Galvanisé vs Zam: une confrontation des technologies anti-corrosion

Hot-DIP Galvanising (HDG) vs Coats de zinc-aluminium-magnésium (ZM): Introduction et comparaison

I. Galvanisation à chaud (HDG)

1. Définition:

• Un processus où les composants en acier prétraités sont immergés dans du zinc fondu (environ 450 ° C). Grâce à une réaction de fer-zinc et à une action de mouillage, une série de couches d'alliage de fer-zinc se formez sur la surface de l'acier, recouverte d'une couche extérieure de zinc pur.

2. Composition principale:

• Contenu en zinc> 99%. Un revêtement de zinc relativement pur.

3. Mécanisme de protection contre la corrosion:

• Barrière physique: La couche de zinc dense isole le substrat en acier à partir de milieux corrosifs (eau, oxygène).

• Protection sacrificielle de l'anode (protection cathodique): le zinc a un potentiel d'électrode plus négatif que le fer. Lorsque le revêtement est endommagé ou que les bords coupés exposent le substrat en acier, le zinc corrode préférentiellement comme l'anode, protégeant l'acier (cathode). Il s'agit du principal mécanisme de protection.

4. Avantages:

• Technologie mature et stable: longue histoire, processus bien établi, qualité fiable et cohérente.

• Protection sacrificielle efficace: offre une bonne protection cathodique sur les bords coupés, les rayures et les zones endommagées.

• Relativement faible coût: le zinc est facilement disponible; Le processus mature maintient les coûts globaux bas.

• Bonne ouvrage: adapté à l'estampage général, à la flexion et à la formation.

• Haute normalisation: Normes internationales bien établies (par exemple, GB / T 13912, ASTM A123 / A123M, EN ISO 1461).

5. Inconvénients:

• Nécessite des revêtements plus épais pour une résistance à la corrosion élevée: la réalisation d'une longue durée de vie nécessite souvent des revêtements épais (par exemple,> 80 μm de côté).

• Protection relativement plus faible aux bords coupés: Bien que la protection sacrificielle fonctionne, les bords coupés peuvent se corroder plus rapidement (rouille rouge) dans des environnements extrêmes (marins, industriels).

• Résistance à l'abrasion / usure moyenne: le zinc pur est relativement doux.

• L'apparence change avec le temps: le zinc oxyde pour former de la rouille blanche (hydroxyde de carbonate de zinc), évenant éventuellement développer une patine gris terne (n'affecte pas la protection).

• Résistance limitée à certains produits chimiques: par exemple, acides forts, alcalis forts.

6. Applications typiques:

• Towers de transmission d'alimentation, tours de communication.

• Garde-corps routiers, garde-corps municipaux.

• Structures de construction (fermes de toit, supports).

• Pipes d'eau, tuyaux à gaz.

• Fixations générales, supports, conteneurs métalliques.

• Installations agricoles et d'élevage.

Ii Revêtement en zinc-aluminium-magnésium (ZM)

1. Définition:

• Une nouvelle technologie de revêtement en alliage. En ajoutant des proportions spécifiques d'aluminium (AL) et de magnésium (mg), et parfois de silicium (Si), au bain de zinc traditionnel, un revêtement multiphasé se forme sur la surface de l'acier. Ce revêtement a une base de zinc avec une microstructure eutectique / eutectoïde complexe riche en Zn, Al et Mg. Généralement produit via le processus à hot-dip.

2. Composition principale:

• Type à faible teneur en al (par exemple, ZM120 / ZM150): Zn + 1-3% AL + 1-3% mg + (trace si)

• Type moyen (par exemple, ZM310): Zn + ~ 5-11% AL + ~ 2-3% mg + (Trace Si)

• Type élevé (par exemple, 55% al-zn-mg): al + zn + mg (par exemple, galvalume plus - techniquement plus proche de la base al-zn)

• Composants centraux: Zn + Al + Mg. Grades commerciaux communs:

• Cette discussion se concentre sur les revêtements ZM faibles et moyens, les plus courants pour la protection générale de la corrosion en acier.

3. Mécanisme de protection contre la corrosion (plus complexe et efficace):

• Aluminium (AL): Forme préférentiellement un oxyde d'aluminium dense, stable et adhérent (al₂o₃) ou une couche de sel de base sur la surface du revêtement et dans les puits de corrosion, bloquant efficacement une entrée corrosive supplémentaire et ralentissant significativement le taux de corrosion. Supprime la formation de rouille blanche.

• Magnésium (MG): favorise la formation rapide de films de protection denses, stables et à faible solubilité et hautement adhérents (par exemple, chlorures de zinc de base, hydroxyde de zinc, hydroxyde de magnésium, parcours à double hydroxydes contenant du MG - LDHS) sur des sites de dégâts de revêtement, des bords et des égratignures. Ce film:

• Couvertures et 'guérir les zones endommagées.

• Offre une protection exceptionnelle sur les bords coupés, retardant considérablement l'apparence de la rouille rouge.

• Forme une couche protectrice sur la surface du revêtement, réduisant le taux de corrosion global.

• Barrière physique: La structure de revêtement dense offre une protection contre les barrières.

• Protection sacrificielle des anodes: le zinc et le magnésium offrent une protection cathodique (Mg a un potentiel plus négatif que le Zn).

• Auto-guérison / densification des produits de corrosion: c'est la caractéristique clé!

• Effet synergique: La combinaison Zn-Al-MG crée une microstructure eutectique / eutectoïde unique (par exemple, les dendrites Zn avec des phases interdendritiques Al-rich et le Zn / MGZN₂ eutectique), la corrosion intrinsèquement résistante et la promotion de la formation des produits de corrosion protectrice mentionnés.

4. Avantages:

• Résistance à la corrosion exceptionnelle: généralement 2 à 10 fois ou plus résistant que le HDG standard à une épaisseur de revêtement équivalente, en particulier dans les environnements difficiles (humidité élevée, marins, ions chlorure, pollution industrielle) et exceptionnellement supérieur aux bords, rayures et plis. Prolonge considérablement la durée de vie des composants.

• Protection exceptionnelle des bords de coupe: l'effet d'auto-guérison offre une protection révolutionnaire de corrosion aux bords nus créés par le cisaillement, le coup de poing, le sciage ou la flexion, retardant considérablement la rouille rouge.

• Potentiel de revêtements plus minces: En raison d'une résistance à la corrosion considérablement améliorée, des revêtements significativement plus minces (par exemple, 60-80g / m² ZM contre 100-150g / m² HDG) peuvent atteindre une durée de vie équivalente ou meilleure, permettant à la lutte contre la lumière du matériau et à l'optimisation des coûts.

• Bonne abrasion / résistance aux rayures: les revêtements en alliage sont généralement plus durs et plus résistants à l'usure que le zinc pur.

• Meilleure résistance aux rayures: la structure du revêtement offre une meilleure résistance aux rayures pendant la manipulation / l'installation.

• Amélioration de l'esthétique (certains types): ZM à faible teneur en al: similaire au HDG mais plus brillant / plus uniforme. ZM moyen-al: Fine fine ou finition lisse, apparence plus moderne. Forme des produits de corrosion plus denses avec de moins / moins de rouille blanche.

• Bonne formabilité: répond généralement aux exigences de formation (estampage, à la flexion) comparables au HDG (les détails dépendent de la composition / structure).

5. Inconvénients:

• Coût plus élevé: les matières premières (en particulier MG) sont plus chères que le zinc; Le contrôle des processus est plus strict, conduisant à un coût de revêtement par zone par une unité plus élevé que le HDG (bien que le coût global du cycle de vie puisse être meilleur en raison de la résistance à la corrosion, ce qui permet aux revêtements plus fins / une durée de vie plus longue).

• Une technologie relativement récente: l'historique d'utilisation commerciale à grande échelle (~ 20 ans et plus) est plus court que HDG; Les performances varient entre les fabricants.

• La normalisation est toujours en évolution: les normes internationales / nationales sont moins matures / unifiées que pour HDG (par exemple, ISO 17925, EN 10346 Annexe D, Jis G 3323; normes chinoises en cours de développement).

• Soulabilité: Al et Mg augmentent les éclaboussures et le risque de porosité; Les paramètres de soudage nécessitent généralement un ajustement.

• Limitations à haute température: les phases eutectiques à faible fondre peuvent adoucir ou dégrader les performances à des températures élevées (> 200 ° C).

• Identification visuelle: le ZM à faible teneur en Al peut être difficile à distinguer du HDG pour les non-experts.

6. Applications typiques:

• Construction de l'environnement sévère: bâtiments côtiers, bâtiments industriels en humidité élevée, structures de plantes chimiques.

• Structures nécessitant une durée de vie ultra-longue / à faible entretien: structures de montage solaires (en particulier les tours côtières, complémentaires aquacultures), éoliennes (intérieure), barrières de bruit de rail à grande vitesse, composants de pont (auxiliaires), infrastructure centrale de données.

• Applications exigeant une protection des bords à haute coupe: équipement de bétail (hautement corrosif), cadres de serre agricoles, silos de céréales, porte-greffes d'entrepôt, plateaux de câbles / échelles.

• Structures légères et hautes performances: composants automobiles (structurel, châssis), boîtiers d'appareils (haut de gamme).

• Matériau de base pour l'acier pré-peint (revêtement de bobine): utilisé comme substrat de résistance à la corrosion élevée pour les feuilles peintes premium (par exemple, façades du bâtiment, toits).

Iii. Résumé de comparaison clé

Iv. Comment choisir?

• Choisissez une galvanisation à chaud (HDG):

• Le budget est limité / sensible aux coûts.

• L'environnement d'application a une légère corrosion (intérieure / sèche, urbaine typique).

• La protection des bords coupé n'est pas critique, ou l'entretien (par exemple, la peinture de retouche) est possible.

• Nécessite une technologie très mature et une assurance standardisée.

• Composants structurels généraux; légère et non une priorité.

• Demandes de soudage élevées avec des difficultés d'ajustement des paramètres.

• Choisissez le zinc-aluminium-magnésium (ZM):

• Poursuivre une durée de vie ultra-longue et des coûts de maintenance faible.

• L'environnement d'application est sévère (humidité élevée, marine, pollution industrielle, chlorures, agriculture / bétail).

• Nécessite une protection de corrosion exceptionnelle aux bords coupés, des rayures, des virages (post-traitement difficile / impossible).

• Besoin de revêtements plus fins pour les allégations.

• Nécessite une esthétique de produit supérieure (en particulier à long terme).

• Utilisé dans les secteurs haute performance (montage solaire, éolien, centres de données, enveloppes de construction premium, automobile).

• Comme matériau de base pour l'acier pré-peint haut de gamme (revêtement de bobine).

Résumé

La galvanisation à chaud (HDG) reste une technologie de protection prouvée, économique et pratique de la corrosion, dominante dans les applications générales. Le zinc-aluminium-magnésium (ZM) représente la prochaine génération de revêtements haute performance, avec sa résistance à la corrosion exceptionnelle, en particulier la protection révolutionnaire de bord de coupe d'auto-cicatrisation. Bien que ZM ait un coût plus élevé de la zone par unité que le HDG, son potentiel de revêtements plus minces, de durée de vie prolongée et de maintenance réduite offrent des avantages importants de coûts de cycle de vie global dans des environnements difficiles, des applications à longue durée de vie et des secteurs de grande valeur. ZM élargit rapidement sa part de marché et est une orientation clé pour améliorer la protection de la corrosion en acier. La sélection devrait prendre en compte l'environnement d'exploitation, les exigences de durée de vie, le budget et les méthodes de traitement. Pour les nouveaux projets, en particulier dans des conditions difficiles ou exigeant une durabilité élevée, ZM est une solution avancée hautement recommandée.