Korozja stali pochłania rocznie kilka procent PKB krajów uprzemysłowionych. Na szczęście da się jej skutecznie przeciwdziałać – i realnie oszczędzać. Jedną z najskuteczniejszych i najbardziej opłacalnych metod zabezpieczenia elementów stalowych przed rdzewieniem jest galvanische Verzinkung. Dlatego właśnie w przemyśle maszynowym, motoryzacyjnym i energetycznym, budownictwie czy telekomunikacji sprawdzona galwanizernia to nieoceniony partner biznesowy. Przyjrzyjmy się bliżej, co kryje się pod tą nazwą, a także jakie standardy powinna spełniać nowoczesna ocynkownia.

Czym jest galwanizernia i do czego służy?

Mówiąc w skrócie, galwanizernia to specjalistyczny zakład przemysłowy zajmujący się elektrolitycznym nakładaniem powłok metalicznych na elementy stalowe. Galwanizernia Strumet specjalizuje się w cynkowaniu galwanicznym – procesie, w ramach którego cienka warstwa cynku osadzana jest na powierzchni metalu z pomocą prądu stałego i kąpieli elektrolitycznych.

Powłoka cynkowa spełnia tu dwie funkcje. Po pierwsze i najważniejsze, stanowi barierę antykorozyjną. Cynk chroni stal zarówno mechanicznie, izolując ją od środowiska, jak i elektrochemicznie – jako metal o niższym potencjale elektrochemicznym niż żelazo utlenia się zamiast chronionego podłoża. Za sprawą tych właściwości galwanizacja metalu jest jednym z podstawowych środków jego ochrony w warunkach ekspozycji na wilgoć, agresywne media chemiczne lub zmienne warunki atmosferyczne. Drugim aspektem są względy estetyczne. Powłoki cynkowe, dostępne w różnych wariantach wykończenia, nadają konstrukcji jednorodny wygląd.

Proces cynkowania galwanicznego krok po kroku

Galvanische Verzinkung to wieloetapowy proces technologiczny, którego jakość zależy w równej mierze od parametrów elektrolizy, jak i od staranności, z jaką dana powierzchnia została wcześniej przygotowana. Każdy etap ma bezpośredni wpływ na przyczepność powłoki, jej jednorodność oraz właściwości ochronne.

Przygotowanie powierzchni: odtłuszczanie i trawienie

Na etapie przygotowawczym elementy stalowe przechodzą przez kilka kolejnych wanien. Odtłuszczanie usuwa z metalu zanieczyszczenia organiczne: oleje, smary, środki antyodpryskowe stosowane przy spawaniu oraz inne substancje powierzchniowo czynne, które uniemożliwiałyby równomierne osadzanie cynku. Kolejnym krokiem jest trawienie kwasowe, dzięki któremu pozbywamy się tlenków żelaza, zgorzeliny walcowniczej i rdzy, odsłaniając czyste, aktywne metalicznie podłoże. Czas trawienia zależy od stanu powierzchni wsadu; przed kąpielą galwaniczną wszystkie elementy są też wielokrotnie płukane.

Elektroliza i nakładanie powłoki cynkowej

Właściwy etap galwanizacji polega na zanurzeniu przygotowanych elementów w kąpieli elektrolitycznej zawierającej sole cynku i przepuszczeniu przez układ prądu stałego. Mechanizm jest prosty: jony cynku (Zn²⁺) migrują pod wpływem pola elektrycznego ku katodzie (czyli elementowi cynkowanemu) i ulegają redukcji do metalicznego cynku, który osiada na powierzchni. Szybkość narastania powłoki, jej tekstura i właściwości mechaniczne zależą od:

• gęstości prądu (A/dm²),
• temperatury i składu kąpieli,
• wartości pH,
• obecności i stężenia dodatków organicznych (brightenerów, wyrównywaczy itp.).

Parametry te nie są stałe, toteż aby zagwarantować powtarzalność procesu, muszą być na bieżąco monitorowane przez systemy komputerowe i korygowane przez technologów.

Pasywacja i rodzaje wykończeń

Świeżo ocynkowane elementy – choć już chronione cynkiem – wymagają dodatkowej obróbki chemicznej zwanej pasywacją. Polega ona na zanurzeniu konstrukcji w roztworach chromianowych lub bezchromowych, które tworzą na powierzchni cynku cienką, zwartą warstwę tlenków i wodorotlenków. W zależności od składu kąpieli pasywacyjnej i czasu kontaktu możliwe są następujące warianty wykończenia:

• pasywacja niebieska (bezbarwna) – najcieńsza warstwa pasywacyjna o lekko tęczowym połysku;
• pasywacja żółta (złota) – grubsza warstwa chromianowa, wyraźna barwa złotożółta, zwiększona odporność na korozję;
• pasywacja czarna – warstwa z dodatkiem soli srebra lub niklu w kąpieli, efekt estetyczny zbliżony do oksydowania.

W Strumet stosujemy pasywację bezchromową, opierając się m.in. na związkach tytanu. Zabieg ten znacząco wydłuża odporność powłoki na białą korozję (korozję cynku) i poprawia jej właściwości barierowe, a do tego spośród dostępnych metod jest tą najbardziej ekologiczną.

Linia zawieszkowa i bębnowa w Strumet – nowoczesnej galwanizerni na Śląsku

Strumet może się poszczycić ponad 30 latami doświadczenia w branży, a uruchomiona przez nas w połowie 2020 roku galwanizernia na Śląsku należy do najnowocześniejszych instalacji cynkowania galwanicznego w Polsce. Serce zakładu stanowią dwie w pełni zautomatyzowane linie produkcyjne. Aufhängeleine jest przeznaczona do obsługi większych elementów konstrukcyjnych. Przyjmuje konstrukcje o wymiarach do 2,8 m długości × 0,8 m szerokości × 1,8 m głębokości, przy maksymalnej masie wsadu wynoszącej 600 kg na jeden trawers i powierzchni do 1200 dm² na trawers. Trommellinie służy do cynkowania drobnych detali (złączek, śrub, nakrętek, podkładek, zacisków) luzem.

Obie linie wyposażone są w autonomiczne transportery, które przenoszą elementy pomiędzy kolejnymi wannami procesowymi bez udziału operatora. Parametry kąpieli – temperatura, pH, przewodność, stężenie soli cynku i dodatki organiczne – są rejestrowane i nadzorowane przez system komputerowego monitoringu w czasie rzeczywistym. Nad prawidłowym składem roztworów technologicznych czuwają chemicy dysponujący własnym laboratorium analitycznym.

Dlaczego warto zlecić cynkowanie galwaniczne? Jakość, terminy i ekologia

Różne rodzaje galwanizacji znajdują zastosowanie w różnych branżach; konkretne rozwiązanie zawsze dobiera się do skali oraz oczekiwanego efektu. Jeśli mowa o cynkowaniu galwanicznym, jedną z jego największych zalet jest możliwość precyzyjnego sterowania grubością nanoszonej powłoki. W zależności od wymagań klienta i warunków eksploatacji konstrukcji zakład oferuje powłoki w zakresie 3–25 µm (przy pełnej powtarzalności wyników!). Ponadto nowoczesna infrastruktura i zdolności przerobowe Strumet przekładają się na konkurencyjne terminy – do 24 godzin w przypadku masy zlecenia do 100 kg i maksymalnie 72 godziny przy masie 1–3 t. Dzienny przerób naszej galwanizerni sięga 20 000 kg, co czyni ją jedną z największych i najwydajniejszych w kraju.

Na koniec warto wspomnieć, że działalności Strumet zawsze przyświeca troska o naturę. Dzięki zastosowaniu zaawansowanego systemu oczyszczania i regeneracji roztworów technologicznych kąpiele procesowe pracują w układzie zamkniętym (instalacja nie wytwarza ścieków przemysłowych). Rozwiązanie to jest zgodne ze standardami BAT i spełnia surowe wymagania środowiskowe stawiane nowoczesnym zakładom galwanizacyjnym w Unii Europejskiej.

FAQ – najczęstsze pytania o galwanizernie

Czym różni się cynkowanie galwaniczne od ogniowego?

Cynkowanie ogniowe (HDG – Hot-Dip Galvanizing) polega na zanurzeniu elementów stalowych w ciekłym cynku o temperaturze ok. 450°C. Uzyskiwana powłoka jest bardzo trwała, ale grubsza i mocniej zróżnicowana lokalnie, zwłaszcza w narożach i trudno dostępnych miejscach. Cynkowanie galwaniczne (elektrolityczne) odbywa się w temperaturze otoczenia, z użyciem prądu stałego. Pozwala uzyskać znacznie cieńsze i bardziej jednorodne powłoki (3–25 µm), dlatego jest rozwiązaniem rekomendowanym przy elementach gwintowanych, precyzyjnych detalach maszynowych i innych elementach wymagających dokładnych tolerancji wymiarowych.

Jaką grubość powłoki cynkowej można uzyskać metodą elektrolityczną?

W standardowym procesie cynkowania galwanicznego uzyskuje się powłoki w przedziale 3–25 µm. Najczęściej stosowane w przemyśle grubości to 5–12 µm dla elementów eksploatowanych wewnątrz pomieszczeń oraz 12–25 µm dla elementów narażonych na działanie czynników atmosferycznych lub agresywnych mediów. Grubość powłoki jest parametrem kontrolowanym i potwierdzanym pomiarami po zakończeniu procesu.

Jakie są minimalne i maksymalne wymiary elementów do cynkowania galwanicznego?

Linia zawieszkowa w Strumet obsługuje elementy o wymiarach nieprzekraczających 2,8 m × 0,8 m × 1,8 m (długość × szerokość × głębokość), przy masie wsadu do 600 kg na trawers. Przy dwóch wymiarach zbliżonych do granicznych wymagana jest wcześniejsza konsultacja techniczna. Linia bębnowa przeznaczona jest do drobnych elementów sypkich – wymagana minimalna ilość wsadu wynosi 20 kg na bęben, bez określonego limitu maksymalnego rozmiaru pojedynczego detalu (poza oczywistymi ograniczeniami objętości bębna).

Ile trwa realizacja zlecenia w galwanizerni Strumet?

Zlecenia do 100 kg realizowane są w ciągu 24 godzin, od 100 kg do 1 t – do 48 godzin, od 1 do 3 t – do 72 godzin. Dla zleceń powyżej 3 t termin ustalany jest indywidualnie. To jeden z najkrótszych cyklów realizacji dostępnych na polskim rynku usług cynkowania galwanicznego.