Von Offshore-Plattformen bis hin zu Brücken: Zinkdrahtanwendungen im -Hochleistungs-Korrosionsschutz

Stahlkorrosion kostet die Weltwirtschaft jährlich schätzungsweise 2,5 Billionen US-Dollar, wobei Infrastruktur und Meeresanlagen die größte Einzelschadenkategorie darstellen.Zinkdraht-Eingesetzt durch thermische Spritzmetallisierung und Opferanodensysteme-bietet eine der kostengünstigsten{2}}effektivsten und technisch bewährten Methoden zur Verlängerung der Lebensdauer von Stahlkonstruktionen in aggressiven Umgebungen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Hochleistungsanwendungen von Zinkdraht in den Bereichen Schifffahrt, Infrastruktur, Industrie und Energie untersucht.

Anwendung 1: Marine- und Offshore-Strukturen

Offshore-Öl- und Gasplattformen, Fundamente von Windkraftanlagen und Küstenanlagen sind gleichzeitig Salznebel, Gezeiteneinwirkung, ultravioletter Strahlung und mechanischem Abrieb ausgesetzt. Thermische Spritzzinkbeschichtungen, die mit hochreinem Zinkdraht (Zn größer oder gleich 99,995 %) aufgetragen werden, bilden eine Opferbarriere, die bevorzugt gegenüber dem darunter liegenden Stahl korrodiert und so die Integrität des Substrats auch dann aufrechterhält, wenn die Beschichtung mechanisch beschädigt wird.

In Meeresumgebungen wird Draht aus Zink{0}}Aluminiumlegierung (ZnAl15) häufig für Spritzzonen-den Bereich zwischen Flut und Ebbe spezifiziert, in dem der Korrosionszyklus am aggressivsten auftritt. Der Aluminiumgehalt bildet einen stabilen passiven Oxidfilm, der den Zinkverbrauch reduziert und die Schutzintervalle bei ordnungsgemäßer Anwendung der Versiegelung auf 25–30 Jahre verlängert.

Für vollständig untergetauchte Komponenten wie Plattformbeine, Steigleitungen und Unterwasserpipelines wird Zinkdraht auch bei der Herstellung von Opferanoden verwendet. Anoden aus gegossenem Zink, die aus hochreinem Zinkrohmaterial hergestellt werden, bieten kathodischen Schutz, indem sie die Stahlstruktur auf einem Potential halten, das Korrosion elektrochemisch verhindert. Diese Anoden sind für vorhersehbare Verbrauchsraten ausgelegt und werden in geplanten Wartungszyklen ausgetauscht.

Anwendung 2: Brückensanierung und Neubau

Brückenstahl-Träger, Lager, Dehnungsfugen und Kabelverankerungen-gehören zu den am intensivsten untersuchten Korrosionsschutzanwendungen. Das Langzeittestprogramm der FHWA kam zu dem Schluss, dass „metallisierte Systeme durchgängig die beste Korrosionsschutzleistung erbrachten. Alle getesteten metallisierten Beschichtungen zeigten keine Korrosion“ in Testumgebungen an der Küste und in der Industrie.

Das thermische Spritzen von Zink auf Brückenstahl bietet gegenüber herkömmlichen Farbsystemen mehrere Vorteile:

Lebensdauer:25-40+ Jahre Schutz je nach Umgebung und Versiegelungskonfiguration, im Vergleich zu 10-15 Jahren bei Hochleistungslacksystemen

Schadenstoleranz:Im Gegensatz zu Farben bieten Zinkbeschichtungen einen Opferschutz an Schnittkanten, Kratzern und Schraubenlöchern-Bereichen, in denen Lacksysteme normalerweise zuerst versagen

Wartungsintervalle:Längere Wartungszyklen reduzieren die Lebenszykluskosten und Verkehrsstörungen

Umweltverträglichkeit:Zinkbeschichtungen enthalten zum Zeitpunkt der Anwendung keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und Overspray ist vollständig recycelbar

Die Regenbogenbrücke an den Niagarafällen, metallisiert mit einem 85/15 Zn-Al-Legierungssystem, hat über zwei Jahrzehnte lang einen wartungsfreien-Korrosionsschutz in einer Umgebung bewiesen, die Frost-{4}Tauzyklen und starker Tausalzbelastung ausgesetzt ist. In ähnlicher Weise haben norwegische Straßenbrücken mit thermischer Zink-Duplex-Spritzbeschichtung 25+ Jahre lang unter nordischen Küstenbedingungen Schutz geboten, bei minimalem Wartungsaufwand im Vergleich zu herkömmlichen Farbalternativen.

Anwendung 3: Lagertanks und Industriestahl

Ein weiteres wichtiges Anwendungssegment sind oberirdische Lagertanks (ASTs) für Erdöl, Chemikalien und Wasser. Tankaußenflächen, Dächer und interne Schwimmdächer profitieren von thermischem Spritzzink, wenn aggressive atmosphärische Bedingungen oder innere Dampfräume die Korrosion beschleunigen. Die Möglichkeit, Zinkbeschichtungen vor Ort aufzutragen -ohne die Aushärtezeiten und Umwelteinschränkungen von Lacksystemen-, reduziert die Ausfallzeiten des Tanks während Wartungsstillständen.

Auch bei industriellen Stahlkonstruktionen in Chemieanlagen, Kraftwerken und Produktionsanlagen kommen Zinkdrahtbeschichtungen zum Einsatz, wenn Schwefeldioxid, Chlorid oder andere korrosive Stoffe vorhanden sind. In diesen Umgebungen werden die Beschichtungsdicke und die Auswahl des Versiegelungsmittels zu kritischen Designparametern, wobei typische Spezifikationen 100–200 μm Zink mit einer geeigneten organischen Versiegelungsdeckschicht erfordern.

Anwendung 4: Windenergie-Infrastruktur

Windturbinentürme, insbesondere solche, die an Küsten- oder Offshore-Standorten installiert werden, werden zunehmend mit thermischen Spritzzinkbeschichtungssystemen spezifiziert. Die Kombination aus großer Höhenlage, salzhaltigen Winden und eingeschränktem Wartungszugang macht langlebige Beschichtungssysteme unerlässlich. Turmabschnitte werden in der Regel vor der Montage vor Ort in der Fertigungswerkstatt metallisiert, um eine vollständige Abdeckung der Schweißverbindungen und Verbindungsplatten sicherzustellen.

Eine besonders anspruchsvolle Anwendung stellen Offshore-Wind-Monopile-Fundamente dar. Das Übergangsstück-die Schnittstelle zwischen dem untergetauchten Monopile und dem darüberliegenden-Wasserturm- unterliegt Spritzzonenbedingungen und erfordert entweder Zn-Al-Legierungsbeschichtungen oder eine Kombination aus thermischem Spritzzink mit kathodischem Schutz unter Verwendung von Zinkanoden.

Anwendung 5: Kontinuierliche Feuerverzinkung

Über das thermische Spritzen hinaus dient Zinkdraht als Ausgangsmaterial für kontinuierliche Feuerverzinkungslinien. Stahldraht, Stahlrohre und Strukturteile werden durch geschmolzene Zinkbäder geführt, um eine metallurgisch gebundene Zinkbeschichtung zu erzeugen. Die Reinheit des Zinkdraht- oder Zinkbarren-Ausgangsmaterials wirkt sich direkt auf die Haftung, das Aussehen und die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung aus. Hoch-reines Zink (Zn größer oder gleich 99,99 %) ist in der Regel für verzinkte Produkte in Automobil-- und Bauqualität- erforderlich.

Anwendung 6: Neue Anwendungen

Zwei neue Anwendungen erweitern den adressierbaren Markt für Spezialzinkdrähte:

Zink-Luft-Batterieelektroden:Zinkdraht und Zinkfolie werden als Elektrodenmaterialien für Zink-{1}Luftbatterien der nächsten -Generation entwickelt, die in Energiespeichern im Netzmaßstab- und Range Extendern für Elektrofahrzeuge zum Einsatz kommen. Die elektrochemischen Eigenschaften von hochreinem Zink machen es zu einem idealen Anodenmaterial für diese Systeme.

Additive Fertigung:Forschungsprogramme evaluieren Zink- und Zinklegierungsdrähte als Ausgangsmaterial für die draht-Lichtbogenadditive Fertigung (WAAM) von korrosionsbeständigen Komponenten und Opferanodenformen mit komplexen Geometrien.

Zusammenfassung der Beschichtungsleistung nach Umgebung

Das wirtschaftliche Argument für Zinkdrahtbeschichtungen

Bei der Bewertung auf Basis der Lebenszykluskosten übertreffen thermische Spritzzinkbeschichtungen durchweg Farbsysteme für eine langlebige Infrastruktur. Die höheren anfänglichen Anwendungskosten werden durch längere Wartungsintervalle, kürzere Ausfallzeiten und den Wegfall vollständiger Neubeschichtungszyklen ausgeglichen. Bei einem großen Brückenprojekt mit einer geplanten Lebensdauer von 50-Jahren kann ein Zinkmetallisierungssystem die Gesamtkosten für den Korrosionsschutz um 30–50 % senken, verglichen mit einem dreischichtigen Anstrichsystem, das während der Nutzungsdauer zwei vollständige Überlackierungen erfordert.

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ZhenAn liefert weltweit Zinkdrähte und Zink{0}}Aluminiumlegierungsdrähte für thermische Spritz-, Lichtbogenspritz-, Verzinkungs- und Opferanodenanwendungen. Unsere Produktpalette umfasst Durchmesser von 0,8 mm bis 4,0 mm in Reinheiten von Zn größer oder gleich 99,99 % bis Zn größer oder gleich 99,995 % SHG, mit vollständiger Zertifizierung nach ASTM B833, ISO 14919, AWS C2.25/C2.23 und GB/T 12608.

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