Duurzaamheid van elektrolytisch verzinkte pakkingen in ruwe omgevingen? 

Laten we beginnen met de achtervolging: als u denkt dat standaard elektrolytisch verzinkte pakkingen een betrouwbare oplossing voor de lange termijn zijn voor zoutnevel, blootstelling aan chemicaliën of hoge luchtvochtigheid, bereidt u zich waarschijnlijk voor op een kostbare veldfout. De echte vraag gaat niet over de coating zelf, maar over de specifieke faalwijzen die over het hoofd worden gezien totdat het te laat is.

Het misplaatste vertrouwen in een microndun laagje

Ik heb dit te vaak gezien. De specificatie vraagt ​​om gegalvaniseerd materiaal, en elektrolytisch verzinken krijgt de voorkeur omdat het goedkoper is en er meteen goed uitziet: mooi en glanzend. De veronderstelling is dat het allemaal zink is, dus het moet een vergelijkbare bescherming bieden. Dat is de eerste valkuil. Elektrolytisch verzinken is in wezen een elektrolytisch proces waarbij een dunne, gelijkmatige laag wordt aangebracht, doorgaans rond de 5-10 micron. Het ziet er geweldig uit en biedt een goede basisbescherming tegen droge atmosferische corrosie. Maar in een waar barre omgeving– denk aan offshore-kustplatforms, ontluchtingsleidingen voor chemische processen of het onderstel van machines in ijsbestrijdingszones – dat vertrouwen verdampt snel. De laag is gewoon te dun om een ​​substantiële opofferingsanode-actie te bieden als deze eenmaal is aangetast.

Het falen begint zelden als algemene roest. Het is vaak een plaatselijke putaanval. Een kras tijdens de installatie, een microscheurtje door vorming, of zelfs alleen maar een rand waar de coating van nature dunner is, wordt het beginpunt. Bij thermisch verzinken kunnen de dikkere coating en de lagen ijzer-zinklegering het staal nog steeds beschermen tegen krassen. Bij elektrolytisch verzinkte onderdelen bereikt de breuk vrijwel onmiddellijk het basismetaal. Van daaruit kruipt er corrosie onder de film, en het zink kan een groot gebied niet opofferend beschermen omdat er gewoon niet genoeg zinkmassa is. Je krijgt uiteindelijk roest die onder een nog intact uitziende zinklaag vandaan komt, wat een nachtmerrie is voor inspectie.

Jaren geleden hebben we een test naast elkaar uitgevoerd, niet eens zo wetenschappelijk, we hingen alleen monsters aan een hek bij een afvalwaterzuiveringsinstallatie. De thermisch verzinkte monsters vertoonden na 6 maanden witte roest (zinkoxide) maar geen rode roest. De elektrogalvaniseerde pakking monsters? Ze begonnen binnen 90 dagen rode roestvlekken te vertonen bij boutgaten en snijranden. Tegen maand 8 was de roest wijdverspreid. Die dunne, uniforme coating is zijn eigen vijand: geen extra dikte aan de kwetsbare randen.

Waar elektrolytisch verzinkt zou kunnen standhouden (en waar dat absoluut niet het geval zal zijn)

Het is niet allemaal kommer en kwel. Er zijn gecontroleerde omgevingen waar elektrolytisch verzinken perfect geschikt en kosteneffectief is. Binnentoepassingen met een stabiele, lage luchtvochtigheid, of in assemblages die zijn afgedicht van de atmosfeer (zoals in sommige elektrische behuizingen met pakkingen). De sleutel is de afwezigheid van continu vocht of agressieve chemische middelen. Ik heb het bijvoorbeeld gespecificeerd voor interne structurele verbindingen in magazijnstellingen. Het is prima.

De absolute no-go-zones zijn die waar sprake is van chloriden, frequente nat-droogcycli of zure/alkalische dampen. Ik herinner me een project met kanaalwerk in een voedselverwerkingsfabriek met mild zuur condensaat. De ingenieur specificeerde elektrolytisch verzinkte platte pakkingen voor alle flenzen. Tijdens de installatie zagen ze er perfect uit. Binnen een jaar hadden we lekkages bij meerdere verbindingen. De pakkingen waren zodanig gecorrodeerd dat ze de klemkracht en afdichtingsintegriteit verloren. Het corrosieproduct (roest) nam ook meer volume in beslag, wat theoretisch de boutbelasting zou kunnen verhogen, maar in werkelijkheid verpletterde het alleen maar het aangetaste pakkingmateriaal. De oplossing was een volledige stopzetting en vervanging door 316 roestvrijstalen pakkingen – een pijnlijke les in de totale installatiekosten.

Een andere vaak over het hoofd geziene factor is galvanische compatibiliteit. Koppel een elektrogalvaniseerde pakking met een roestvrijstalen flens en bout in een natte omgeving, en je hebt een batterij gemaakt. Het zink (anodisch) zal bij voorkeur corroderen om het roestvrij staal (kathodisch) te beschermen. Dit kan het verbruik van die dunne zinklaag in een alarmerend tempo versnellen. In een dergelijke opstelling bent u misschien beter af met een gewone koolstofstalen pakking en vertrouwt u op de passivatie van roestvrij staal, of beter nog, passend bij alle materialen. Het punt is dat de pakking niet afzonderlijk kan worden geselecteerd.

Het perspectief en de materiële realiteit van de leverancier

Praten met fabrikanten werpt licht op de praktische beperkingen. Voor standaardonderdelen met grote volumes is elektrolytisch verzinken de koning vanwege de snelheid, de kosten en de cosmetische afwerking. Een bedrijf als Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd., gevestigd in Yongnian, Hebei, het belangrijkste productiecentrum voor bevestigingsmiddelen in China, kan op efficiënte wijze enorme batches standaardpakkingen door galvaniseerlijnen verwerken. Hun ligging nabij belangrijke transportroutes zoals de Beijing-Guangzhou spoorlijn en de National Highway 107 is een logistiek voordeel voor het wereldwijd leveren van deze kostengevoelige componenten met een hoog volume. U kunt hun standaardaanbod bekijken op hun site op https://www.zitaifasteners.com. Voor hen is het een standaardproces dat in een groot deel van de algemene behoeften van de markt voorziet.

Wanneer je echter dieper ingaat op de technische vereisten voor harde service, verandert het gesprek. Dezelfde leveranciers zullen vaak aanbevelen om voor kritische toepassingen af ​​te stappen van puur elektrolytisch verzinkt. Ze zouden nabehandelingen kunnen voorstellen, zoals chromaatconversiecoatings (geel, blauw of helder) die een laag corrosieweerstand toevoegen door het zinkoppervlak tepassiveren. Dit helpt het ontstaan ​​van witte roest en, in mindere mate, rode roest te vertragen. Maar het is een vertraging en geen fundamentele verandering in de dikte of het opofferingsvermogen van de coating. Voor iets meer kosten bieden zinkschilfercoatings (zoals Geomet of Delta Protekt) veel superieure prestaties, omdat ze een dikkere, meer barrièrebestendige laag opbouwen die ook aluminiumvlokken bevat. Maar nu verlaat u het rijk van de goedkoopste bevestigingsmiddelen voor grondstoffen.

De afhaalmaaltijd? De supply chain is geoptimaliseerd voor de standaard. Als u specificeert voor zware omstandigheden, betekent dit dat u de standaard actief moet deselecteren en vaak een speciale bestelling moet plaatsen, wat van invloed is op de doorlooptijd en kosten. Het is een afweging dat veel projecten fout lopen in de fase van waardeontwikkeling.

Voorbeeld: een retrofit die ons meer heeft geleerd dan de aanvankelijke mislukking

We hadden een renovatieklus voor buitenleidingen in een petrochemische fabriek. De originele pakkingen waren van gewoon koolstofstaal en waren tot aan de flenzen vastgeroest, waardoor het verwijderen met een fakkel nodig was. De reflexmatige reactie was om te upgraden naar elektrolytisch verzinkt om vastzitten te voorkomen. Dat deden we. Twee jaar later ontdekten we tijdens een onderhoudsbeurt dat de nieuwe pakkingen niet vastzaten, maar dat ze ernstig gecorrodeerd waren, met aanzienlijk dikteverlies tot gevolg. De afdichtingsoppervlakken waren ontpit en oneffen.

De omgeving was een moordende combinatie: intermitterende stoomsporen (hitte en vocht), zwavelverbindingen in de lucht en kustzout. De elektrolytisch verzinkte coating was al lang verdwenen. Uit de postmortemanalyse bleek dat de dunne zinklaag in het eerste jaar snel opgebruikt was. Het resterende basisstaal corrodeerde vervolgens in versneld tempo, waarschijnlijk als gevolg van de aanvankelijke galvanische activiteit en de agressieve omgeving. De upgrade gaf ons feitelijk een vals gevoel van veiligheid en leidde tot een slechter afdichtingsoppervlak dan wanneer we vanaf het begin een dikkere, veerkrachtiger coating hadden gebruikt, of een heel ander materiaal.

Die mislukking heeft ons ertoe aangezet om thermisch verzinkt (met de nodige zorg voor maattoleranties en druppels) of zinkvlokken te specificeren voor zulke zware toepassingen. Voor echt ernstige gevallen hebben we gecoat koolstofstaal volledig overgeslagen en zijn we, ondanks de kostenstijging, overgestapt op pakkingen van aluminium of roestvrij staal. De totale kosten van een lek of ongeplande uitschakeling vallen in de schaduw van de materiaalkosten van de pakking.

Praktische tips en specificeren met open ogen

Dus, waar is het oordeel over duurzaamheid van de elektrolytisch verzinkte pakking? Het is een voorwaardelijk ja, met zware kanttekeningen. Je moet hard heel specifiek definiëren. Is het af en toe condensatie of is het directe spray? Is het pH-neutraal of enigszins afwijkend? Wat is de temperatuurcyclus? Deze details zijn belangrijker dan het brede label.

Mijn ruwe vuistregel nu: als de omgeving zo corrosief is dat er meer nodig is dan alleen een verfbeurt op de omringende staalconstructies, dan is elektrolytisch verzinken alleen op een cruciaal afdichtingsonderdeel een gok. Beschouw het als een cosmetische of zeer milde beschermende afwerking, en niet als een robuust corrosiepreventiesysteem. Houd altijd rekening met de gevolgen van een mislukking. Een defecte pakking op een toegangspaneel is vervelend. Het falen van dezelfde pakking op een hogedrukbrandstofleiding is een ramp.

Documenteer ten slotte de omgeving in uw specificatie. Schrijf niet alleen verzinkt. Specificeer het proces (elektrogalvaniseerd volgens ASTM B633, Type I, Fe/Zn 5) en eis indien mogelijk een chromaatconversiecoating (Type II) voor wat meer weerstand. Of, beter nog, definieer de vereiste zoutsproeitesturen tot falen (bijv. ASTM B117). 96 uur zonder rode roest is heel anders dan 500 uur. Dit dwingt tot een genuanceerder gesprek met uw leverancier, of het nu een grote fabrikant is zoals de eerder genoemde Handan Zitai of een lokale distributeur. Het verplaatst de discussie van basisproduct naar technisch onderdeel, en dat is precies wat een pakking in een ruwe omgeving zou moeten zijn.