Vad Är Galvaniserad Metall? Galvat stål – Allt du Behöver Veta

Metallegeringar är några av de starkaste materialen på jorden. Genom att kombinera metall med andra element kan du faktiskt göra dem mycket mer användbara i vardagen!

Naturligtvis har all styrka sina begränsningar. Men i branscher där begränsningar kan leda till katastrof, är det viktigt att kunna tänja på gränserna för styrka för metallegeringar. Stål och järn är otroligt starka på egen hand, men tänk om du kunde göra dem starkare? Det är här galvaniserad metall kommer in! Men vad är det exakt, och varför är det så effektivt? Vi går igenom det i detalj för dig nedan.

Vad är galvanisering?

Processen att galvanisera, som du kanske redan har gissat, används oftast på stål och järn. Under denna process beläggs metallerna med ett lager av zink, och slutprodukten kallas galvaniserat stål eller järn.

Men varför lägga till denna beläggning överhuvudtaget? Zink hjälper faktiskt dessa metaller genom att erbjuda dem lite skydd mot de hårdaste elementen, samtidigt som de förhindrar att de rostar senare. Detta extra skydd gör metallerna mycket starkare och öppnar upp för möjliga användningsområden som de kan ha.

Var används galvaniserad metall?

Galvaniserad metall används bäst i situationer där metallen har stor risk att korrodera. Eftersom den galvaniserade metallen motstår korrosion, kan den hålla sig vid topphållfasthet mycket längre än dess ogalvade motsvarigheter. Till exempel har galvaniserat stål enorma marina tillämpningar, som att användas för ubåtsdelar och båtpropellrar. Den används också som struktur för många höghus på grund av den extra styrka som den får genom processen. Galvaniserat järn och andra metaller används också i fordonsdelar tack vare deras överlägsna förmåga att överleva elementen.

Hur galvat stål framställs

Tro det eller ej, processen att galvanisera metall är lättare än du tror! Det mest populära sättet att galvanisera metall kallas varmförzinkningsprocessen. Det är precis vad det låter som; metallen doppas i en varm zinklösning som ger den rätt beläggning. Du kan vanligtvis få din metall galvaniserad inom 24 timmar, vilket gör det till en snabb och kostnadseffektiv process.

Ett av de vanligaste sätten att få stål att motstå rost är genom att kombinera (legera) det med en metall som är mindre benägen att korrodera: zink. När stål är nedsänkt i smält zink, binder en kemisk reaktion permanent zinken till stålet.

Därför är zinken inte precis en tätningsmedel, som färg, eftersom den inte bara täcker den andra metallen; det blir faktiskt permanent en del av det. Det mest yttre lagret är helt zink, men på varandra följande lager är en blandning av zink och järn, med ett inre av rent stål.

Denna process, känd som varmgalvanisering, är en av de vanligaste metoderna för att tillverka galvaniserat stål, men det är inte den enda. Kontinuerlig plåtgalvanisering driver en stålplåt eller tråd genom smält zink; det är också en form av varmdoppning, men lämnar ett tunnare lager av den skyddande metallen.

Stål kan också målas eller sprutas med zink, även om ingen av metoderna skapar den starka bindning som varmdoppning gör. Elektrogalvanisering eller galvanisering använder elektricitet för att skapa bindningen mellan de två metallerna, vilket resulterar i ett relativt tunt lager av zink.

Graden av galvanisering brukar beskrivas som zinkens vikt per ytarea snarare än dess tjocklek, eftersom detta ger en bättre representation av hur mycket metall som har applicerats. Stål blir ofta galvaniserat efter att enskilda delar har formats, såsom stag, spikar, skruvar, balkar eller reglar. Kontinuerlig plåtförzinkning görs dock ofta innan metallen används för att skapa produkter och tål viss böjning och formning utan att flagna.

fence tensioner 2826407 1280

Fördelar med galvanisering

Zink skyddar stål på två sätt. För det första är den mycket motståndskraftig mot rost; järn, en viktig komponent i stål, reagerar mycket lätt med syre och fukt och kommer så småningom att sönderfalla. Lagret av zink på ytan hindrar dessa element från att nå stålet så snabbt. Den utvecklar också en patina – ett lager av zinkoxider, salter och andra föreningar – som ger ytterligare skydd. Zink är också extremt hållbart och reptåligt och har ett satinigt utseende som många tycker är attraktivt.

Det yttre lagret skyddar även stålet genom att fungera som ett ”offerlager”. Om rost av någon anledning får fäste på ytan av galvaniserat stål kommer zinken först att korroderas. Även i områden där ytan är repad eller skadad kommer den omgivande zinken fortfarande att korrodera innan stålet gör det. Livslängden för galvaniserat stål varierar, men industristål med en 3,9 mil (0,0039 tum eller 0,09906 mm) tjock beläggning kan hålla i mer än 70 år utan underhåll under genomsnittliga förhållanden.

Nackdelar

Det finns relativt få nackdelar med galvanisering, men det är inte en bra metod för att skydda alla stålföremål. Vissa föremål kan inte varmdoppas, ofta för att de är för stora eller för små, och andra former av galvanisering är ofta inte lika skyddande och långvariga.

Så småningom kommer zinken att korroderas, även om hur lång tid det tar beror på beläggningens tjocklek och miljön. Galvaniserat stål har en mycket kortare livslängd när det regelbundet utsätts för regn eller havsvatten.

Galvaniserat stål som kyls för långsamt eller staplas ihop innan de svalnat helt kan också få det yttre zinkskiktet att lossna. I vissa fall kan små glipor bildas mellan zinken och den underliggande legeringen, vilket också kan orsaka flagning. När ett mycket tjockt lager zink appliceras kan det också bli skört och flagna.

Alternativ till galvanisering

Vissa metallföremål kan inte galvaniseras effektivt; beläggningen av zink skulle vara för tjock på till exempel en liten skruv. I många fall används istället rostfritt stål, tillverkat med krom. Till skillnad från galvaniserade metaller är rostfritt stål inte belagt i metallen; krom är en del av stållegeringens sammansättning.

Stegen i galvaniseringsprocessen är följande:
  1. Stålet rengörs i en avfettningslösning
  2. Efter att ha rengjorts betas stålet genom att sänkas ner i ett kärl med utspädd het svavelsyra
  3. Stålet spolas sedan i en vattenlösning (vanligtvis zink-ammoniumklorid)
  4. Efter spolningen galvaniseras stålet genom nedsänkning i ett kärl av smält zink
  5. Efteråt inspekteras stålet för konsistens och en komplett beläggning

Hur man galvaniserar stål?

Det finns några metoder för att galvanisera metall. Den vanligaste metoden är varmförzinkningsprocessen. Denna galvaniseringsmetod skapar ett fint, tjockt lager av zink ovanpå basmetallen, vilket gör den extra motståndskraftig mot korrosion.
För det mesta offrar varmdoppningsprocessen inte metallens strukturella integritet, men vissa mycket höghållfasta stål kan drabbas av väteförsprödning.
Stålet som används i bilkarosser är också galvaniserat, men eftersom lager av dekorativ färg måste appliceras efteråt använder de en annan galvaniseringsprocess. Detta beror på att zinkskiktet från varmdoppningsmetoden är för tjockt och orsakar problem med färgens vidhäftning.

Istället använder bilar elektrogalvaniseringsprocessen. En lösning av saltvatten (saltlösning) och zink läggs i en tank och stålet eller basmetallen doppas inuti. En elektrisk ström går genom karet och zinken binder till basmetallen!

En speciell form av galvanisering, kallad Sherardizing, används för att skapa en zinkbeläggning på järn- eller kopparprodukter. Den skapades av metallurgen Sherard Osborn Cooper-Coles och patenterades runt 1900.

Metalldelarna som ska galvaniseras läggs in i en stängd, roterande trumma tillsammans med zinkpulver och ibland fyllnadsliknande sand. Trumman överhettas sedan till 500°C. Vid temperaturer över 300C förvandlas zink till en ånga och denna ånga penetrerar metallen som roterar inuti trumman.

Denna process kallas också ”torrgalvanisering” eftersom det inte används några vätskor.

Det är förmodligen hur många små delar runt ditt hem, som skruvar eller muttrar och bultar, har galvaniserats. Denna process använder inget väte, så väteförsprödning kan inte ske under denna galvaniseringsmetod.

Vilka är fördelarna med galvaniserat stål?

Många olika industrier använder galvaniserat stål främst för att det har ett så brett utbud av fördelar för industrier att dra nytta av, inklusive att ha:

  • Låg initial kostnad jämfört med de flesta behandlade stål. Dessutom är galvaniserat stål omedelbart klart att användas vid leverans. Det kräver ingen ytterligare förberedelse av ytan, inspektioner, målning/beläggning etc. sparar företagen mer kostnader på sin sida.
  • Längre liv. Med galvanisering förväntas en bit industristål hålla i mer än 50 år i genomsnittliga miljöer, och kan hålla i över 20 år vid svår vattenexponering. Det krävs inget underhåll. Den ökade hållbarheten hos stålets färdiga produkt ökar också produktens tillförlitlighet.
  • Offeranoden säkerställer att eventuellt skadat stål skyddas av den omgivande zinkbeläggningen. Det spelar ingen roll om stålsektionen är helt exponerad; zinken kommer fortfarande att korrodera först. Beläggningen kommer att korrodera framför stålet, vilket skapar ett uppoffrande skydd för de områden som är skadade.
  • Rostbeständighet från zinkbeläggningen. Järnelementen i stål är benägna att rosta, men tillsatsen av zink fungerar som en skyddande buffert mellan stålet och eventuell fukt eller syre. Galvaniserat stål är mycket skyddande, inklusive skarpa hörn och urtag som inte kunde skyddas med andra beläggningar, vilket gör det motståndskraftigt mot skador.

Eftersom zinken rostar eller korroderar, förhindrar eller bromsar den metallen från att rosta eller korrodera. Detta hjälper till att skydda din viktigare metallkälla från de skadliga effekterna i samband med rost och korrosion.

Att hjälpa till att bromsa eller skydda mot rost och korrosion kan hjälpa till att förlänga livslängden på din metall och minska mängden underhåll som metallen kan behöva.

Den andra stora fördelen med galvaniserad metall är att zinkbeläggningen är långvarig. Du kan köpa många produkter och tätningsmedel för att skydda din metall mot rost och korrosion. Många av dessa beläggningar slits av på några år på grund av väderexponering. Zink kan hålla i uppemot 50 år, vilket gör att du inte behöver belägga din metall igen i framtiden.

Användningsområden för galvaniserat stål

Galvaniserat stål finns nästan överallt. Många individer bor i hus av stålstomme och byggnader är ofta gjorda med galvaniserade ståltak. Det finns flera ståldelar i bilar som hjälper till att skydda dem från väder och vind, och det används i många marina applikationer på grund av dess förmåga att motstå salt och väder. Förutom att den är billig, hållbar och effektiv är den här metallen också populär eftersom den kan återvinnas och återanvändas flera gånger.

Galvaniserade metaller används överallt! Karosserna på bilar och många cyklar är gjorda av galvaniserad metall. Vissa dricksvattenrör är fortfarande tillverkade av galvaniserat stål. Kallvalsad plåt är också ofta galvaniserad. Muttrar, bultar, verktyg och trådar av alla slag är nu galvaniserade eftersom det är en billig process och hjälper till att öka metallens livslängd!

Särskilt galvaniserat stål är ofta det som används i moderna byggnader av ”stålstomme”. Galvaniserat stål används också för att skapa strukturer som balkonger, verandor, trappor, stegar, gångvägar och mer. Galvaniserad metall är det perfekta valet om ditt projekt kommer att bo utomhus efter att det är klart. Staket, tak, utomhusgångar, dessa är alla bra val för galvaniserad metall!

Vind- och solenergiindustrin

Solenergiprojekt måste ha ett kontinuerligt arbetsflöde när de väl har installerats och eventuella reparationer/underhåll resulterar i avbrott i servicen (a.k.a. intäktsförlust). Det betyder att varmförzinkat stål är populärt i solenergiprojekt för sitt korrosionsskydd.

Den är också populär för sin ”miljövänlighet” eftersom den inte producerar utsläpp och garanterar årtionden utan underhåll. Till exempel används den ofta inom jordbruksindustrin eftersom utrustningen är känslig för att lätt korroderas, vilket skapar en efterfrågan på tuffare och mer motståndskraftig utrustning.

Varmförzinkat stål ger korrosionsskydd som ofta kan hålla i årtionden, även när det utsätts för jordbrukets tuffa miljö.

Bilindustrin

Även om det bara användes på lyxmodeller fram till 1980-talet, är användningen av zinkbelagda karosser för bilar nu normen inom biltillverkning. En bils ”kropp-i-vit” utgör cirka 80 % av karossen, allt med galvaniserat stål.

Rostbeständigheten hos galvaniserat stål är också ett bra marknadsföringsverktyg för bilindustrin eftersom det kan ge ”anti-rostgarantier” till kunderna.

Byggbranschen

Oavsett om det är för bostäder eller kommersiellt, har hållbarheten hos galvaniserat stål gjort det populärt i över ett sekel i byggbranschen. Den är också utvald för konstruktion på grund av dess estetik; Den ”glans” som galvaniserat stål ger resulterar i en modern känsla och är populär i modern arkitektonisk design.

Dessutom används den inte bara för stora konstruktionsdelar utan saker som stängsel, rännor, skenor, rör, stolpar och mycket mer.

Telekommunikationsindustrin

Telefonlinjer är inte ett lätt underhållsjobb; de är höga och ofta svåra att nå. Varmgalvaniserat stål kan användas på telefonledningar och utrustningslådor vilket minskar risken för skador och behovet av underhåll överhuvudtaget.

Vilka typer av metall kan galvaniseras?

Järn och stål är de två vanligaste typerna av metaller som är galvaniserade. De är dock inte de enda typerna av metall som kan få denna behandling.

De flesta järnmetaller kan galvaniseras, medan de flesta icke-järnmetaller inte kan galvaniseras. Om du är osäker på om en metall är järnhaltig eller icke-järnhaltig, kan en magnet hjälpa dig att upplysa dig. Om en magnet fastnar har du en järnmetall. Om magneten inte fastnar har du att göra med en icke-järnmetall.

Finns det några nackdelar med galvaniserad metall?

En av de största nackdelarna med galvaniserad metall är att galvaniseringsprocessen hjälper till att dölja brister, brister och problem med metallen. Som sådan kan du missa problem med metall som kräver omedelbar reparation eller underhåll.

En annan nackdel med galvaniserad metall är att beläggningen inte alltid är slät. När den används inuti rör kan det leda till att föremål fastnar på den grova ytan, vilket leder till blockeringar och hinder i röret.

Galvaniserat stål vs rostfritt stål: Vilket är bäst?

Galvaniserat stål kostar nästan samma som obehandlat konstruktionsstål. Rostfritt stål kostar fyra till fem gånger så mycket som galvaniserat stål och obehandlat konstruktionsstål.

Galvaniserat stål är belagt med ett tunt lager zink som hjälper till att skydda mot korrosion. Det används ofta i spikar, skruvar, bultar, muttrar och andra typer av fästelement. Galvaniserat stål tål vanligtvis vattenexponering så länge det inte är saltvatten.

Rostfritt stål, å andra sidan, tillverkas genom att tillsätta krom till smält stål. På grund av sin styrka och motståndskraft mot rost är rostfritt den primära metallen som används i konstruktionen. Rostfritt har inget emot vatten, även om det är salt, så det är bra för marina miljöer.

Du bör dock hålla dig borta från rostfritt, om det finns någon chans att två delar kan komma i kontakt med varandra. Friktion kan gnida igenom beläggningarna och få de två delarna att svetsa ihop. Och använd inte rostfritt stål runt pooler eller andra platser där det kan utsättas för klor. Klor bryter ned beläggningen på metallen och orsakar rost.

Vilken typ av stål håller bäst?

När du tittar igenom egenskaperna hos dessa två typer av stål kan du se att de skiljer sig mycket från varandra. Båda typerna av stål är tillämpliga på ett stort utbud av produkter, men en typ kommer alltid att vara ett bättre val än den andra.

Det finns situationer där du måste hålla dig borta från rostfritt stål. Denna produkt tål saltvatten, men den bryts snabbt ned efter exponering för klorerat vatten. Du måste också undvika all design där två komponenter i rostfritt stål skapar friktion mot varandra. De kan svetsa ihop sig själva.

Lika bra som galvaniserat stål är, finns det också situationer där valet av galvaniserat stål måste övervägas ytterligare. Vanligtvis ska stål svetsas innan det galvaniseras, inte efter. Svetsning av stål efter att det har galvaniserats bränner bort det skyddande zinkskiktet vid svetsningen. Det kan vara nödvändigt att galvanisera galvaniserat stål efter att det svetsats för att skydda fogen.

Lämna ett svar

Läs även...