용융아연도금강판

제품 지식

용융 아연도금 공정이 코팅을 형성하는 방법 - 층별로

아연 코팅 용융 아연 도금 강판 이는 단순한 표면 퇴적물이 아닙니다. 이는 약 450°C의 용융 아연에 담그는 동안 형성되는 뚜렷한 금속간 층의 야금학적 결합 시스템입니다. 이 층 구조를 이해하면 용융 아연도금이 장기 내식성과 접착 강도 측면에서 다른 아연 코팅 방법보다 뛰어난 이유를 설명할 수 있습니다. 강철 기판 바깥쪽으로 코팅은 감마층(Γ, ~1μm, ~75% Zn), 델타층(δ, ~10-20μm, ~90% Zn), 제타층(ζ, ~20-30μm, ~94% Zn), 마지막으로 에타층(eta)의 4개 영역으로 구성됩니다. 이는 본질적으로 99% 순수 아연이며 눈에 보이는 가장 바깥쪽 유리 아연 표면을 형성합니다.

금속간 감마, 델타 및 제타 층은 기본 강철 자체보다 단단하며(감마 및 델타는 250-300HV 비커스 경도에 도달) 코팅된 표면의 내마모성에 직접적으로 기여합니다. 순수 아연인 에타 층은 더 부드럽고 더 연성이 있습니다. 이는 정상적인 제조에서 코팅 박리 없이 코팅 시트를 구부리고 성형할 수 있는 희생적인 부식 방지 및 성형성을 제공합니다. 이러한 층의 두께 비율은 강철의 규소 및 인 함량, 수조 온도, 침지 시간 및 회수 속도의 영향을 받습니다. 이 모든 변수는 당사 제조 공정에서 모든 시트에 균일하고 잘 접착된 코팅을 제공하기 위해 정밀하게 제어합니다.

아연 도금 중량 기준 및 올바른 등급 지정 방법

코팅 중량(강 표면의 단위 면적당 아연 질량)은 특정 용도에 맞게 용융 아연도금 강판을 지정하는 데 사용되는 주요 매개변수입니다. 이는 평방미터당 그램(g/m²)으로 표시되며 달리 명시하지 않는 한 결합된 두 표면에 적용됩니다. 서로 다른 표준은 서로 다른 표기법을 사용하며, 이를 잘못 읽는 것은 사양 오류의 일반적인 원인입니다.

자주 오해되는 중요한 점: ASTM G 지정 번호는 g/m² 단위가 아닌 oz/ft² 단위의 코팅 중량에 100을 곱한 값을 나타냅니다. 따라서 G90은 양쪽의 총 0.90oz/ft²와 같으며 대략 275g/m²로 변환됩니다. 수치적으로는 EN Z275와 일치하지만 다른 단위 시스템에서 파생됩니다. 국제 공급망 전체의 사양을 비교할 때 동등성을 평가하기 전에 항상 g/m²를 공통 기준으로 변환하십시오. 당사의 용융 아연 도금 강판은 EN 10346 및 ASTM A653 사양을 모두 충족하도록 생산되며 코일당 실제 코팅 중량을 기록한 전체 밀 테스트 보고서를 제공합니다.

부식 메커니즘 아연이 보호하는 부식 메커니즘과 그렇지 않은 메커니즘

아연은 동시에 작동하는 두 가지 별개의 메커니즘을 통해 강철을 보호합니다. 첫 번째는 장벽 보호입니다. 아연 코팅은 강철 기판을 환경의 습기, 산소 및 부식성 이온으로부터 물리적으로 분리합니다. 두 번째는 음극(갈바닉) 보호입니다. 아연은 강철보다 전기화학적으로 더 활성이기 때문에(철의 경우 -0.44V에 비해 약 -0.76V에서 환원 전위가 더 낮음) 아연은 두 금속이 전해질과 전기적으로 접촉할 때 우선적으로 산화됩니다. 즉, 강철이 노출된 절단된 가장자리, 천공된 구멍 또는 긁힌 부분에서도 강철이 보호되는 동안 주변 아연이 우선적으로 부식됩니다. 이는 페인트나 유기 코팅 시스템이 복제할 수 없는 자가 치유 메커니즘입니다.

그러나 갈바닉 보호에는 유한한 범위가 있습니다. 아연 코팅 표면의 음극 보호 반경은 전해질 전도도와 코팅 두께에 따라 노출된 강철 영역까지 약 1~3mm 확장됩니다. 이보다 넓은 피해 영역은 중앙에서 완전히 보호되지 않습니다. 또한 갈바닉 보호는 특정 환경에서 반전됩니다. 약 65°C 이상의 온수 시스템에서 아연은 강철에 비해 음극이 됩니다. 이는 강철이 우선적으로 부식된다는 것을 의미합니다. 이는 극성 반전이라고 알려진 현상입니다. 따라서 용융아연도금강판은 추가적인 보호 조치 없이 온수 탱크나 태양열 배관에 코팅되지 않은 용도로 권장되지 않습니다.

아연 코팅 소비를 가속화하는 환경

아연 부식 속도는 환경에 따라 크게 달라집니다. ISO 9223 표준은 대기 부식성을 해당 아연 손실률과 함께 5개 범주(C1~C5)와 2개 침수 범주(담수는 Im1, 해수는 Im2)로 분류합니다. 시골 C1 환경에서 아연 부식률은 연간 0.1μm만큼 낮을 수 있습니다. C5 연안 산업 환경에서는 속도가 연간 10μm를 초과할 수 있습니다. 이는 100배의 차이입니다. 산성비(pH 6 미만), 암모니아 대기(농업 시설 근처에서 흔히 발생), 해양 염수 분무 환경은 아연에 특히 공격적입니다. 콘크리트의 높은 알칼리도는 아연 표면을 부동화시키기 때문에 일반적으로 콘크리트 접촉은 아연 도금 강철에 무해합니다. 그러나 적절한 배수 없이 강철-콘크리트 경계면에 습기가 갇히면 코팅 품질에 관계없이 틈새 부식이 가속화됩니다.

스팽글 크기, 표면 마감 유형 및 기능적 의미

용융아연도금강판 표면에 보이는 특징적인 결정 패턴(스팡글)은 강판이 아연욕에서 빠져나와 냉각될 때 에타(순수 아연)층이 응고되면서 형성됩니다. 스팽글 크기는 아연욕 화학 및 냉각 속도에 의해 제어됩니다. 냉각 속도가 빨라지고 소량의 안티몬 또는 납을 첨가하면 더 크고 뚜렷한 스팽글이 생성됩니다. 느린 냉각 또는 무연 수조 화학(RoHS 준수에 따라 점점 더 표준화됨)은 표면이 최소화되거나 제로인 경향이 있습니다.

스팽글 크기는 단순히 미적인 것이 아니라 후속 처리에 기능적인 영향을 미칩니다. 큰 스팽글 재료는 더 두드러진 표면 지형을 가지므로 스팽글 전체에 아연 두께 차이가 생길 수 있으며(결정 중심에서는 더 두껍고 경계에서는 더 얇음) 시트를 전처리 없이 칠할 경우 페인트 접착력이 고르지 않게 됩니다. 아연 도금된 표면이 칠해지거나, 분말 코팅되거나 추가 처리되는 응용 분야의 경우, 최소화된 스팽글 또는 스킨 패스(템퍼 압연) 아연 도금 시트가 지정되어 보다 평평하고 균일한 표면을 제공합니다. 스킨 통과는 또한 스킨 통과되지 않은 재료에 대한 후속 성형 작업 중에 나타날 수 있는 Lüders 밴드(스트레처 변형 표시)를 제거합니다.

제작 고려 사항: 아연 도금 시트 절단, 성형 및 용접

용융 아연 도금 강판은 표준 제조 장비를 사용하여 절단, 성형 및 용접할 수 있지만 아연 코팅은 완제품 품질과 작업자 안전에 영향을 미치는 각 공정 단계에서 특별한 고려 사항을 도입합니다. 이러한 고려 사항을 무시하면 코팅 손상, 용접 결함 및 용접의 경우 심각한 직업 건강 위험이 발생합니다.

절단 및 가장자리 처리

전단 및 플라즈마 절단은 용융아연도금강판을 가공하는 가장 일반적인 방법입니다. 레이저 절단은 효과적이지만 열 영향을 받는 구역에서 아연을 기화시켜 국소 배기 환기가 필요한 산화아연 연기를 생성합니다. 절단된 가장자리에는 정의상 아연 코팅이 없으며 인접한 아연의 음극 보호는 노출된 강철 영역까지 1~3mm만 확장됩니다. 대부분의 구조적 응용 분야에서 이러한 음극 보호는 사용 수명 동안 절단 가장자리의 부식을 방지하는 데 충분합니다. C4-C5 부식성 환경에 적용할 경우 절단된 가장자리는 조립 전에 아연이 풍부한 프라이머 또는 냉간 아연 도금 화합물로 처리해야 합니다. 절단 모서리 디버링은 안전 취급뿐만 아니라 날카로운 모서리 버가 굽힘 중에 응력 집중 지점으로 작용하는 것을 방지하는 데에도 중요합니다.

벤딩 및 롤 성형

아연 코팅, 특히 순수 아연 에타층의 연성은 코팅 균열 없이 달성할 수 있는 최소 굽힘 반경을 결정합니다. Z275 코팅이 적용된 표준 용융 아연 도금 시트의 경우 최소 굽힘 반경은 일반적으로 1.5mm 미만의 얇은 게이지의 경우 0t ~ 1t(여기서 t = 시트 두께)이고 두꺼운 재료의 경우 1t ~ 2t입니다. 더 단단한 금속간 층(Delta 및 Zeta)은 소성 변형되지 않습니다. 좁은 굽힘 반경에서 미세 균열이 발생할 수 있지만 금속간 영역의 이러한 미세 균열은 정상적인 사용 조건에서 박리로 전파되지 않으며 굽힘 시 부식 성능을 크게 저하시키지 않습니다. 롤 성형 프로파일(루핑 시트, 도리, 데크)의 경우 롤 성형 공정의 반복적인 증분 굽힘은 일반적으로 툴링 반경이 사양 내에서 유지된다면 추가 성형성 등급 없이 용융 아연 도금 코팅과 호환됩니다.

용접: 연기 위험 및 접합 품질

용융 아연도금강을 용접하면 용접부 내부 및 주변의 코팅이 기화될 때 산화아연 연기가 발생합니다. 산화아연 연기를 흡입하면 금속연기열(노출 후 4~8시간에 발병하는 독감과 유사한 증상)이 발생하며, 만성적으로 높은 농도에 노출되면 더 심각한 호흡기 위험이 발생합니다. 이는 구조 제작 시 아연 도금 강판을 용접할 때 가장 중요한 안전 고려 사항입니다. 필수 제어에는 용접 지점을 향한 국소 배기 환기, 호흡기 보호(최소 P3 FFP3 또는 동등), 가능한 경우 용접 전에 용접 라인에서 아연 코팅을 20~25mm 다시 연마하고 용접 후 아연이 풍부한 콜드 스프레이로 노출된 영역을 다시 처리하는 것이 포함됩니다. 실리콘 청동 필러 와이어(브레이징)를 사용한 MIG 용접은 융합 용접보다 흄을 덜 발생시키고 아연 도금 시트의 많은 구조적 연결을 위해 허용 가능한 강력한 접합부를 생성하므로 더 가벼운 게이지 재료에 선호되는 방법입니다.

용융 아연도금 강철 위에 페인팅: 접착이 실패하는 이유와 이를 방지하는 방법

아연 도금 강철 페인팅은 아연 단독으로 제공되는 것 이상으로 서비스 수명을 연장하거나("이중 시스템") 특정 미적 요구 사항을 충족하기 위해 널리 사용되는 전략입니다. 그러나 아연 도금 강철의 페인트 접착 실패는 페인트 시스템 선택보다는 거의 항상 표면 준비 실패로 인해 발생하는 일반적인 문제입니다. 접착 실패의 메커니즘과 예방은 잘 알려져 있지만 실제로는 간과되는 경우가 많습니다.

갓 도금된 강철은 처음에 페인트를 잘 흡수하는 부드럽고 화학적으로 활성인 아연 표면을 가지고 있습니다. 그러나 실외 노출 후 처음 몇 주 동안 아연 표면은 화학적으로 불활성이고 표면 에너지가 극히 낮은 안정적인 탄산아연 및 수산화아연 부동태층(초기 형태에서는 일반적으로 "백색 녹"이라고 함)을 형성합니다. 부동태화 아연 표면 위에 도포된 페인트는 기판과의 기계적 결합 및 화학적 결합이 불량하여 1~3년 내에 벗겨지거나 기포가 발생하는 현상이 나타납니다. 해결책은 표면 준비입니다. 신선한 아연을 노출시키기 위한 기계적 마모(Sa 1-2 프로파일의 스윕 블라스팅), 인산 세척 또는 T-세척(황산구리 지시약으로 인산 희석)을 통한 화학적 처리로 표면을 에칭하고 더 나은 페인트 접착력을 갖춘 인산아연 전환 코팅을 생성합니다. T-세척은 교량 및 인프라 응용 분야에서 아연 도금 강철의 현장 도포 코팅을 위한 표준 준비 방법입니다.

• 풍화 아연 도금 강철(6~12개월 실외 노출): 블라스팅 청소를 통해 아연염을 제거하고 표면을 거칠게 한 다음 블라스팅 후 4시간 이내에 아연 호환 프라이머(에폭시 또는 폴리우레탄)를 도포하십시오. 이 표면은 풍화 작용으로 인해 표면이 약간 거칠어지기 때문에 실제로 갓 도금한 강철보다 페인트 접착력이 더 좋습니다.
• 새로 아연도금된 강철(아연도금 후 48시간 미만): T-워시 또는 인산 에칭을 적용하고 완전히 건조시킨 후 아연 호환 에칭 프라이머 또는 금속 직접 에폭시 프라이머로 프라이밍합니다. 아연과 접촉하면 비누화(비누로 변)되어 빠르게 파손되는 알키드 오일 기반 페인트를 피하십시오.
• 사전 도장(코일 코팅) 아연 도금 시트: 공장 코일 코팅은 롤 성형 또는 절단 전에 통제된 조건에서 프라이머와 탑코트를 도포합니다. 이는 건축 및 지붕 응용 분야에 가장 신뢰할 수 있는 이중 시스템이며 모든 현장 도장 접착 변수를 방지합니다.
• 호환되지 않는 프라이머를 피하십시오: 전통적인 적색 납 및 염소 처리된 고무 프라이머는 아연 기재에 적합하지 않습니다. 아연 크롬산염 프라이머는 매우 효과적이지만 많은 시장에서 REACH 및 RoHS 규정에 따라 제한됩니다. 최신 크로메이트 프리 에폭시 아연 인산염 프라이머는 동등한 성능을 제공하며 아연 도금 강철의 산업용 듀플렉스 시스템에 대한 올바른 사양입니다.

구조 공학에서 아연 도금 강철: 중요한 연결 세부 사항

건물 프레임워크, 교량 구성 요소, 산업용 랙 및 송전탑과 같은 구조적 응용 분야에서 아연 도금 강철 구조물의 성능은 구조적 무결성과 장기적인 부식 성능을 모두 결정하는 연결 및 상세 결정에 크게 영향을 받습니다. 순수 강철 설계에 익숙한 구조 엔지니어는 때때로 연결 지점의 아연 코팅의 구체적인 의미를 간과합니다.

아연 도금 강철의 볼트 연결에는 볼트 재질 호환성과 구멍 간격에 주의가 필요합니다. 용융 아연 도금 볼트 및 너트는 아연 도금 조립품의 구조적 연결을 위한 표준입니다. 아연 코팅된 구조 부재와 접촉하는 코팅되지 않은 강철 패스너를 사용하면 패스너 부식을 가속화하는 갈바니 커플이 생성됩니다. 볼트 구멍 치수는 아연 코팅 두께를 고려해야 합니다. Z275 코팅은 표면당 약 0.04mm(두께 약 20μm)를 추가합니다. 이를 위해서는 아연 도금 후 지정된 간격이 유지되도록 코팅되지 않은 강철 사양에 비해 구멍 펀치 또는 드릴 직경을 0.5~1.0mm 늘려야 합니다.

고강도 마찰 그립(HSFG) 볼트 연결에서 아연 도금 인터페이스에 대해 접촉 표면의 미끄럼 계수(마찰 계수)를 설정해야 합니다. 용융 아연 도금 표면의 미끄럼 계수는 일반적으로 0.18 ~ 0.20이며, 이는 폭발 세정 강철 표면의 0.45 ~ 0.50과 비교됩니다. 이는 미끄럼이 중요한 연결부의 설계 계산에서 반드시 고려해야 하는 상당한 감소입니다. EN 1090-2는 아연 도금 미끄러짐에 민감한 접합부의 표면 처리 및 테스트 요구 사항에 대한 구체적인 지침을 제공합니다. 당사의 구조용 용융 아연도금 강판은 문서화된 표면 품질과 코팅 균일성을 바탕으로 생산되어 교량 및 무거운 구조물 응용 분야의 엔지니어링 계산을 위한 정확한 미끄럼 계수 특성화를 지원합니다.

용융 아연 도금 강판의 보관 및 취급: 습식 보관 얼룩 방지

백녹이라고도 불리는 젖은 보관 얼룩은 가장 일반적으로 발생하는 품질 문제 중 하나입니다. 용융 아연 도금 강판 공급업체와 최종 사용자 간의 중요한 상업적 분쟁에 대한 책임이 있습니다. 원인, 모양 및 의미를 이해하면 서비스 가능한 재료가 불필요하게 거부되는 것을 방지하고 적절한 보관 방법을 알 수 있습니다.

습식 저장 얼룩은 아연 표면이 정상적인 안정적인 부동태화 층을 형성하기에 충분한 대기 산소와 이산화탄소에 접근할 수 없는 조건에서 밀접하게 쌓인 아연 도금 시트 사이에 습기가 갇힐 때 형성됩니다. 대신, 아연은 물과 반응하여 수산화아연(Zn(OH)2)을 형성합니다. 이는 표면에 보이는 흰색의 부피가 크고 느슨하게 부착된 침전물입니다. 습식보관 얼룩이 발생하는 조건으로는 환기가 되지 않는 면끼리 밀착된 시트 쌓기, 온도차로 인한 운송용기 내 결로, 옥외보관 시 배수구배 부적절, 제습 없이 고습 창고 보관 등이 있습니다.

• 심각도 평가: 젖은 천으로 제거할 수 있고 아연 코팅 표면 아래로 침투하지 않은 연한 흰색 얼룩은 단지 외관상의 것일 뿐 부식 성능에 영향을 주지 않습니다. 아연 층에 구멍이 뚫린 심한 얼룩은 효과적인 코팅 두께와 사용 수명을 감소시킵니다. EN 10346 Annex C는 얼룩진 물질이 사양 내에 있는지 여부를 평가하는 지침을 제공합니다.
• 스토리지 모범 사례: 시트를 틸트 랙 시스템에 보관하거나 환기 스페이서를 끼워 보관하여 면 사이의 공기 순환이 가능하도록 합니다. 비와 이슬이 닿지 않도록 야외 보관함을 덮으세요. 단, 덮개 아래에 습기가 갇히지 않도록 하세요. 배수 구배가 없는 평평한 바닥에 시트를 수평으로 쌓지 마십시오.
• 운송 보호: 해상 화물 또는 장거리 운송을 위한 코일 및 시트는 선적 전에 공장에서 화학적으로 부동태화(크롬산염 또는 크롬산염이 없음) 처리되어야 합니다. 이 부동태화 층은 습한 조건에서 백청 저항성을 며칠에서 몇 달까지 연장하며 수출 주문 시 제공되는 표준 서비스입니다.
• 가벼운 얼룩의 치료: 가벼운 젖은 보관 얼룩은 묽은 암모니아 용액(1~2%)으로 제거하고 깨끗한 물로 헹구고 건조할 수 있습니다. 도장할 소재는 얼룩 제거 후 T-wash나 인산 에칭 처리를 하여 프라이머 도포 전 표면 상태를 회복시켜야 합니다.