Porównanie stali nierdzewnej i stali ocynkowanej w zastosowaniach ogólnych

26-05-2024

Stal nierdzewna i stal ocynkowana to dwa powszechnie stosowane materiały konstrukcyjne, które różnią się pod względem właściwości, mechanizmów ochrony korozyjnej oraz zastosowań. Stal nierdzewna, szczególnie typ 316/ 316L (1.4401/1.4404), znana jest z doskonałej odporności na korozję, długowieczności i estetyki, co czyni ją idealnym wyborem dla aplikacji wymagających trwałości i higieny. Stal ocynkowana, pokryta warstwą cynku, oferuje skuteczną ochronę przed korozją w krótszym okresie i jest bardziej ekonomicznym rozwiązaniem początkowym. Wybór między tymi dwoma materiałami zależy od specyficznych wymagań projektu, środowiska pracy oraz długoterminowych oczekiwań dotyczących trwałości i konserwacji. Poniżej przedstawiono szczegółowe porównanie tych dwóch materiałów, analizując ich własności, mechanizmy ochrony korozyjnej, estetykę, aspekty ekologiczne oraz inne kluczowe czynniki wpływające na ich zastosowanie.

Własności	Stal nierdzewna typu 316	Stal galwanizowana	Porównanie
Mechanizm ochrony korozyjnej	Ochronna warstwa tlenków chromu, która samoczynnie odbudowuje się w obecności tlenu, co zapewniając długotrwałą odporność na korozję.	Stal węglowa pokryta ochronną warstwą cynkową. W przypadku uszkodzenia warstwy cynku zapewnia on ochronę katodową powierzchni stali.	Warstwa ochronna na powierzchni stali nierdzewnej jest trwalsza oraz jest w stanie samoczynnie się odbudować. Ochrona stali nierdzewnej nie zmniejsza się wraz z utratą materiału lub zmniejszeniem grubości, co następuje dla powłok cynkowych.
Wygląd	Szeroka gama dostępnych wykończeni powierzchni od bardzo jasnego i błyszczącego po elektropolerowaniu, przez różne wykończenia szlifowane do wykończeń barwionych na różne kolory.	Powierzchnia nie jest jasna i z czasem stopniowo zmienia się w matową szarość. Możliwe plamy.	Do wyboru ze względów estetycznych.
Odczucie powierzchni	Bardzo gładka i może być śliska.	Bardziej szorstka w dotyku, co staje się bardziej widoczne z upływem czasu.	Do wyboru ze względów estetycznych.
Aspekt ekologiczny	Możliwość ponownego wykorzystania w nowych konstrukcjach. Cenna jako złom po okresie eksploatacji konstrukcji - wysoki wskaźnik recyklingu ze względu na wartość złomu.	Stal węglowa jest zazwyczaj złomowana po zakończeniu eksploatacji i jest mniej wartościowa.	Stal nierdzewna jest w znacznym stopniu poddawana recyklingowi zarówno w procesie produkcji, jak i po zakończeniu eksploatacji. Każda nowa stal nierdzewna zawiera znaczną część stali pochodzącej z recyklingu.
Uwalnianie metali ciężkich	Znikomy poziom uwalnianych metali. Z tego względu jest powszechnie stosowana w przetwórstwie żywności i farmacji .	Znaczne uwalnianie cynku, szczególnie we wczesnym okresie eksploatacji.	Niektóre europejskie autostrady przeszły na balustrady ze stali nierdzewnej, aby uniknąć zanieczyszczenia środowiska cynkiem.
Okres trwałości	Nieokreślony, bardzo długi, pod warunkiem utrzymania czystości powierzchni (okresowa konserwacja przez mycie).	Powolna korozja ogólna do momentu rozpuszczenia warstwy cynku. Okres trwałości zależny od grubości warstwy cynku. W dalszym etapie występuje korozja czerwona – podłoża stalowego. Wymagana naprawa przed pojawieniem się czerwonych plam na ok2% powierzchni.	Dla stali nierdzewnej wyraźna korzyść kosztowa w cyklu życia w przypadku zamierzonego wydłużenia okresu eksploatacji. Ekonomiczny próg rentowności może wynosić zaledwie sześć lat, w zależności od środowiska i innych czynników.
Odporność ogniowa	Doskonała dla austenitycznych stali nierdzewnych przy dobrej wytrzymałości i ugięciu podczas oddziaływania pożaru.	Cynk topi się i spływa, co może powodować uszkodzenia sąsiedniej stali nierdzewnej w zakładach chemicznych. Podłoże ze stali węglowej traci wytrzymałość i ulega ugięciu.	Stal nierdzewna zapewnia lepszą ognioodporność i pozwala uniknąć ryzyka stopienia cynku w przypadku zastosowania stali ocynkowanej.
Spawanie na miejscu montażu	Procedury dla austenitycznych stali nierdzewnych z uwzględnieniem dużej rozszerzalności cieplnej. Spoiny od dobrym wyglądzie. Niezbędne jest czyszczenie mechaniczne, chemiczne i pasywacja po spawaniu.	Stal węglowa jest łatwo spawalna, ale cynk musi zostać usunięty z powodu powstających oparów. Jeśli stal ocynkowana i stal nierdzewna są ze sobą spawane, to wszelkie pozostałości cynku spowodują kruchość stali nierdzewnej. Farba bogata w cynk jest mniej trwała niż cynkowanie.	Krótkoterminowa trwałość obu materiałów jest podobna, ale powłoka cynkowa w obszarze łączenia wymaga stałej konserwacji. W trudnych warunkach środowiskowych na stali ocynkowanej może szybciej pojawić się rdza, zwłaszcza w środowiskach przybrzeżnych i morskich.
Kontakt z wilgotnym porowatym materiałem (np. drewniane kliny) w środowisku zawierającym chlorki	Prawdopodobnie spowoduje plamy rdzy i atak korozji szczelinowej, ale nie uszkodzenie strukturalne materiału.	Podobnie jak w przypadku plamy powstających w trakcie magazynowania prowadzi do szybkiej utraty warstwy cynku a w długim okresie do perforacji.	Niekorzystne dla obu materiałów.
Konserwacja	Może ulegać przebarwieniom powierzchni od osadów z cząstek metalicznych oraz korozji wżerowej, jeśli nie jest okresowo konserwowana. Mycie w sposób naturalny lub wymuszony dedykowanymi środkami zapewnia długotrwałą prace bez oznak przebarwień i korozji powierzchni.	Przy braku odpowiedniej konserwacji może ulec korozji ogólnej i utracie warstwy cynku, a następnie korozji podłoża stalowego.	W obu przypadkach wymagane jest umożliwienie naturalnego zmywania przez deszcz dla elementów na otwartej przestrzenia lub regularne mycie w miejscach osłoniętych od deszczu.