Ta strona używa Cookies. Przeczytaj naszą politykę prywatności. xKorzystając ze strony
wyrażasz zgodę na używanie cookie, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Korozja w systemach wentylacji

Wentylacja odporna na korozję 

Korozja kanałów wentylacyjnych - przyczyny


Rurociągi i kanały wchodzące w skład systemów HVAC stanowią istotny element w kontekście funkcjonowania obiektów budowlanych czy przemysłowych. Wytrzymałość oraz odporność korozyjna stalowego systemu wentylacyjnego zależy głównie od takich czynników jak:

  • Dobór gatunku stali do środowiska pracy,
  • Dobór odpowiednich grubości instalacji,
  • Grubości warstwy cynku,
  • Poprawności montażu i obróbki.
  • Regularnej konserwacji.

Niepożądane zmiany w strukturze materiału instalacji w dużym stopniu zależą od grubości powłoki ocynku. Czym jest proces cynkowania i jakie zmiany zachodzą w materiale podczas eksploatacji wyjaśniamy w poniższym artykule. Cynkowanie to obecnie jeden z najskuteczniejszych sposobów ochrony elementów metalowych przed korozją. Istnieją różne rodzaje cynkowania. Każdy z nich ma swoje plusy i minusy.

Czym jest cynkowanie?


Cynkowanie to proces cynkowania polega na nałożeniu warstwy cynku na elementy metalowe, które łatwo ulegają korozji.

Rodzaje cynkowania

 

Cynkowanie ogniowe (zanurzeniowe)

Proces nakładania mechanicznie wytrzymałej powłoki cynku na stal, który polega na zanurzeniu odpowiednio przygotowanych wyrobów stalowych w kąpieli płynnego cynku, poprzedzony fazą przygotowania wyrobów poprzez odtłuszczanie, trawienie.

Cynkowanie galwaniczne (elektrolityczne)

Proces, w którym stosuje się zjawisko elektrolizy – w przypadku takiego procesu źródłem niezbędnego napięcia jest prąd elektryczny. Powierzchnia cynkowanego elementu musi zostać uprzednio dokładnie odtłuszczona, a następnie wytrawiona. Dzięki tym czynnościom dochodzi do usunięcia korozji. Dopiero tak przygotowany materiał poddawany jest cynkowaniu galwanicznemu.

Jakie blachy możemy cynkować?


Każdy rodzaj stali, który spełnia wymagania normy DIN 17100 oraz PN-88/H-84020 i PN-86/H-84018 można poddać procesowi cynkowania. Zawartość węgla (C) i krzemu (Si) w ocynkowanej ogniowo stali nie powinien przekraczać łącznie 0,5%.
Proces cynkowania przebiega najefektywniej w przypadku stali gdzie zawartość krzemu wynosi poniżej 0,03%. Niższą jakość powłok cynkowych (grubość, połysk, gładkość, przyczepność) uzyskuje się w przypadku stali zawierającej krzem w zakresie 0,12% do 0,3% (norma PN-EN 10025).

Grubości powłok dla poszczególnych oznaczeń zostały przedstawione w tabeli poniżej. Odpowiednio dobrana grubość powłoki ocynku chroni instalacje przed powstawaniem korozji. Elementy bez ochorny antykorozyjnej bądź z niepoprawnie nałożoną lub uszkodzoną powłoką mogą zacząć rdzewieć w bardzo krótkim czasie. Orientacyjną grubość powłoki cynkowej zgodnie z normą PN-EN 10346:2009 mierzy się w mikrometrach (µm) lub wyrażana jest w jednostce masy w g/m2.


Oznaczenie powłoki

Minimalna całkowita
masa powłoki g/m3
Orientacyjna wartość grubości
powłoki, typowo (µm) 
Z80 80 5,5
Z100 100 7
Z140 140 10
Z180 180 13
Z200 200 14
Z225 225 16
Z275 275 20
Z350 350 25
Z450 450 32
Z600 600 42


Dlaczego ocynk chroni stal przed zniszczeniem?


Zdolność cynku do wytworzenia ochrony katodowej. Powstawanie tego procesu opiera się zasadzie różnicy potencjałów. Zgodnie z szeregiem napięciowym metali potencjał standardowy cynku wynosi −0,76 V i jest bardziej elektroujemny niż potencjał żelaza wynoszący −0,45 V. Metale o niższych potencjałach mają zdolności redukujące względem metali o wyższych potencjałach.

Podczas wystąpienia czynników atmosferycznych, wilgoci (naturalnie obecnej w powietrzu) i różnicy potencjałów pomiędzy tymi metalami następuje samoistne zjawisko chemiczne powodujące przepływ prądu-utlenianie (korodowanie) cynku. Żelazo zawarte w stali przyciąga elektrony cynku, co skutecznie wstrzymuje niszczeniu korozyjnemu stalowego rdzenia elementu.

przewody wentylacyjne z korozją


Kanały wentylacyjne z widoczną korozją - rezultat błędnie dobranego materiału przewodów wentylacyjnych.


Cynk ulega powolnemu roztwarzaniu, wskutek działania ogniwa elektrochemicznego cynk – woda – stal, chroniąc w ten sposób katodowo stal (w efekcie przepływu prądu elektrycznego), we wszelkich nieciągłościach powłoki cynkowej. Dzięki temu procesowi na powierzchni stali ocynkowanej w pierwszym okresie ekspozycji brak jest rdzawych plam. W czasie eksploatacji, na powierzchni cynkowej, wytwarza się pasywna warstewka tlenku oraz węglanu cynku, szczelna i odporna na korozję w środowisku wody obiegowej, w chłodniach wyparnych i skraplaczach natryskowo – wyparnych.

Dlaczego często na stali ocynkowanej można zauważyć "biały nalot"?


Podczas kontaktu powietrza z powłoką cynku stal się utlenia powstają takie związki, jak tlenek cynku, wodorotlenek cynku, zasadowy węglan cynku czy uwodnione związki, w składzie których znajdują się siarczany. W szczególności tlenek oraz wodorotlenek cynku, przyczyniają się do powstawania zabarwionej warstwy osadu nazywanego „białą rdzą”.

Tworzy ona naturalną warstwę chroniącą przed dalszym głębszym powstawaniem korozji wżerowej. Za sprawą elektrochemicznej właściwości cynku, nawet w przypadku niewielkiego uszkodzenia powłoki cynkowej, stal jest nieustannie chroniona. Warstwa patyny naturalnie powstanie na nowo w miejscu uszkodzenia.

Powłoka cynku ma za zadanie również ochronić materiał przed zniszczeniami mechanicznymi. Dzięki warstwowej budowie ma niejednorodną twardość o na różnych głębokościach co powoduje, że jest odporna na uszkodzenia, ścieranie i zadrapania, pęknięcia. Utworzona w tym procesie powłoka jest nierozerwalnie połączona ze stalą, bowiem atomy cynku wnikają w materiał tworząc jednolity, nierozerwalny stop.

Kategorie korozyjności wg PN-EN ISO 12944-2:2001


W tabeli poniżej został przedstawiony roczny ubytek cynku w poszczególnych klasach korozyjności na rok. Producenci wyrobów nie są w stanie określić klasy korozyjności jakie spełniają wyroby. Projektant instalacji musi określić w jakim środowisku będzie użytkowany dany element następnie przypisuje się go do danej klasy korozyjności.

Kolejnym etapem jest obliczanie szacunkowej liczby lat, które wytrzyma materiał w tym środowisku. Wyrób może być zastosowany zgodnie z kategorią korozyjności określoną przez użytkownika wg PN-EN-ISO-14713-1_2017-08E ubytek powłoki w ciągu pierwszego roku będzie następował w tempie określonym na podstawie tabeli nr. 1. W kolejnych latach użytkowania ubytek powłoki korozyjnej powinien zostać oszacowany na podstawie normy PN-EN-ISO-9224_2012E, wartości ubytków (grubości powłok) zostały przedstawione w tabeli nr. 2.

Kategoria korozyjności wg. PN- EN ISO 14713-1: 2017-08EObciążenie korozyjne atmosfery

 

Roczny ubytek grubości powłoki cynkowej w µm×a-1

WewnątrzZewnątrz
C1
Ogrzewane przestrzenie o niskiej
względnej wilgotności i nieznacznych zanieczyszczeniach, np. biura, szkoły, muzea.

Środowisko suche lub zimne,
bardzo niskie zanieczyszczenie i wilgoć,
np. pustynie.
≤0,1
C2
Nieogrzewane przestrzenie o różnej temperaturze i wilgotności względnej.
Niska częstotliwość kondensacji i niska ilość zanieczyszczeń, np. magazyny,
hale sportowe

Strefa umiarkowana, środowisko
atmosferyczne z niskimi
zanieczyszczeniami SO2
> 0,1 do 0,7
C3 Przestrzenie o umiarkowanej częstotli-wości kondensacji i umiarkowanych zanieczyszczeniach z procesu produkcyjnego, np. zakłady przetwórstwa spożywczego, pralnie, browary, mleczarnie.
Strefa umiarkowana, środowisko
atmosferyczne o średnim zanieczyszczeniu (SO2: 5 µg/m3 do 30 µg/m3) lub z udziałem chlorków, np. obszary miejskie, obszary przybrzeżne z niskim osadzaniem chlorków. Strefy subtropikalne i tropikalne z niskim zanieczyszczeniem.

> 0,7 do 2,1
C4 Przestrzenie o wysokim zanieczyszcze-niu z procesów produkcyjnych, np. zakłady przetwórcze, baseny
Strefa umiarkowana, środowisko
atmosferyczne o wysokim zanieczyszcz-
eniu (SO2 : 30 µg /m3  do 90 µg /m3),
znaczący wpływ chlorków, np. zanieczy-szczony teren miejski, obszary przemysłowe, obszary przybrzeżne , dostęp do słonej wody,
narażenie na silne działanie soli. Strefy subtropikalne i tropikalne z atmosferą
o średnim zanieczyszczeniu

> 2,1 do 4,2
C5

Przestrzenie o bardzo wysokiej
częstotliwości kondensacji i / lub
wysokim zanieczyszczeniu z procesu produkcyjnego, np. kopalnie, jaskinie przemysłowecele, niewentylowane
wiaty w pod-strefy tropikalne
i tropikalne

Strefy umiarkowane i podzwrotnikowe, środowisko atmosferyczne o bardzo wysokim stopniu zanieczyszczenia (SO2 :90 g/m 3 do 250 g/m3), i / lub istotny udział chlorków, np. obszary przemysłowe, obszary przybrzeżne > 4,2 do 8,4
CX
Przestrzeń z prawie stałą kondensacją
lub długimi okresami ekspozycji na działanie skrajnej wilgotności i/lub z dużym zanieczyszczeniem procesu
produkcyjnego, np. niewentylowane
wiaty w wilgotnych strefach
tropikalnych z penetracją
zanieczyszczeń zewnętrznych, w tymcząsteczek chlorków i cząstek s
tałych powodujących korozję

Strefy subtropikalne i tropikalne (częste występowanie wilgoci), środowisko
atmosferyczne z bardzo wysokimi
zanieczyszczeniami (SO2) (wyższe niż
250 µg /m3), w tym czynniki towarzyszące działalności produkcyjnej, silny wpływ
chlorków, np. ekstremalne obszary przemysłowe, obszary przybrzeżne,
obszary z mgłą solną

> 8,4 do 25



Tabela nr 1. Opis typowych środowisk atmosferycznych związanych z szacowaniem kategorii korozyjności,
wg. PN-EN ISO 14713-1:2017-08E

MetalKategoria
korozyjności

Okres eksploatacji (lata)

125101520
Stal węglowa C1 1,3 1,9 3,0 4,3 5,4 6,2
C2 25 36 58 83 103 120
C3 50 72 116 167 206 240
C4 80 115 186 267 330 383
C5 200 287 464 667 824 958
CX 700 1006 1624 2334 2885 3354
Cynk C1 0,1 0,2 0,4 0,6 0,9 1,1
C2 0,7 1,2 2,6 4,5 6,3 8,0
C3 2,1 3,7 7,8 13,6 19,0 24,0
C4 4,2 7,4 15,5 27,3 38,0 48,0
C5 8,4 14,3 31,1 54,6 75,9 95,9
CX 25 44 93 162 226 286


Tabela nr 2. Maksymalna wartość ubytku korozyjnego przy dłuższym narażeniu dla różnych kategorii korozyjności
wg. PN-EN-ISO-9224_2012E. Wartości ubytku materiału zostały przedstawione w mikrometrach µm.

Poznaj zalety cynkowania:

  • Estetyczne wykończenie powierzchni, które umożliwia zachowanie atrakcyjnego efektu na długi okres czasu.
  • Zwiększona ochrona na odbarwienia i rdze.
  • Zabezpieczenie przed odkształceniami mechanicznymi, ścieraniem i utratą jakości.
  • Odporność na działanie substancji organicznych i nieorganicznych oraz możliwość długiego eksploatowania w warunkach atmosferycznych.
  • Potwierdzone ograniczenie strat materiałowych i finansowych spowodowanych występowaniem korozji.
  • Stal ocynkowana po okresie użytkowania jest materiałem, który nadaje się do ponownego wykorzystania, jako surowiec w przemyśle przetwórczym.

Szukasz więcej informacji na temat wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła? Sprawdź nasze TOP 5 artykułów na temat rekuperacji:

  1. 14 rzeczy, które musisz wiedzieć o PremAIR Poznaj najważniejsze zalety naczej bestsellerowej serii rekuperatorów PremAIR
  2. Przewodnik po rekuperacji decentralnej cz. I i cz. II Planujesz wymienić wentylację grawitacyjną w starym domu na rekuperację? Sprawdź czy rekuperatory ścienne nie są rozwiązaniem dla ciebie. 
  3. Filtry do rekuperatora Głównym zadaniem systemu wentylacji jest wymiana powietrza, w wentylacji mechanicznej "otrzymujemy" dodatkowo powietrze oczyszczone z zanieczyszczeń. Przeczytaj nasz artykuł i dowiedź się dlaczego filtry oraz ich regularna wymiana to podstawa. 
  4. Jaki rekuperator wybrać? 5 pytań jakie musisz sobie zadać  Duży wybór może być czasem przytłaczający. Przeczytaj nasz mini przewodnik Czym się kierować przy wyborze centrali wentylacyjnej. 
  5. Co to jest filtr elektrostatyczny i jak działa? Alternatywa dla tradycyjnych filtrów tkaninowych -filtr wielokrotnego użytku do rekuperacji.
powrót
REKUPERACJA
PROJEKTOWANIE