オフショアプラットフォームから橋梁まで: 耐久性の高い防食における亜鉛線の用途-

鉄鋼の腐食は世界経済に年間推定 2 兆 5,000 億米ドルの損失をもたらしており、単一カテゴリーの損失のうち最大のものはインフラストラクチャと海洋資産です。亜鉛線-溶射メタライジングと犠牲陽極システムによって導入され、-最もコスト効率が高く、技術的に証明された方法の 1 つを提供し、攻撃的な環境で鋼構造物の耐用年数を延長します。-この記事では、海洋、インフラ、産業、エネルギー分野における亜鉛線の主要なヘビーデューティ用途について検討します。{4}

応用例 1: 海洋および海洋構造物

海洋の石油とガスのプラットフォーム、風力タービンの基礎、沿岸施設は、塩水噴霧、潮浸し、紫外線、機械的磨耗に同時にさらされます。高純度亜鉛ワイヤ（Zn 99.995% 以上）を使用して塗布された溶射亜鉛コーティングは、下地の鋼を優先的に腐食する犠牲バリアを提供し、コーティングが機械的に損傷した場合でも基板の完全性を維持します。

海洋環境では、亜鉛-アルミニウム合金ワイヤ (ZnAl15) がスプラッシュ ゾーン-、つまり最も激しい腐食サイクルが発生する満潮と干潮の間のエリアに指定されることがよくあります。アルミニウムの含有量が安定した不動態酸化膜を形成し、亜鉛の消費速度を低減し、適切なシーラー塗布により保護期間を 25 ～ 30 年に延長します。

プラットフォームの脚、ライザー、海底パイプラインなどの完全に水没したコンポーネントの場合、犠牲陽極の製造にも亜鉛線が使用されます。高純度の亜鉛原料から製造された鋳造亜鉛アノードは、鋼構造を電気化学的に腐食を防ぐ電位に維持することで陰極保護を提供します。-これらのアノードは、消費率が予測できるように設計されており、定期的なメンテナンス サイクルで交換されます。

応用例2：橋梁の改修と新設

橋梁鋼-桁、ベアリング、伸縮継手、ケーブル固定具-は、最も集中的に研究されている防食用途の 1 つです。 FHWA の長期曝露試験プログラムでは、海岸および工業試験環境において「金属化システムは一貫して最高の腐食防止性能を提供した。試験されたすべての金属化コーティングは腐食を示さなかった」と結論付けました。-

橋梁鋼材への亜鉛溶射は、従来の塗装システムに比べて複数の利点をもたらします。

耐用年数:環境とシーラーの構成に応じて 25-40+ 年の保護期間（高性能塗料システムの場合は 10{2}}15 年）

ダメージ耐性:塗料とは異なり、亜鉛コーティングは、通常塗装システムが最初に故障する切断端、傷、ボルト穴の領域を犠牲的に保護します。{0}

メンテナンス間隔:メンテナンスサイクルの延長により、ライフサイクルコストと交通中断が削減されます。

環境適合性:亜鉛コーティングには塗布時に揮発性有機化合物 (VOC) が含まれておらず、オーバースプレーは完全にリサイクル可能です。

ナイアガラ フォールズのレインボー ブリッジは、85/15 Zn-Al 合金系で金属化されており、凍結融解サイクルや多量の除氷塩にさらされる環境において、20 年以上にわたってメンテナンスフリーの腐食保護を実証してきました。{{3}同様に、溶射亜鉛二相コーティングを施したノルウェーの道路橋は、従来の代替塗料と比較して最小限のメンテナンスで、北欧の海岸条件で 25+ 年間保護されています。

用途 3: 貯蔵タンクおよび工業用鋼材

-石油、化学物質、水用の地上貯蔵タンク（AST）は、もう 1 つの主要なアプリケーション セグメントを代表します。タンクの外部、屋根、内部の浮き屋根は、攻撃的な大気条件や内部の蒸気空間によって腐食が促進される場合、溶射亜鉛の恩恵を受けます。 -塗装システムの硬化時間や環境制約を受けずに、現場で亜鉛コーティングを適用できるため、-メンテナンス停止中のタンクのダウンタイムが削減されます。

化学プラント、発電所、製造施設の工業用鋼構造物でも、二酸化硫黄、塩化物、その他の腐食剤が存在する場所では亜鉛線コーティングが使用されています。このような環境では、コーティングの厚さとシーラーの選択が重要な設計パラメータとなり、一般的な仕様では、適切な有機シーラーのトップコートを備えた 100 ～ 200 μm の亜鉛が必要となります。

応用例 4: 風力エネルギーインフラ

風力タービンタワー、特に沿岸または沖合の場所に設置されるタワーには、溶射亜鉛コーティングシステムが使用される仕様が増えています。高地への曝露、塩分を含んだ風、-メンテナンスへのアクセスの制限などの組み合わせにより、長寿命のコーティング システムが不可欠です。-タワー部分は通常、現場で組み立てる前に製造工場で金属処理され、溶接接合部と接続プレートが完全にカバーされるようにします。

洋上風力発電モノパイルの基礎には、特に要求の厳しい用途が求められます。トランジションピース-水没したモノパイルと上部の-給水塔の間の界面-はスプラッシュゾーン条件にさらされるため、Zn-Al合金コーティング、または亜鉛陽極を使用した陰極防食と溶射亜鉛の組み合わせのいずれかが必要です。

アプリケーション 5: 連続溶融亜鉛めっき-

溶射以外にも、亜鉛線は連続溶融亜鉛めっきラインの原料として機能します。{0}鋼線、鋼管、構造部分を溶融亜鉛浴に通し、冶金的に結合した亜鉛コーティングを生成します。亜鉛ワイヤまたは亜鉛インゴット原料の純度は、コーティングの密着性、外観、耐食性に直接影響します。高純度亜鉛（亜鉛 99.99% 以上）は通常、自動車-グレードおよび建築-グレードの亜鉛めっき製品に必要です。

アプリケーション 6: 新たなアプリケーション

2 つの新たな用途により、特殊亜鉛線の対応可能な市場が拡大しています。

亜鉛-空気電池の電極:亜鉛線と亜鉛箔は、系統規模のエネルギー貯蔵や電気自動車の航続距離延長装置に使用される-次世代空気亜鉛-電池の電極材料として開発されています。{2}高純度亜鉛の電気化学的特性により、これらのシステムにとって理想的なアノード材料となります。{4}

積層造形:研究プログラムでは、耐食性コンポーネントや複雑な形状の犠牲陽極形状のワイヤ アーク積層造形 (WAAM){{1}{2}}の原料として、亜鉛および亜鉛{0}合金ワイヤを評価しています。

環境別のコーティング性能の概要

亜鉛線コーティングの経済的事例

ライフサイクル コストに基づいて評価すると、溶射亜鉛コーティングは長寿命インフラストラクチャの塗装システムよりも一貫して優れています。{0}}初期塗布コストの高さは、メンテナンス間隔の延長、ダウンタイムの短縮、および完全な再コーティング サイクルの排除によって相殺されます。設計耐用年数が 50- 年の主要な橋梁プロジェクトの場合、亜鉛メタライジング システムは、耐用期間中に 2 回の全面再塗装が必要な 3 コート塗装システムと比較して、総防食コストを 30～50% 削減できます。

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ZhenAn は、溶射、アーク スプレー、亜鉛めっき、犠牲陽極用途向けの亜鉛ワイヤと亜鉛-アルミニウム合金ワイヤを世界中に供給しています。当社の製品範囲は、純度 99.99% 以上の Zn から 99.995% 以上の Zn SHG までの直径 0.8 mm ～ 4.0 mm をカバーしており、ASTM B833、ISO 14919、AWS C2.25/C2.23、および GB/T 12608 の完全な認証を取得しています。

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