All you need to know about the natural passivation layerin galvanized cooling towers
Published on
04 August 2026
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Natural Passivation & PZHC Formation
Natural passivation of Galvanized Steel produces Penta-Zinc Hydroxycarbonate (PZHC), a thermodynamically stable compound that forms spontaneously in mildly alkaline, aerated water without chemical additives.
Its formation is highly sensitive to water chemistry and system operating conditions, and naturally ceases once a coherent protective layer is established.
Critical Formation Phase
The formation and stability of the PZHC layer depend critically on a narrow envelope of water quality parameters during the initial exposure period (typically the first 4 to 12 weeks).
Depending on the parameter, manufacturer recommendations may vary. The values presented here reflect a combination of OEM guidance, laboratory research, and field observations.
Any passivation strategy must be adapted to the equipment and the specific operating conditions.
Water Quality Parameters
Parameter
Recommended range
pH
7.4 – 8.5
Conductivity
250 – 2’400 µS/cm
M-Alkalinity
100 – 500 ppm (CaCO₃)
Total Hardness (TH)
> 50 ppm (Ca²⁺ / Mg²⁺)
Dissolved Oxygen
Saturated (> 6 ppm at 20 °C)
Temperature
< 60 °C (140 °F)
Chlorides / Sulfates
< 250 ppm
These parameters must be monitored and maintained in real time during the passivation phase.
Any deviation, such as high pH from caustic leaks or insufficient buffering from low alkalinity, can result in non-adherent Zn(OH)₂ or amorphous carbonates, both precursors to white rust.
A blend of co-passivating agents can be used during the passivation of galvanized cooling towers. It is compatible with natural passivation and enhances penta-zinc hydroxycarbonate (PZHC) structural development
Either prevents layer formation or induces non-coherent precipitates
Note: The PZHC layer must not form too quickly to be protective, nor too slowly. The use of effective corrosion inhibitors during the layer formation phase should therefore be avoided.
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