Powłoki i odporność na korozję

Najpowszechniejsza powłoka w katalogu. Cynk osadza się elektrolitycznie w kąpieli, więc warstwa jest cienka i równa — wg ISO 4042 typowo 5–12 µm. Po cynkowaniu następuje pasywacja, która nadaje barwę i dokłada trochę odporności: bezbarwna, lekko niebieskawa (w handlu biały, w katalogu oc.B) albo żółta, opalizująca (żółty, oc.Z). Dawniej żółta pasywacja chromianowa na bazie Cr(VI) chroniła wyraźnie lepiej; składu współczesnej pasywacji i zgodności z wymaganiami dotyczącymi substancji nie potwierdza sama barwa. Sprawdź specyfikację konkretnego systemu.

Cienka warstwa ułatwia zachowanie pasowania, ale dopuszczalna grubość zależy od gwintu i odchyłek. Nie zakładaj zgodności z każdą nakrętką ani stałej liczby lat ochrony na zewnątrz. Istotne są ekspozycja, uszkodzenia montażowe i konkretny system pasywacji lub uszczelnienia.

Element zanurza się w ciekłym cynku o temperaturze ok. 450 °C; powstaje gruba warstwa stopowa i cynkowa. Dla elementów złącznych obowiązuje ISO 10684 (ISO 1461 odsyła w zakresie elementów złącznych do tej normy): min. 40 µm lokalnie i min. 50 µm średnio — kilka razy grubiej niż galwanicznie. Może zapewniać długą ochronę przy odpowiedniej ekspozycji; jest stosowana w konstrukcjach stalowych, energetyce i budownictwie drogowym.

Grubość ma konsekwencję w gwincie. Pięćdziesiąt mikrometrów na każdej powierzchni zwoju to za dużo, żeby śruba z gwintem normalnym po cynkowaniu weszła w nakrętkę 6H. ISO 10684 dopuszcza dwie drogi: zmniejszony gwint śruby przed cynkowaniem (tolerancja 6az; przy klasie litera U, np. 8.8U) z nakrętką gwintowaną po cynkowaniu na 6H albo gwint śruby normalny i nakrętka z nadwymiarem, gwintowana po cynkowaniu (6AZ lub 6AX; litera Z lub X). Śruby i pręty tZn w tym katalogu są wykonane pierwszą drogą — stąd 8.8U i 4.8U w nazwach. Więcej: Ocynk ogniowy czy galwaniczny.

• Do śruby w podwymiarze (U, np. 8.8U) pasuje nakrętka ocynkowana ogniowo z gwintem 6H, gwintowana po cynkowaniu — bez litery Z ani X.
• Nakrętki z nadwymiarem (Z, X) są do śrub tZn z gwintem normalnym. Ze śrubą U łączyć ich nie wolno: luzy się sumują, a ISO 10684 ostrzega przed zerwaniem gwintu.
• Śruby i nakrętki tZn kupuje się jako komplet; zestawy HV wg PN-EN 14399 są zresztą dostarczane razem, ze wspólnym oznaczeniem partii.

ISO 10684 obejmuje klasy do 10.9 włącznie i stawia im dodatkowe wymagania procesowe; klasa 12.9 leży poza zakresem ISO 10684. Nie zlecaj takiej zmiany powłoki bez osobnej, potwierdzonej specyfikacji.

Powłoka nieelektrolityczna wg ISO 10683: zawiesinę płatków cynku i aluminium w spoiwie nanosi się zanurzeniowo lub natryskiem, po czym utwardza w piecu. Efekt to matowa, srebrzysta (fl Zn) lub czarna (fl Zn cz.) warstwa o grubości kilku–kilkunastu µm, która w mgle solnej wytrzymuje wielokrotnie dłużej niż ocynk galwaniczny o podobnej grubości. Norma klasyfikuje ją nie grubością, lecz liczbą godzin w mgle solnej, np. 480 h lub 720 h.

Dwie własności czynią ją domyślnym wyborem dla klas 10.9 i 12.9: brak wodoru z procesu (samo nakładanie nieelektrolityczne nie wprowadza wodoru; przygotowanie powierzchni i cały proces nadal wymagają kontroli) i kontrolowane tarcie — wiele systemów zawiera środek smarny, który ustawia współczynnik tarcia w wąskim, powtarzalnym zakresie. Ma to znaczenie przy dokręcaniu na moment; wracamy do tego w tabeli momentów.

Trwałość cynku płatkowego zależy od całego systemu, warstwy wierzchniej, transportu i montażu. Dane z próby solnej dotyczą określonych warunków badania, nie stałej liczby lat w środowisku. Nie przenoś ich między różnymi powłokami ani stanem „po powlekaniu” i „po dostawie”.

Stal nierdzewna nie ma powłoki — odporność wynika ze składu całego materiału, więc zarysowanie czy zerwana krawędź gwintu niczego nie odsłania. Różnicę między A2 i A4 robi molibden.

Chlorki, temperatura i szczeliny zwiększają wymagania wobec stali nierdzewnej. A4 ma większą odporność na wżery niż A2, lecz nie jest uniwersalnym wyborem do każdego kontaktu z solą lub do elementów nośnych w hali basenowej. Warunki doboru opisuje porównanie A2 i A4.

Dwa różne metale w kontakcie, z elektrolitem między nimi (wystarczy wilgoć), tworzą ogniwo. Metal mniej szlachetny (anoda) koroduje szybciej, niż korodowałby sam; szlachetniejszy (katoda) jest chroniony. W szeregu od najmniej do najbardziej szlachetnego: cynk — aluminium — stal węglowa — mosiądz i miedź — stal nierdzewna w stanie pasywnym.

Norma PN-EN ISO 12944-2 dzieli środowiska na kategorie korozyjności atmosfery od C1 do C5 (plus CX dla warunków ekstremalnych, np. offshore). Sama norma dotyczy zabezpieczania konstrukcji stalowych powłokami malarskimi, ale jej kategorie są wspólnym językiem, w którym projektant określa, w jakim środowisku pracuje połączenie.