Porównanie stali nierdzewnej i stali ocynkowanej w zastosowaniach ogólnych
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. |