ΦΩΤΙΣΜΟΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ ΡOΜΩΝ Hµερίδα Τ.Ε.Ε. 9 Απρ. 2003 Επιφανειακή Προστασία Ιστών και Πυλώνων Φωτισµού Αυτοκινητοδρόµων. Εισηγητής: Ε. Μαγιάκης, Μ-Η Μηχ. Ποιοτική ιασφάλιση ΒΙΟΜΕΚ ΑΒΕΕ 1
ΦΩΤΙΣΜΟΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ ΡOΜΩΝ Hµερίδα Τ.Ε.Ε. 9 Απρ. 2003 Επιφανειακή Προστασία Ιστών και Πυλώνων Φωτισµού Αυτοκινητοδρόµων. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 3 2. ΓΑΛΒΑΝΙΣΜΑ ΕΝ ΘΕΡΜΩ... 4 2.1. ΣΎΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΉ ΤΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΊΑΣ... 4 2.2. Ο ΜΗΧΑΝΙΣΜΌΣ ΠΡΟΣΤΑΣΊΑΣ ΤΟΥ ΧΆΛΥΒΑ.... 5 2.3. Η ΙΆΡΚΕΙΑ ΖΩΉΣ ΤΗΣ ΕΠΙΚΆΛΥΨΗΣ.... 6 2.4. ΣΥΣΤΉΜΑΤΑ DUPLEX.... 7 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΛΛΗΛΑ ΓΙΑ ΓΑΛΒΑΝΙΣΜΑ... 9 3.1. Η ΕΠΙΚΆΛΥΨΗ ΤΟΥ ΓΑΛΒΑΝΊΣΜΑΤΟΣ... 9 3.2. ΟΙ ΠΑΡΆΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΆΖΟΥΝ ΤΟ ΠΆΧΟΣ ΤΟΥ ΓΑΛΒΑΝΊΣΜΑΤΟΣ... 11 3.2.1 Περιεκτικότητα σε πυρίτιο και φώσφορο.... 11 3.2.2 Τραχύτητα επιφανείας... 144 3.3.3 Xρόνος εµβάπτισης... 144 3.3.4 Θερµοκρασία του µπάνιου... 144 4. Η ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΤΗΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ... 144 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 155 6. ΠΡΟΤΥΠΑ... 166 2
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο πλευρό κάθε δρόµου υπάρχουν ιστοί και πυλώνες φωτισµού, σήµατα που κατευθύνουν τους οδηγούς πόσο γρήγορα να πάνε, σε ποια κατεύθυνση να πάνε καθώς επίσης και σηµατοδότες για σταµάτηµα και ξεκίνηµα της κυκλοφορίας, ή σήµανση κινδύνων. Κάµερες παρακολουθούν τη ροή και ακόµα και την ταχύτητά µας αν πηγαίνουµε πολύ γρήγορα. Αυτός ο εξοπλισµός κάνει τους δρόµους πιο ασφαλείς και σώζει ζωές και γι αυτό το λόγο θεωρούµε δεδοµένο ότι θα πρέπει να είναι πάντα εκεί κάτω από οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες. Υπάρχουν επίσης και πολλά άλλα παραδείγµατα στην µεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας και τις τηλεπικοινωνίες όπου η αξιοπιστία της φέρουσας κατασκευής θεωρείται απαραίτητη. Όλα αυτά τα φώτα, κάµερες, πινακίδες, καλώδια, κεραίες στηρίζονται από χαλύβδινους πυλώνες, ιστούς και στύλους. Ο χάλυβας είναι ισχυρός, ελαφρύς και οικονοµικός και αν προστατεύεται επιφανειακά από τη διάβρωση µε επάρκεια, έχει µεγάλη διάρκεια ζωής. Προστασία από διάβρωση Η επιλογή της σωστής µεθόδου προστασίας από διάβρωση είναι πολύ σηµαντική για πολλούς λόγους: α) Οικονοµία Το αρχικό κόστος κτήσεως πρέπει να είναι ανταγωνιστικό µε διάφορες επιλογές, αλλά καθώς οι Τοπικές Αρχές και οι Επιχειρήσεις Κοινής Ωφέλειας µεταβάλλουν τον τρόπο σκέψης τους, το κόστος συντήρησης κατά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισµού γίνεται ολοένα και περισσότερο ενδιαφέρον. Ο εξοπλισµός που έχει φθηνό αρχικό κόστος αλλά απαιτεί µεγάλα έξοδα συντήρησης κοστίζει µακροπρόθεσµα πολύ περισσότερο. β) Αξιοπιστία Η επιφανειακή προστασία πρέπει να είναι πλήρως αξιόπιστη. Εάν αρχίσει να αστοχεί, αυτό πρέπει να είναι επαρκώς ορατό ώστε να διορθωθεί έγκαιρα. γ) ιάρκεια ζωής 3
Το σύστηµα προστασίας από τη διάβρωση θεωρητικά πρέπει να διαρκεί όσο και η αναµενόµενη διάρκεια ζωής του εξοπλισµού χωρίς συντήρηση. Επίσης η προστασία πρέπει να καλύπτει όλες τις επιφάνειες και όχι µόνο τις εξωτερικές. Η υγροποίηση στο εσωτερικό απροστάτευτων σωλήνων µπορεί να έχει καταστροφικές επιπτώσεις χωρίς προηγούµενα εµφανή σηµάδια διάβρωσης. δ) Μηχανικές Ιδιότητες Το σύστηµα αντιδιαβρωτικής προστασίας θα πρέπει να είναι ικανό να παραλάβει κάποιες λογικές φυσικές ζηµιές όπως π.χ. βανδαλισµούς από αιχµηρά αντικείµενα µέχρι και ελαφρά χτυπήµατα από καρότσια ή ελαφρά οχήµατα. ε) Ανακύκλωση Όταν ο εξοπλισµός ανακυκλώνεται στο τέλος της διάρκειας ζωής του, το σύστηµα προστασίας θα πρέπει επίσης να ανακυκλώνεται και στο κάτω κάτω της γραφής τουλάχιστον να µην αποσυντίθεται σε διοξίνες. 2. ΓΑΛΒΑΝΙΣΜΑ ΕΝ ΘΕΡΜΩ Το γαλβάνισµα εν θερµώ είναι η ιδανική µέθοδος για την αντιδιαβρωτική προστασία των Πυλώνων και Ιστών Φωτισµού επειδή εκπληρώνει όλα τα παραπάνω κριτήρια και παρουσιάζει επίσης και ορισµένα πρόσθετα πλεονεκτήµατα. Για το λόγο αυτό θα παρουσιάσουµε ορισµένες βασικές γνώσεις για αυτή τη µέθοδο επιφανειακής προστασίας. 2.1. Σύντοµη περιγραφή της επεξεργασίας Πρόκειται για εµβάπτιση του χαλύβδινου αντικείµενου µε επιφάνεια χηµικά καθαρισµένη σε ένα µπάνιο τετηγµένου ψευδαργύρου ο οποίος αντιδρά µε τον χάλυβα και διαµορφώνει την προστατευτική επίστρωση. Η µέθοδος είναι γνωστή πλέον από 150 χρόνια. Ο τετηγµένος ψευδάργυρος δεν µπορεί να αντιδράσει µε χάλυβα του οποίου η επιφάνεια είναι καλυµµένη από λάδια, γράσα, χρώµατα κλπ. Η επιφάνεια πρέπει να καθαρισθεί µε χηµικό καθαρισµό (διάλυµα υδροχλωρικού οξέως), απολαδωτικά ή ακόµα και µε µηχανικό καθαρισµό 4
(αµµοβολή) πριν επεξεργαστεί. Στη συνέχεια επικαλύπτεται µε µια επίστρωση χηµικών που επιτρέπουν τη διαβροχή του χάλυβα από τον ψευδάργυρο κατά την εµβάπτιση. Όταν το αντικείµενο αναδύεται από το λουτρό του ψευδάργυρου ο επιπλέον ψευδάργυρος που δεν εναποτέθηκε αποστραγγίζεται πίσω στο ίδιο το λουτρό. Το επικαλυµµένο µε ψευδάργυρο αντικείµενο ψύχεται είτε µε εµβάπτιση σε λουτρό νερού ή απλά στον αέρα. 2.2. Ο Μηχανισµός Προστασίας του Χάλυβα. Όπως είναι γνωστό ο χάλυβας όταν εκτίθεται στον αέρα και στην υγρασία διαβρώνεται λόγω της δηµιουργίας οξειδίων του σιδήρου στην επιφάνεια του που δεν είναι προστατευτικά. Η διάβρωση προχωράει και σε κάποια χρονική περίοδο ο χάλυβας αναλώνεται πλήρως. Η προστασία της επιφάνειας µε γαλβάνισµα εν θερµώ είναι ή πλέον αποτελεσµατική απ ότι µε χρώµατα ή µε πλαστικοποίηση. Όταν ο καθαρός χάλυβας εµβαπτίζεται στον τετηγµένο ψευδάργυρο ή επίστρωση σχηµατίζεται από την αντίδραση µεταξύ του ψευδαργύρου και του σιδήρου του βασικού µετάλλου. Η γαλβανισµένη επίστρωση είναι πολύ πιο ανθεκτική σε φυσική ζηµιά από µια επίστρωση χρώµατος. Επίσης περιοχές που δεν είναι εύκολα προσβάσιµες καλύπτονται πλήρως. Ακόµα και στην περίπτωση που έχουµε ζηµία της επίστρωσης ψευδαργύρου, µε αποτέλεσµα να έλθει σε επαφή ο χάλυβας µε την ατµόσφαιρα, ο ψευδάργυρος εξακολουθεί να προστατεύει το χάλυβα και να µην έχουµε δηµιουργία σκουριάς κάτω από την επίστρωση. Το φαινόµενο εξηγείται λόγω γαλβανικού φαινοµένου που δηµιουργείται µεταξύ χάλυβα και ψευδάργυρου όπου αναλώνεται ο ψευδάργυρος προστατεύοντας το χάλυβα. Αυτή η θυσία του ψευδαργύρου είναι η ειδοποιός διαφορά µεταξύ του εν θερµώ γαλβανίσµατος και το κυριότερο πλεονέκτηµα της µεθόδου έναντι της επιφανειακής προστασίας µε χρώµατα. Ο ψευδάργυρος αν και αντιδρά ελαφρά µε τον αέρα και το νερό το οξείδιο του ψευδάργυρου που δηµιουργείται στην επιφάνεια είναι «αδιαπέραστο» και άρα προστατευτικό ελαττώνοντας κατά πολύ τη διάβρωση του ψευδαργύρου. Σε διαφορετικής διαβρωτικότητας ατµόσφαιρα η διάρκεια της επίστρωσης εξαρτάται κυρίως από το πάχος της, όπως θα δούµε παρακάτω. Μεγάλα πάχη επικάλυψης είναι δυνατόν να επιτευχθούν αφού προηγουµένως αµµοβάλουµε το προς γαλβάνισµα αντικείµενο. Η επικάλυψη αυτή περιέχει µεγάλο ποσοστό κραµάτων ψευδαργύρου και χάλυβα που σχηµατίζονται κατά την εµβάπτιση. Τα κράµατα αυτά µε το χρόνο 5
έρχονται στην επιφάνεια λόγω της σταδιακής ανάλωσης του ψευδαργύρου κατά τη χρήση. Λόγω του σιδήρου που περιέχεται στα κράµατα αυτά δηµιουργείται η εντύπωση δηµιουργίας σκουριάς. Αυτό το φαινόµενο µε κανένα τρόπο δεν επηρεάζει την προστατευτική αξία της επικάλυψης και είναι δυνατόν να αγνοηθεί εκτός και αν συντρέχουν αισθητικοί λόγοι. 2.3. Η ιάρκεια Ζωής της Επικάλυψης. Η διάρκεια ζωής της επικάλυψης του χάλυβα εξαρτάται από το πάχος της και τις συνθήκες στις οποίες εκτίθεται. Συχνά το πάχος εκφράζεται και σε βάρος ανά µονάδας επιφάνειας (610 gr/m 2 καλυπτόµενης επιφάνειας αντιστοιχεί σε µέσο πάχος επικάλυψης 85 µm πάχους). Από την αντίδραση µε την ατµόσφαιρα δηµιουργείται συνήθως οξείδιο του ψευδαργύρου η ανθρακικός ψευδάργυρος ανάλογα αν η αντίδραση γίνει µε το οξυγόνο ή το διοξείδιο του άνθρακα που είναι στην ατµόσφαιρα. Η παρουσία άλλων διαβρωτικών ουσιών επηρεάζει επίσης τη δοµή των ανωτέρω προστατευτικών λεπτών επιστρώσεων (films) και συνεπώς το βαθµό αποδόµησης του ψευδαργύρου. Το SO 2 είναι ή πιο δραστική ένωση που κυρίως επηρεάζει την ατµοσφαιρική διάβρωση του ψευδαργύρου. Η συγκέντρωση νερού πρέπει να ληφθεί υπ όψιν και επίσης, σε περιβάλλοντα θαλάσσια, η συγκέντρωση του αλατιού. Η σχετική υγρασία καθορίζει την απορρόφηση του SO 2 από την επιφάνεια του ψευδαργύρου και συνεπώς την διάβρωσή του από το θειώδες οξύ. Τα οξείδια που προέρχονται από το αλάτι και άζωτο έχουν µικρότερη έκταση. Τα παρακάτω πρέπει να ληφθούν υπ όψιν όταν αξιολογείται ο ρυθµός διάβρωσης των γαλβανισµένων επιφανειών: Οι ρυθµοί διάβρωσης µεταβάλλονται γραµµικά συναρτήσει του χρόνου για ένα δεδοµένο περιβάλλον. Άρα η διάρκεια ζωής είναι γραµµική συνάρτηση του πάχους της επίστρωσης. Οι ρυθµοί µεταβάλλονται µε τη διάρκεια και τη συχνότητα εµφάνισης υγρασίας. Ισχυρά οξέα και αλκάλια δεν είναι συµβατά µε τον ψευδάργυρο. 6
Η διάβρωση µέσα σε θαλάσσιο περιβάλλον προχωρά µε ρυθµούς 10 έως 15 µm/χρόνο. Ταχύτεροι ρυθµοί παρουσιάζονται σε περιοχές όπου η θερµοκρασία του νερού είναι υψηλότερη (τροπική). Πειράµατα στην Αγγλία (1988 1990) έδειξαν τη σχέση µεταξύ συγκέντρωσης διοξειδίου του θείου στην ατµόσφαιρα και ρυθµού µείωσης του πάχους του ψευδαργύρου ετησίως : Μέση περιεκτικότης Μέση απώλεια πάχους Εκτιµώµενη διάρκεια Ζωής SO 2 (µg/m 3 ) Ζn (µm/έτος) για επίστρωση 85 µm (έτη) 37,6 2.29 37 21,7 2.08 41 17.8 1.73 49 15.2 1.65 52 7.4 1.43 59 6.2 1.25 68 1.7 1.04 82 Για τον ίδιο σκοπό (εκτίµηση διάρκειας ζωής επικάλυψης ψευδαργύρου) είναι δυνατόν να χρησιµοποιηθεί το διάγραµµα: Τυπική διάρκεια ζωής επιστρώσεων Ζn σε καθορισµένο περιβάλλον. Το διάγραµµα έχει ληφθεί από το πρότυπο BS 5493/77. Θεωρούµε ότι ο ανωτέρω πίνακας έχει εργαστηριακή και µόνο αξία ενώ για πρακτικές εφαρµογές θα πρέπει να λαµβάνεται υπ όψιν το διάγραµµα των Britιsh Standards, που καθορίζει τη µέγιστη χρονική διάρκεια µεταξύ της αρχικής επιψευδαργύρωσης και της πρώτης συντήρησης που απαιτείται. 2.4. Συστήµατα Duplex. Όταν απαιτείται µεγάλη διάρκεια ζωής ειδικά σε πολύ διαβρωτικές συνθήκες περιβάλλοντος, µεγαλύτερη δηλαδή από αυτή που εξασφαλίζεται µε το γαλβάνισµα, τότε είναι δυνατόν επιπρόσθετα να βαφεί το αντικείµενο. Αυτό µπορεί να συµβεί και στην περίπτωση που για 7
λόγους αισθητικής χρειάζεται η απόχρωση της εξωτερικής επιφάνειας του αντικειµένου να είναι διαφορετική από αυτή που έχει ο ψευδάργυρος. Σήµερα υπάρχουν χρώµατα που µπορούν να εφαρµοστούν σε επιφάνειες που έχουν γαλβανιστεί πρόσφατα, ύστερα από κατάλληλη προεργασία. Επίσης ή βαφή γαλβανισµένων επιφανειών µε ηλεκτροστατική πούδρα είναι πλέον κοινή πρακτική µε άριστα αισθητικά αποτελέσµατα. Η εξέταση των συστηµάτων βαφής µε λεπτοµέρεια ξεφεύγει από τα όρια αυτής της παρουσίασης. Τα συστήµατα Duplex είναι πολύ ανθεκτικά διότι ακόµη και στην περίπτωση που το φιλµ της επικάλυψης του χρώµατος σπάσει και διαπεραστεί από αέρα και υγρασία το στρώµα ψευδαργύρου εξακολουθεί να προστατεύει το χάλυβα. Η επισκευή τον επιφανειών αυτών είναι πολύ πιο απλή από την επισκευή αντικειµένων που η βάση τους έχει διαβρωθεί όπως ακριβώς στην περίπτωση προστασίας χάλυβα µόνο µε βαφή. Για την εκτίµηση της διάρκειας ζωής αυτών των συστηµάτων επιφανειακής προστασίας παραπέµπουµε στους Πίνακες 3, Μέρος 1 έως Μέρος 20 του BS 5493/77, όπου για διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος δίδεται ο αναµενόµενος χρόνος πρώτη συντήρηση της κατασκευής. µέχρι την Ειδικά για αυτοκινητόδροµους συνιστάται η χρήση των πινάκων: Μέρος 1: Εξωτερική έκθεση Μη µολυσµένη ηπειρωτική ατµόσφαιρα. Μέρος 2: Εξωτερική έκθεση Mολυσµένη ηπειρωτική ατµόσφαιρα. Μέρος 3: Εξωτερική έκθεση Mολυσµένη παράκτια ατµόσφαιρα. Μέρος 4: Εξωτερική έκθεση Μη µολυσµένη παράκτια ατµόσφαιρα. Μέρος 9: Ζώνη σταγονιδίων θαλασσινού νερού ή συχνή νέφωση αλατιού Μέρος 10: Εµβάπτιση σε θαλασσινό νερό Μέρος 17: Προσβολή από αντιπαγωτικά άλατα. Χωρίς να έχουµε σκοπό να εξαντλήσουµε το θέµα αναφέρουµε ότι σύµφωνα µε τα στοιχεία που δίδονται στο Μέρος 1 για διάρκεια ζωής της επικάλυψης πάνω από 20 χρόνια απαιτείται µια επίστρωση ψευδαργύρου πάχους 85 µm. Με βάψιµο και µάλιστα µε ειδικά συστήµατα χρωµάτων πάχους από 245 µέχρι 295 µm η διάρκεια ζωής περιορίζεται από 10 µέχρι 20 έτη, υπό 8
την προϋπόθεση ότι η προετοιµασία της επιφάνειας (αµµοβολή) και η εφαρµογή των χρωµάτων έγινε κάτω από ελεγχόµενες συνθήκες και µε τη σωστή διαδικασία. Η διασφάλιση της ποιότητας για εργασίες αµοβολής-βαφής είναι αρκετά δύσκολη και όχι εύκολα ελεγχόµενη, παράγοντας που πρέπει να λάβει κανείς σοβαρά υπ όψιν στην εκτίµηση του κόστους της µεθόδου αυτής. Τέλος δεν πρέπει να διαφεύγει της προσοχής µας ότι λόγω της φύσης των κατασκευών (ιστοίπυλώνες) η βαφή δεν µπορεί να εφαρµοστεί στις εσωτερικές επιφάνειες τους σε αντίθεση µε το γαλβάνισµα που εισχωρεί ακόµα και στα δυσκολότερα σηµεία. 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΛΛΗΛΑ ΓΙΑ ΓΑΛΒΑΝΙΣΜΑ. Γενικά όλοι οι χάλυβες που χρησιµοποιούνται στις κατασκευές είναι κατάλληλοι για γαλβάνισµα εν θερµώ. Η προετοιµασία της επιφανείας ενδέχεται να διαφέρει ελαφρά ανάλογα µε την ποιότητα που απαιτείται. Το τελικό φινίρισµα της εξωτερικής επιφάνειας εξαρτάται όµως και από την ποιότητα του χάλυβα. Ο χάλυβας δεν είναι εντελώς οµοιογενής και η καταλληλότητα του για γαλβάνισµα µπορεί να επηρεασθεί από ρηγµατώσεις, εγκλεισµούς σκωρίας, εγκλεισµούς καλαµίνας κλπ. Η παρουσία στο χάλυβα πυριτίου και φωσφόρου σε κάποιες αναλογίες έχει µεγάλη σηµασία για της ταχύτητα αντίδρασης µεταξύ του χάλυβα και του τετηγµένου ψευδαργύρου. Μεταβολές στο ποσοστό του άνθρακα και λιγότερο του µαγγανίου επηρεάζουν το ρυθµό απορρόφησης. Επίσης η υψηλή περιεκτικότητα των συγκολλήσεων σε πυρίτιο αυξάνει την απόθεση ψευδαργύρου στην περιοχή τους από ότι στην υπόλοιπη επιφάνεια του αντικειµένου. 3.1. Η επικάλυψη του γαλβανίσµατος. Η επικάλυψη του γαλβανίσµατος συνιστάται βασικά από δύο µέρη. Το πρώτο είναι κράµα χάλυβα και ψευδαργύρου σε επαφή µε το βασικό µέταλλο και το δεύτερο είναι ένα στρώµα µη κραµατωµένου ψευδαργύρου. Και τα δύο συνεισφέρουν στη αντίσταση στην διάβρωση και τη διάρκεια ζωής της επικάλυψης. 9
Το πρώτο στρώµα είναι σκληρότερο και λιγότερο ελατό από το εξωτερικό που είναι καθαρός ψευδάργυρος. Το στρώµα του κράµατος συνήθως συνίσταται µεταλλογραφικά από δύο φάσεις: Αυτή που είναι κοντά στη βάση είναι η φάση δέλτα που περιέχει 6-11% σίδηρο Η εξωτερική ζήτα φάση που περιέχει 6% σίδηρο. Η φάση ζήτα διαφέρει σε πάχος αρκετά και τείνει να διαχέεται προς την εξωτερική στρώση του ψευδαργύρου ειδικά αν η επιφάνεια του προς γαλβάνισµα χάλυβα είναι τραχεία ή έχει ασυνήθιστα µεταλλογραφικά χαρακτηριστικά. Οι παραπάνω φάσεις διακρίνονται στις παρακάτω εικόνες. 10
3.2. Οι παράγοντες που επηρεάζουν το πάχος του γαλβανίσµατος. 3.2.1 Περιεκτικότητα σε πυρίτιο και φώσφορο. Η χηµική σύσταση του χάλυβα έχει σηµαντική επίδραση στο πάχος και την εµφάνιση της επίστρωσης που παράγεται µε γαλβάνισµα, σε συνήθεις θερµοκρασίες (445 455 0 C) Η περιεκτικότητα σε πυρίτιο και σε ορισµένες περιπτώσεις και σε φώσφορο (λιγότερο) έχουν σηµαντική επίδραση. Γενικά ο ρόλος του πυριτίου περιγράφεται από την καµπύλη Sandelin(σχήµατα 1 και 2) Σχήµα 2 Σχήµα 1 11
Σε χάλυβες µε περιεκτικότητα πάνω από 0,30% πυρίτιο δηµιουργούνται γκρίζες περιοχές µεγάλου πάχους επικάλυψης. Αυτές οι περιοχές είναι κυρίως κράµα ψευδαργύρου - σιδήρου, και αν και παρέχουν ισχυρή προστασία, όµως αντέχουν λιγότερο σε µηχανικές ζηµιές κατά τη διακίνηση τους. Η εικόνα 3 δείχνει την τυπική δοµή µίας στρώσης γαλβανίσµατος πού περιέχει 0,35% πυρίτιο. Εικόνα 3 Το ακριβές κατώφλι άνω του οποίου δηµιουργούνται αυτά τα χοντρά στρώµατα δεν είναι καθορισµένο αν και οι κανονικοί χάλυβες µε πυρίτιο 0,15 ως 25% γενικά δεν έχουν πρόβληµα. Λιγότερο προβλέψιµα αποτελέσµατα έχουµε για περιεκτικότητα πυριτίου µεταξύ 0,04 και 0,12% όπου και εκεί έχουµε πιθανότητα παρουσίασης µεγάλων παχών, γεγονός που εξαρτάται και από την παρουσία φωσφόρου. Ό ρόλος του φωσφόρου αναγνωρίσθηκε πρόσφατα και ένας πίνακας που ταξινοµεί την δυνατότητα αντίδρασης των χαλύβων µε τον ψευδάργυρο επεξεργάστηκε από τον ILZRO ( International Lead Zinc Organization) και δίνεται παρακάτω. 12
. Ο πίνακας αυτός γενικά συµφωνεί και µε τη καµπύλη Sandelin που περιγράφηκε παραπάνω 13
3.2.2 Τραχύτητα επιφανείας. Το πάχος της επίστρωσης αυξάνει µε την τραχύτητα της επιφάνειας παρ όλο που η ανοµοιοµορφία του πάχους είναι µεγαλύτερη. Πάχη µέχρι και 140µm (1000gr/m 2 µπορούν εύκολα να επιτευχθούν µε συµβατική αµµοβολή της επιφάνειας. Με υψηλότερη θερµοκρασία έχουµε αύξηση του πάχους όµως πρακτικά µε τη µέθοδο αυτή δεν µπορούµε να επιτύχουµε µεγαλύτερο πάχος λόγω µικρής διακύµανσης της περιοχής λειτουργίας του µπάνιου. 3.3.3 Xρόνος εµβάπτισης. Το µέγιστο πάχος µπορεί να επιτευχθεί µέσα σε 2 λεπτά το πολύ από την εµβάπτιση. Πέραν αυτού του χρόνου ο ρυθµός της αντίδρασης µειώνεται και η αύξηση του πάχους είναι πράγµατι πολύ µικρή. 3.3.4 Θερµοκρασία του µπάνιου. Με υψηλότερη θερµοκρασία έχουµε αύξηση του πάχους όµως πρακτικά µε τη µέθοδο αυτή δεν µπορούµε να επιτύχουµε µεγάλες διαφορές παχών λόγω της µικρής διακύµανσης θερµοκρασίας της περιοχής λειτουργίας του µπάνιου (445-455 o C). 4. Η ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΤΗΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ. Το εξωτερικό στρώµα του µη κεκραµένου ψευδαργύρου είναι πρακτικά ο τετηγµένος ψευδάργυρος που παρασύρεται από το µπάνιο κατά την ανάδυση του αντικειµένου. Το πάχος του εξαρτάται από τη ταχύτητα µε την οποία ο ψευδάργυρος στραγγίζει από το αντικείµενο. Γενικά µία ανάδυση πού έχει σαν αποτέλεσµα καλό στράγγισµα αφήνει ένα λεπτό οµοιόµορφο στρώµα ψευδαργύρου. 14
Το ελκυστικό φινίρισµα τύπου πεταλούδας συχνά παίρνεται από τους πελάτες σαν κριτήριο καλής δουλειάς. Εν τούτοις η αντοχή σε διάβρωση αυτής της επίστρωσης, είναι ακριβώς η ίδια µε αυτής µίας µατ επικάλυψης του ιδίου πάχους και η µόνη διαφορά τους είναι αισθητικού περιεχοµένου. Σε χάλυβες µε χαµηλή δυνατότητα αντίδρασης και αργή ψύξη του επιφανειακού στρώµατος η επίστρωση καταλήγει σε µεγάλους κρυστάλλους και καλό αισθητικό αποτέλεσµα. Με γρήγορους ρυθµούς ψύξης η κρυσταλοποίηση γίνεται επιφανειακά σε µικρότερους κόκκους και η πεταλούδα είναι λιγότερο ορατή. Μικρές ποσότητες κασσιτέρου στο λουτρό, είναι δυνατόν να βοηθήσουν στη δηµιουργία καλύτερου αισθητικού αποτελέσµατος. 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η προστασία των ιστών φωτισµού πρέπει να είναι αποτελεσµατική και πλήρως αξιόπιστη. Από την πλευρά των Ιδιοκτητών και των Κυρίων των Έργων, οι κατασκευές πρέπει υποχρεωτικά να µην απαιτούν συντήρηση για πολύ µεγάλη χρονική περίοδο. Το γαλβάνισµα εν θερµώ, µία από τις πιο παλιές µεθόδους αντιδιαβρωτικής προστασίας χρησιµοποιείται στα πιο µοντέρνα και υψηλής τεχνολογίας συστήµατα φωτισµού. Είναι σαφές ότι θα συνεχίσει να συµβαίνει έτσι αφού παρουσιάζει τα παρακάτω πλεονεκτήµατα: α) Οικονοµία Το γαλβάνισµα φθείρεται µε γραµµικό ρυθµό σε ένα δεδοµένο περιβάλλον. Αυτό σηµαίνει ότι η διάρκεια ζωής του είναι προβλέψιµη. Είναι επίσης τίµιο. Η φύση της επικάλυψης είναι τέτοια, που αν τυχόν υποστεί ζηµιά η σκουριά δεν θα αναπτυχθεί κάτω από την επικάλυψη χωρίς να είναι ορατή. β) ιάρκεια ζωής Η µείωση του ατµοσφαιρικού διοξειδίου του θείου στα προηγούµενα χρόνια σηµαίνει ότι η διάρκεια ζωής του γαλβανίσµατος είναι πολύ µεγάλη. Αυτή θα µπορούσε να είναι µέχρι και 50 χρόνια για πάχος γαλβανίσµατος 85µm. Το γαλβάνισµα δίνει την ίδια προστασία τόσο εξωτερικά, όσο και εσωτερικά στους Ιστούς και στους Πυλώνες. Εντούτοις όπου εντοιχίζονται µέσα στο έδαφος, θα πρέπει να τους δοθεί 15
επιπρόσθετη προστασία. Αυτό συµβαίνει διότι ο ψευδάργυρος είναι δυνατόν να διαβρωθεί από εδάφη που είναι πολύ όξινα. γ) Μηχανικές Ιδιότητες Τα σκληρά κραµατούχα στρώµατα σε µια γαλβανισµένη επικάλυψη δίνουν εξαιρετική προστασία σε χτυπήµατα και βανδαλισµούς. Εντούτοις ακόµα και αν η επικάλυψη υποστεί ζηµιά και η επιφάνεια του χάλυβα εκτεθεί στην ατµόσφαιρα, η καθοδική προστασία που προσφέρει ο ψευδάργυρος θα περιορίσει τη διάβρωση και θα την εµποδίσει να εξαπλωθεί. δ) Ανακύκλωση Η επικάλυψη µε ψευδάργυρο, σε αντίθεση µε τις οργανικές επικαλύψεις, µπορεί να ανακυκλωθεί ταυτόχρονα µε την ανακύκλωση του χάλυβα. Ο ψευδάργυρος και ο χάλυβας δεν αποδοµείται κάθε φορά που ανακυκλώνεται. Αυτό κάνει τον γαλβανισµένο χάλυβα πλήρως και πολλές φορές ανακτήσιµο. 6. ΠΡΟΤΥΠΑ Συνηµµένα δίδεται κατάλογος µε πρότυπα που αφορούν το εν θερµώ γαλβάνισµα των κατασκευών. Οι φωτογραφίες ελήφθησαν από το Handbook of Galvanizers Association 16
17