1. Kāpēc cinkotas spoles augstā temperatūrā strauji "noveco"? Kāds ir atteices mehānisms?
Cinkoto spoļu "novecošanās" augstā temperatūrā nav virsmas oksidēšanās un dzeltēšana, ko cilvēki parasti iedomājas, bet gan rūpīgāka struktūras iznīcināšana, ko galvenokārt virza divi mehānismi:
Paātrināta oksidēšanās un kinētiskā difūzija: augstā temperatūrā (īpaši virs 200 grādiem) cinkotais slānis ne tikai oksidējas divreiz ātrāk, bet arī tā iekšējā sakausējuma slāņa struktūrā notiek būtiskas izmaiņas. Cinka atomi izkliedējas vienvirzienā no ārējā brīvā slāņa uz iekšējo dzelzs -cinka sakausējuma slāni, veidojot starp tiem daudz mazu "tukšumu".
"Kirkendall efekts" izraisa fizisku lobīšanos: šī "teritoriju{0}}tverošā" atomu difūzija izraisa tukšumu nepārtrauktu paplašināšanos, galu galā "nospiežot" ārējo tīrā cinka pārklājumu no sakausējuma slāņa kā ar nazi, kā rezultātā notiek liela-apgabala fiziska lobīšanās. Tas ir galvenais cinkota slāņa bojājuma process augstā temperatūrā, nevis vienkārša oksidēšanās.
2. Kādi ir galvenie temperatūras punkti cinkotajām spolēm augstas temperatūras apstākļos? Kādas konkrētas izmaiņas notiek katrā temperatūras punktā?
Ilgtermiņa-drošības slieksnis (mazāks par vai vienāds ar 200 grādiem): šī ir augstākā temperatūra, pie kuras cinkotas spoles var izmantot stabili ilgu laiku. Šajā temperatūrā tā ķīmiskās īpašības un fizikālā morfoloģija pamatā ir stabilas, ar ļoti nelielu spriedzi, kas neietekmēs vispārējo veiktspēju vai estētiku.
Palielinoties riska slieksnim (200 grādi - 419.5 grādi): cinka slānis sāk oksidēties un mainīt krāsu paātrinātā ātrumā, mainoties no sudrabaini-balta uz pelēcīgi-baltu vai tumši pelēku. Šajā brīdī sāk notikt atomu difūzija un tukšumu veidošanās, kas ievērojami samazina izturību pret koroziju un adhēziju.
Pilnīgas atteices slieksnis (lielāks par vai vienāds ar 419,5 grādiem): šī ir cinka kušanas temperatūra. Cinka slānis kūst un noplūst, pilnībā atsedzot pamatnes tēraudu. Virs 900 grādiem cinks spēcīgi iztvaikos un vēl vairāk sabojās substrātu, kā rezultātā galvanizētā spole tiks pilnībā iznīcināta.
3. Kāds ir cinkotu spoļu atbalstītais kalpošanas laiks augstas-temperatūras vidē?
Dati par cinkotu spoļu kalpošanas laiku augstas{0}}temperatūras vidē ir ļoti skaidri, nevis neskaidri. Rūpniecība un akadēmiskās aprindas ir sniegušas šādus galvenos secinājumus:
200 grādi ir "glābšanas riņķis": starptautiskās profesionālās organizācijas (piemēram, Amerikas cinkotā asociācija, AGA) iesaka, lai maksimāli palielinātu aizsardzību pret koroziju, maksimālā nepārtrauktā darba temperatūra nedrīkst pārsniegt 200 grādus.
Ilgtermiņa -kalpošanas laika novērtējums: ja temperatūra ir no 200 grādiem līdz 250 grādiem, lai gan cinka slāņa anodiskā aizsardzība vājinās, dzelzs-cinka sakausējuma slānis, kas izkliedējas no pārklājuma, joprojām var nodrošināt aizsardzību pret koroziju daudzus gadus. Konkrētais gadu skaits ir atkarīgs no atlikušā biezuma.
250 grādi ir "sarkanā līnija": ilgstoša iedarbība virs 250 grādiem ir ārkārtīgi bīstama. Tas paātrina cinka-dzelzs sakausējuma slāņa plaisāšanu un lobīšanos. Tas nozīmē, ka šādos apstākļos cinkoto spoļu kalpošanas laiku diez vai var novērtēt "gados", bet drīzāk "mēnešos" vai pat "dienās".
4. Ja izmantošana augstas temperatūras vidēs ir neizbēgama, kādi risinājumi var uzlabot cinkoto spoļu izturību pret augstu temperatūru?
Protams, ir. Ja izmantošana augstas temperatūras vidēs ir neizbēgama, šādi risinājumi pašlaik ir atzīti par efektīviem:
Fundamentāls risinājums: materiāla nomaiņa: ja ilgstoša-darba temperatūra pārsniedz 300 grādus, visbūtiskākais un pastāvīgākais risinājums ir atteikties no cinkotajām spolēm un tieši izvēlēties materiālus ar augstāku karstumizturību. Piemēram, aluminizēta cinka loksne var izturēt aptuveni 315 grādu vidi, savukārt aluminizēta loksne ilgstoši var izturēt temperatūru līdz 650 grādiem.
Darbības laika pagarināšana: pārklājuma biezuma palielināšana: riska diapazonā no 200 līdz 300 grādiem biezāks pārklājums veido blīvāku fizisko barjeru. Jo īpaši jāizvēlas produkti ar pārklājuma masu Z275 vai lielāku; šis biezāks "vairogs" var palēnināt nodiluma ātrumu augstā temperatūrā.
Palīgpasākumi: augstas -temperatūras izturīgu pārklājumu izmantošana: īpaši izstrādāta augstas -temperatūras izturīga virskārta uzklāšana uz cinkota slāņa var efektīvi izolēt siltumu un skābekli, nodrošinot cinka slāni ar papildu "siltuma izolāciju", piemēram, fluoroglekļa pārklājumus vai silikona pārklājumus.
5. Ja cinkotās spoles ir īsu laiku bijušas augstas temperatūras periodā, vai pēc atdzesēšanas var atjaunot saķeri?
Nē, to nevar atjaunot, un bojājumi ir neatgriezeniski.
Augstas temperatūras izraisītie "tukšumi" un "lobīšanās" cinkotajās tinumos ir metāla fiziski strukturāli bojājumi. Pēc atdzesēšanas nolobītais cinka slānis automātiski vairs -nepieķersies, un adhēzijas samazināšanās ir pastāvīga. Tomēr pēc īsiem augstas temperatūras periodiem, piemēram, ugunsgrēka, situāciju var risināt pakāpeniski:
Īslaicīgs kontakts (mazāks par 48 stundām vai vienāds ar to): lai gan materiāls var izturēt īstermiņa-350–370 grādu ierobežojumus, ir radīts virsmas spriegums, un tā izmantošana konstrukcijas lietojumos, ņemot vērā maksimālās slodzes, ir stingri aizliegta.
Pilnīga atteice (ārkārtīgi augsta temperatūra): ja pēc ugunsgrēka ir novērota ievērojama cinka slāņa nolobīšanās vai tērauda pamatnes krāsas maiņa, pirms remonta ir jāveic profesionāls tērauda konstrukcijas izturības novērtējums. Tas ir tāpēc, ka tas var būt izraisījis neatgriezeniskus bojājumus, piemēram, "zilo trauslumu", ko izraisījusi ilgstoša augsta temperatūra virs 400 grādiem tērauda pamatnē, radot ievērojamu drošības apdraudējumu.