Cynkowanie ogniowe to powszechnie stosowana metoda ochrony stali, polegająca na wytworzeniu powłoki antykorozyjnej na elementach konstrukcyjnych poprzez zanurzenie ich w stopionym cynku. Wskutek reakcji metalurgicznej pomiędzy żelazem zawartym w stali a płynnym cynkiem na powierzchni elementu powstaje wielowarstwowa metalowa bariera. Wysoka skuteczność cynkowania w walce z korozją opiera się na trzech mechanizmach:
- Fizyczna bariera: Powłoka cynkowa stanowi szczelną barierę oddzielającą stal od środowiska korozyjnego.
- Mechanizm inhibitorowy: Niektóre ze związków powstających na skutek utleniania cynku spowalniają dalszy rozwój korozji.
- Ochrona katodowa (protektorowa): Cynk w większości środowisk korozyjnych charakteryzuje się niższym potencjałem elektrochemicznym od żelaza. Oznacza to, że w przypadku kontaktu z elektrolitem (np. wodą), cynk działa jak protektor i koroduje w pierwszej kolejności. Na skutek wilgoci na powłoce cynkowej (anodzie) powstają jony, które są przyciągane do żelaza (katody). Dzięki temu żelazo przechodzi w stan odporności i nie ulega utlenianiu. Warunkiem działania tego mechanizmu jest fizyczne połączenie obu metali, umożliwiające swobodny przepływ elektronów między nimi.
Dlaczego ochrona katodowa jest ważna?
Ochrona katodowa ma zasadnicze znaczenie, ponieważ każda powłoka posiada różnego rodzaju nieciągłości i pory, przez które wilgoć może przedostać się do podłoża i wywołać korozję podpowłokową. Zasięg protektora wynosi do kilku milimetrów i sprawdza się nawet w przypadku miejscowego przerwania ciągłości bariery (np. głębokie zarysowanie).
W momencie uszkodzenia powłoki cynkowej, przy obecności wilgoci, stal przechodzi w stan odporności, a cynk zaczyna się utleniać, tworząc produkty korozji. Produkty te przylegają do odsłoniętej stali i wypełniają szczelinę w barierze, co hamuje dalsze postępowanie degradacji. Innymi słowy, cynk „poświęca się”, by zapobiec korozji ocynkowanego elementu.
Powłoka z ocynku może być również chroniona katodowo przez prąd zewnętrzny. Należy tu jednak uważać, aby wybrany potencjał ochronny nie był zbyt ujemny, ponieważ inaczej cynk rozpuści się korozyjnie tworząc tzw. cynkat.