Roestvrij staal versus gegalvaniseerd staal

Invoering

Roestvrij staal versus gegalvaniseerd staal, is het cruciaal om rekening te houden met de omgeving, vereiste duurzaamheid en onderhoudsbehoeften. Roestvrij staal biedt ongeëvenaarde corrosiebestendigheid, sterkte en visuele aantrekkingskracht, waardoor het geschikt is voor veeleisende toepassingen in zware omgevingen. Gegalvaniseerd staal biedt daarentegen kosteneffectieve corrosiebescherming voor minder agressieve omgevingen.

1. Samenstelling en productieproces

Roestvrij staal

Roestvrij staal is een legering die voornamelijk bestaat uit ijzer, chroom (minimaal 10.5%) en soms nikkel en molybdeen. Chroom vormt een beschermende oxidelaag op het oppervlak, waardoor het een uitstekende corrosiebestendigheid heeft. Verschillende kwaliteiten, zoals 304 en 316, variëren in legeringselementen, wat opties biedt voor verschillende omgevingen, waaronder extreme temperaturen en een hoog zoutgehalte.

Gegalvaniseerd staal

Gegalvaniseerd staal is koolstofstaal dat is bedekt met een laag zink. De zinklaag beschermt het staal eronder als een barrière tegen corrosie. De meest voorkomende galvanisatiemethode is thermisch verzinken, waarbij het staal wordt ondergedompeld in gesmolten zink. Een andere methode is elektrolytisch verzinken, waarbij zink wordt aangebracht met behulp van een elektrische stroom. Beide processen verbeteren de corrosiebestendigheid, hoewel ze over het algemeen minder duurzaam zijn in zware omstandigheden dan roestvrij staal.

2. Corrosiebestendigheid

Roestvrij staal

De corrosiebestendigheid van roestvrij staal is inherent aan de legeringssamenstelling, die een passieve chroomoxidelaag vormt. Roestvrij staal van klasse 316, dat molybdeen bevat, biedt uitstekende weerstand tegen corrosie door chloriden, zuren en andere agressieve chemicaliën. Het is een voorkeurskeuze in de maritieme, chemische verwerkings- en olie- en gasindustrie, waar blootstelling aan corrosieve stoffen dagelijks voorkomt.

Gegalvaniseerd staal

De zinklaag op gegalvaniseerd staal biedt opofferende bescherming; het zink zal corroderen voordat het onderliggende staal, wat enige corrosiebestendigheid biedt. Deze bescherming is echter beperkt, omdat de zinklaag na verloop van tijd kan degraderen. Hoewel gegalvaniseerd staal adequaat presteert in milde omgevingen en algemene constructie, is het niet zo goed bestand tegen agressieve chemicaliën of blootstelling aan zout water als roestvrij staal.

3. Mechanische eigenschappen en sterkte

Roestvrij staal

Roestvrij staal is over het algemeen robuuster dan gegalvaniseerd staal, met hogere treksterkte en duurzaamheid. Dit maakt het ideaal voor toepassingen die veerkracht en betrouwbaarheid onder druk vereisen. Roestvrij staal biedt ook uitstekende weerstand tegen stoten en slijtage, wat voordelen biedt voor infrastructuur en zware industriële toepassingen.

Gegalvaniseerd staal

Terwijl de sterkte van gegalvaniseerd staal voornamelijk voortkomt uit de kern van koolstofstaal, is het over het algemeen minder robuust dan roestvrij staal. De toegevoegde zinklaag draagt niet significant bij aan de sterkte. Gegalvaniseerd staal is geschikt voor middelzware toepassingen waar corrosiebestendigheid noodzakelijk is, maar niet in extreme of zeer stressvolle omgevingen.

4. Uiterlijk en esthetiek

Roestvrij staal

Roestvrij staal heeft een strak, glanzend uiterlijk en is vaak wenselijk in architectonische toepassingen en zichtbare installaties. De esthetische aantrekkingskracht en duurzaamheid maken het een voorkeurskeuze voor goed zichtbare structuren en apparatuur.

Gegalvaniseerd staal

De zinklaag geeft gegalvaniseerd staal een doffe, matgrijze afwerking die visueel minder aantrekkelijk is dan roestvrij staal. Na verloop van tijd kan blootstelling aan weersinvloeden leiden tot een witachtige patina op het oppervlak, wat de esthetische aantrekkingskracht kan verminderen, hoewel het geen invloed heeft op de prestaties.

5. Kostenoverwegingen

Roestvrij staal

Roestvrij staal is doorgaans duurder vanwege de legeringselementen, chroom en nikkel, en complexe productieprocessen. Echter, zijn langere levensduur en minimaal onderhoud kan de initiële kosten compenseren, vooral in veeleisende omgevingen.

Gegalvaniseerd staal

Gegalvaniseerd staal is zuiniger dan roestvrij staal, vooral voor korte- tot middellangetermijntoepassingen. Het is een kosteneffectieve keuze voor projecten met een beperkt budget en matige corrosiebestendigheidsbehoeften.

6. Typische toepassingen

Toepassingen van roestvrij staal

Olie en gas: Wordt gebruikt in pijpleidingen, opslagtanks en offshoreplatforms vanwege de hoge corrosiebestendigheid en sterkte.
Chemische verwerking: Uitstekend geschikt voor omgevingen waar u dagelijks wordt blootgesteld aan zure of bijtende chemicaliën.
Maritieme techniek: roestvast staal is bestand tegen zout water en is daardoor geschikt voor maritieme toepassingen zoals dokken, schepen en apparatuur.
Infrastructuur: Ideaal voor bruggen, leuningen en architectonische structuren waarbij duurzaamheid en esthetiek essentieel zijn.

Toepassingen van gegalvaniseerd staal

Algemene constructie: Wordt veel gebruikt bij het bouwen van frames, hekken en dakdragers.
Landbouwmachines: Biedt een balans tussen corrosiebestendigheid en kosteneffectiviteit voor machines die worden blootgesteld aan aarde en vocht.
Waterzuiveringsinstallaties: Geschikt voor niet-kritieke waterinfrastructuur, zoals leidingen en opslagtanks in omgevingen met weinig corrosie.
Buitenconstructies: worden vaak gebruikt voor wegafzettingen, vangrails en palen, waar blootstelling aan milde weersomstandigheden te verwachten is.

7. Onderhoud en levensduur

Roestvrij staal

Roestvrij staal vereist minimaal onderhoud vanwege de inherente corrosiebestendigheid. In zware omgevingen wordt echter periodieke reiniging aanbevolen om zout, chemicaliën of afzettingen te verwijderen die de beschermende oxidelaag na verloop van tijd kunnen aantasten.

Gegalvaniseerd staal

Gegalvaniseerd staal vereist regelmatige inspectie en onderhoud om de zinklaag intact te houden. Als de zinklaag bekrast of gedegradeerd is, kan hergalvaniseren of extra coatings nodig zijn om corrosie te voorkomen. Dit is met name belangrijk in maritieme of industriële toepassingen, waar de zinklaag het risico loopt sneller te degraderen.

8. Voorbeeld: roestvrij staal versus gegalvaniseerd staal

EIGENDOM	ROESTVRIJ STAAL (316)	GEGALVANISEERD STAAL	VERGELIJKING
Beschermingsmechanisme	Een beschermende oxidelaag die zichzelf herstelt in aanwezigheid van zuurstof, waardoor corrosie op lange termijn wordt tegengegaan.	Een beschermende zinkcoating wordt tijdens de productie op het staal aangebracht. Wanneer beschadigd, beschermt het omringende zink het blootgestelde staal kathodisch.	De roestvrijstalen beschermlaag is duurzamer en kan zichzelf 'genezen'. Roestvrijstalen bescherming neemt niet af bij materiaalverlies of diktevermindering.
Verschijning	Er zijn veel afwerkingen beschikbaar, van zeer helder elektrogepolijst tot abrasief gepolijst. Aantrekkelijke, hoogwaardige look en feel.	Spangles mogelijk. Het oppervlak is niet helder en verandert geleidelijk in een dof grijs met de leeftijd.	Esthetische ontwerpkeuze.
Oppervlaktegevoel	Het is erg glad en kan glibberig zijn.	Het voelt grover aan, wat met de leeftijd duidelijker wordt.	Esthetische ontwerpkeuze.
Groene geloofsbrieven	Het kan worden hergebruikt in nieuwe structuren. Na de levensduur van de structuur is het waardevol als schroot en vanwege de verzamelwaarde heeft het een hoge recyclingratio.	Koolstofstaal wordt aan het einde van de levensduur doorgaans weggegooid en is minder waardevol.	Roestvrij staal wordt uitgebreid gerecycled, zowel tijdens de productie als aan het einde van de levensduur. Al het nieuwe roestvrij staal bevat een substantieel deel gerecycled staal.
Afvoer van zware metalen	Verwaarloosbare niveaus.	Aanzienlijke zinkafvoer, vooral in de beginfase.	Sommige Europese snelwegen zijn vervangen door roestvrijstalen relingen om verontreiniging door zink te voorkomen.
Levensduur	Onbepaald, mits het oppervlak behouden blijft.	Langzame algemene corrosie totdat het zink oplost. Rode roest zal verschijnen als de zink/ijzerlaag corrodeert, en uiteindelijk het substraatstaal. Reparatie is vereist voordat ~2% van het oppervlak rode vlekken heeft.	Duidelijk levenscycluskostenvoordeel voor roestvrij staal als verlengde levensduur beoogd wordt. Het economische break-evenpunt kan zo kort zijn als zes jaar, afhankelijk van de omgeving en andere factoren.
Brandwerendheid	Uitstekend geschikt voor austenitisch roestvast staal met een redelijke sterkte en doorbuiging bij brand.	Zink smelt en loopt, wat kan leiden tot het falen van aangrenzend roestvrij staal in een chemische fabriek. Het koolstofstalen substraat verliest aan sterkte en lijdt aan doorbuiging.	Roestvrij staal biedt een betere brandwerendheid en voorkomt het risico van gesmolten zink als gegalvaniseerd staal wordt gebruikt.
Lassen op locatie	Dit is een routine voor austenitisch roestvast staal, met zorg voor thermische uitzetting. Lassen kunnen worden gemengd met het omringende metaaloppervlak. Schoonmaken en passiveren na het lassen zijn essentieel.	Koolstofstaal is gemakkelijk zelf te lassen, maar zink moet worden verwijderd vanwege dampen. Als gegalvaniseerd en roestvrij staal aan elkaar worden gelast, zal zinkresten het roestvrij staal bros maken. Zinkrijke verf is minder duurzaam dan verzinken. In zware maritieme omgevingen kan er na drie tot vijf jaar korstroest ontstaan en treedt er na vier jaar/mm daarna staalaantasting op.	De duurzaamheid op korte termijn is vergelijkbaar, maar een zinkrijke coating bij verbindingen vereist onderhoud. Onder zware omstandigheden zal gegalvaniseerd staal grove roest krijgen, zelfs gaten, en mogelijk verwondingen aan de handen, vooral van de onzichtbare zeezijde.
Contact met vochtig, poreus materiaal (bijv. houten wiggen) in een zoute omgeving.	Het zal waarschijnlijk roestvlekken en scheurvorming veroorzaken, maar geen structurele schade.	Het lijkt op opslagvlekken en leidt tot een snel zinkverlies en op de lange termijn tot perforatie.	Het is voor beide niet wenselijk, maar het kan op de lange termijn wel tot breuk aan de voet van de gegalvaniseerde palen leiden.
Onderhoud	Als het niet goed wordt onderhouden, kunnen er theevlekken en micropitjes ontstaan.	Als het niet goed wordt onderhouden, kan er sprake zijn van zinkverlies en daaropvolgende corrosie van het stalen substraat.	Voor beide is regen in open gebieden of wassen in beschutte gebieden nodig.