zanurzamy w roztopionym cynku. Choć proces ten brzmi nieskomplikowanie, należy pamiętać o jego kluczowych etapach: od odpowiedniego przygotowania metalowej powierzchni, przez zanurzenie i usuwanie nadmiaru cynku aż po umiejętne chłodzenie. Tylko taki proces zapewnia jakościowy rezultat.

Cynkowanie ogniowe ma wiele zalet. Skutecznie chroni metalowe powierzchnie przed korozją, jako warstwa ochronna jest trwała i długoletnia, znacznie poprawia odporność na uszkodzenia mechaniczne a także, dzięki procesowi jej nakładania, tworzy równą i jednorodną powłokę. Niestety, w przypadku cynkowania ogniowego, również musimy liczyć się z wadami. Podstawową wadą jest grubość powłoki, co w niektórych przypadkach może być niepożądane. Ponadto charakterystyka procesu wymaga zastosowania wysokich temperatur, co z kolei może nie sprawdzić się w przypadku niektórych obrabianych materiałów. Warto również wspomnieć o niskiej wydajności materiału i o stosunkowo wysokich kosztach produkcji.

Jeśli chodzi o zastosowanie, cynkowanie ogniowe znajduje je na wielu gałęziach przemysłu. Sprawdzi się między innymi w konstrukcjach stalowych i wodnych, maszynach rolniczych i budowlanych czy też w elementach transportu.

Cynkowanie galwaniczne

Kolejnym znanym procesem cynkowania jest cynkowanie galwaniczne, polegające na elektrochemicznym nakładaniu warstw cynku na powierzchnię obrabianego przedmiotu. Dzieje się to przez zanurzenie metalowego przedmiotu w roztworze soli cynku a następnie przeprowadzenie energii elektrycznej przez elektrolit. Mimo zaawansowanej i pozornie skomplikowanej technologii, cynkowanie galwaniczne jest jedną z najpopularniejszych metod cynkowania. W powodzeniu procesu ważne jest zachowanie poszczególnych etapów  takich jak przygotowanie przedmiotu (poprzez staranne oczyszczenie), przygotowanie elektrolitu (czyli roztworu soli cynku), zapewnienie elektrod, przeprowadzenie prądu i osadzenie cynku.

Cynkowanie galwaniczne ma wiele zastosowań. Są to między innymi: przemysł motoryzacyjny, wyposażenie elektroniczne, przemysł budowlany, elementy gospodarstwa domowego czy nawet przemysł lotniczy i kosmiczny.

Cynkowanie elektrolityczne

Cynkowanie elektrolityczne jest często mylone z uprzednio omawianym cynkowaniem galwanicznym. Wynika to z podobieństwa w procesie cynkowania, jednak warto pamiętać, że znajdziemy tu istotne różnice w ich przebiegu. Proces cynkowania elektrolitycznego polega na nakładaniu warstw cynku na powierzchnię za pomocą reakcji elektrochemicznej w roztworze elektrolitu (zawierającym jony cynku i inne składniki takie jak chlorki czy fosforany).

Cynkowanie natryskowe

Cynkowanie natryskowe, jak sama nazwa wskazuje, polega na nanoszeniu cynku na metalową powierzchnię obrabianego materiału, poprzez rozpylanie lub natryskiwanie gorącego cynku bezpośrednio na obiekt. Istnieją różne techniki  przeprowadzania tego procesu, w tym technika z wykorzystaniem pistoletu ciepłego powietrza lub z wykorzystaniem łuku elektrycznego. Cynkowanie natryskowe to skuteczny i szybki sposób cynkowania metali.

Cynkowanie w praktyce

Cynkowanie stali – dlaczego jest ważne?

Cynkowanie jest świetną metodą ochrony stali przed korozją. Co więcej, ochrona ta jest długotrwała, a jej odporność dotyczy również uszkodzeń mechanicznych. Powodzenie przeprowadzonego procesu cynkowania w dużej mierze zależy od przygotowania stali. Należy bowiem starannie usunąć wszelkie zanieczyszczenia, rdzę i tłuszcz. W tym celu pomocne może być czyszczenie chemiczne. Następnie kontynuujemy wraz z wytycznymi wybranej metody cynkowania.

Cynkowanie blachy

Cynkowanie blachy to bardzo częsty proces spotykany w wielu gałęziach przemysłu. Niewątpliwie ważną rolę odgrywa też cynkowanie blachy w przemyśle motoryzacyjnym. Wpływa na to między innymi zwiększona trwałość i wytrzymałość cynkowanej blachy, co w wyżej wymienionym przemyśle jest niezwykle istotne.

Cynkowanie stali nierdzewnej

Główną zaletą cynkowania jest dodanie właściwości antykorozyjnych. Po co więc cynkować stal nierdzewną? Mimo, że jest ona znana z odporności na korozję, to w określonych, trudnych warunkach środowiskowych lub w agresywnych środowiskach chemicznych, jej naturalna odporność może nie wystarczyć. Wtedy warto rozważyć cynkowanie stali nierdzewnej, co znacznie wzmocni jej właściwości antykorozyjne. Ochrona przed korozją stali nierdzewnej będzie zapewniona po poddaniu jej procesowi cynkowania stali nierdzewnej. W tym celu możemy wybrać jedną z metod opisanych powyżej.

Cena i koszty cynkowania

Nie da się jednoznacznie określić ceny czy kosztów cynkowania. Aby oszacować kwotę konieczna jest znajomość wielu zmiennych. Oto czynniki wpływające na cenę cynkowania:

• Rodzaj materiału

Jakie materiał ma zostać poddany cynkowaniu? Niektóre materiały są tańsze w obróbce od pozostałych.

• Metoda cynkowania

Koszt cynkowania w różnych metodach może się różnić.

• Rozmiar i ilość elementów

Oczywistym jest, że im więcej elementów i ich większy rozmiar, tym wyższa cena.

• Lokalizacja wykonawcy

Lokalizacja zakładu wykonującego profesjonalną usługę cynkowania może wpływać na koszty transportu obrabianych materiałów.

• Cena surowców

Cena cynku, jak każdy surowica, ulega ciągłym zmianom. Cena cynkowania może być zatem uzależniony od sytuacji na rynku.

W podjęciu słusznej decyzji o cynkowaniu powierzchni metalowych, pomocna będzie analiza kosztów i trwałości ochrony. W profesjonalnych zakładach możesz liczyć na wsparcie w ocenie opłacalności tego zabiegu.

Cynkowanie zanurzeniowe

Proces cynkowania zanurzeniowego polega na zanurzeniu obrabianego elementu w gorącej kąpieli stopu cynku, po uprzednim dokładnym przygotowaniu powierzchni. Następnie wymagane jest schłodzenie, co pozwala na stwardnienie cynku.

Zastosowanie w przemyśle budowlanym

Cynkowanie zanurzeniowe jest szeroko wykorzystywane w przemyśle budowlanym. Wpływają na to następujące czynniki:

• Trwała ochrona konstrukcji stalowych
• Odporność na warunki atmosferyczne
• Stosunkowo niskie koszty eksploatacji
• Łatwość montażu cynkowanej stali

Cynkowanie zanurzeniowe w ochronie konstrukcji

Konstrukcje takie jak ramy budynków, mosty, schody, ogrodzenia i balustrady muszą być niezwykle trwałe i odporne na trudne warunki atmosferyczne. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu cynkowania zanurzeniowego.

Co to jest ocynkownia ogniowa

Często możemy spotkać się z terminem ocynkowni ogniowej, która oznacza tyle samo co kąpiel cynkowa lub cynkowanie ogniowe. Proces ocynkowni ogniowej nie różni się zatem od przebiegu poznanego już cynkowania zanurzeniowego. Podobnie z jej zastosowaniem, w której wyróżniamy między innymi konstrukcje stalowe, ogrodzenia i balustrady, motoryzację czy elementy przemysłowe.

Wyzwania i trendy w cynkowaniu

Cynkowanie to jedna z najważniejszych technik obróbki metalu. Doceniana za właściwości i dostępność, cieszy się dużą popularnością. Niesie to jednak za sobą zarówno wyzwania jak i możliwości rozwoju.

Wyzwania związane z ochroną środowiska

Cynkowanie, z uwagi na swoją popularność w przemyśle, niesie za sobą zagrożenia czy też wyzwania, związane z ochroną środowiska. Oto najbardziej znaczące:

• Emisja gazów

Emisja gazów zanieczyszcza powietrze, jednak na dzień dzisiejszy jest ściśle związana z procesem cynkowania. Co prawda istnieją normy i zasady regulowania emisji gazów podczas tych procesów, ale ich usprawnienie jest ciągle wyzwaniem.

• Odpady i recykling

Proces cynkowania wiąże się z generowaniem dużych ilości odpadów. Zadbanie o ich recykling jest więc koniecznością.

• Zużycie energii

Wspomniane wyżej cynkowanie ogniowe wymaga rozgrzania stopu cynku do wysokich temperatur. Taki proces każdorazowo pochłania duże ilości energii. Zoptymalizowanie tego procesu pod kątem energetycznym jest istotne z punktu widzenia środowiska.

• Zużycie wody

Etap chłodzenia ocynkowanych powierzchni wymaga z kolei dużych ilości wody. Konieczne jest optymalne zarządzanie tym zasobem w procesach cynkowania.

• Wykorzystanie substancji chemicznych

Cynkowanie to proces w dużej mierze chemiczny. Jego produktem ubocznym są więc substancje chemiczne, które powinny być kontrolowane tak aby nie zanieczyszczały środowiska i wód gruntowych.

Innowacje w cynkowaniu

Cynkowanie, dzięki swojej popularności i szerokiemu zastosowaniu, jest ciągle udoskonalana i poddawana innowacjom. Niektóre z nich to cynkowanie wodorozpuszczalne (będące alternatywą dla tradycyjnego cynkowania ogniowego), czy też rozwijanie nowych technik elektrolitycznych dla usprawnienia cynkowania elektrolitycznego. Ponadto wpływ na innowacje mają badania nanotechnologiczne czy rozwój inteligentnych powłok antykorozyjnych.

Przyszłość cynkowania w przemyśle

Cynkowanie odgrywa istotną rolę w technologii przyszłości, choć nie możemy być pewni jaką formę przybierze. Niemniej jednak uniwersalność i niezwykła przydatność tej techniki sprawia, że jej rozwój jest ciągle napędzany.

Podsumowanie

Najważniejsze aspekty cynkowania i jego rola w ochronie metali

Cynkowanie to proces ochrony metali, poprzez pokrycie ich powierzchni warstwą cynku. Dzięki temu, ocynkowany metal zyskuje właściwości antykorozyjne, wzmocnioną odporność na uszkodzenia mechaniczne i warunki atmosferyczne.

Perspektywy i znaczenie cynkowania w przemyśle metalowym

Cynkowanie odgrywa niezwykle istotną rolę w przemyśle metalowym, a jego perspektywy są obiecujące ze względu na popularność i ciągły rozwój technologii. Cynkowanie jest niezbędne w przemysłach takich jak budownictwo, motoryzacja czy przemyśle nowych technologii.