Наиболее распространённые технологии антикоррозионной защиты стальных изделий и конструкций цинкованием

Чёрные металлы – сталь, чугун и некоторые другие сплавы на основе железа – термодинамически нестабильны, что приводит к появлению всем известной ржавчины. В присутствии кислорода, воды, различных химических соединений процесс её образования и роста значительно ускоряется. Цинкование металлических конструкций – один из наиболее надёжных  способов антикоррозионной защиты поверхности стального сортового, профильного и трубного проката, крепёжных элементов, деталей приборов и машин. В Европе примерно 90% стальных строительных конструкций защищены цинковым слоем, а в авто- и железнодорожном строительстве этот процент ещё выше. Существует несколько разновидностей цинкования, большинство из которых применяется только в промышленных условиях. И только холодный метод полностью доступен для домашнего использования.

Внимание! Цинковые покрытия имеют низкую стойкость при воздействии на них летучих продуктов, выделяемых синтетическими смолами, олифами, хлорированными углеводородами.

Технология горячего цинкования

Этот способ заключается в нанесении защитного покрытия на изделие путём опускания в ёмкость с расплавленным цинком, температура которого составляет  +445-(+460)°C. При таких термических условиях между железом и цинком протекает быстрая реакция (в течение нескольких минут), результатом которой является прочный ферро-цинковый сплав. Обработанная конструкция сушится в подвешенном состоянии, структурные изменения в покрытии протекают до полного возврата металла к нормальной температуре. Процесс горячего цинкования – простой, легкоконтролируемый, экономичный, возможна автоматизация. При получении горячеоционкованного листового проката используют не погружной, а непрерывный метод.

Поверхность с  цинковым слоем, нанесенным этим способом, имеет красивый глянцевый вид, устойчива к негативному действию окружающей среды и механическим повреждениям.

Внимание! Дополнительная ценность этого способа – обеспечение электрохимической защиты. Это значит, что при появлении трещины в поверхностном слое будет разрушаться само цинковое покрытие, а не стальная конструкция.

Недостатки этого способа:

  • габариты изделий ограничиваются размерами ванны;
  • при высыхании могут образоваться неэстетичные потёки;
  • сварочные работы по оцинкованной поверхности запрещены, что затрудняет монтаж конструкций.

В российских нормативных документах для цинкового покрытия, полученного горячим способом, указан только допустимый диапазон его толщины, не зависящий от характеристик и размерных параметров заготовки:

  •  40–200 мкм – для изделий, производимых согласно ГОСТ  9.307-89;
  • 60–100 мкм – по СНиП 2.03.22-85.

Есть также разграничения по толщине покрытия в соответствии с содержанием кремния в стали:

  • кипящие стали – 80–100 мкм;
  • полуспокойные – 100–150 мкм;
  • спокойные – 150–200 мкм.

В общеевропейском стандарте EN ISO 1461 существуют рекомендации по оптимальной толщине покрытия, зависящего от размерных и других параметров изделия.

Характеристика стального изделия Минимальная локальная толщина покрытия, мкм Минимальная средняя толщина покрытия, мкм
Толщина:
до 1,5 мм 35 45
1,5–3,0 мм 45 55
3,0–6,0 мм 55 70
более 6,0 мм
Отливки со стенками толщиной:
менее 6,0 мм 60 70
более 6,0 мм 70 80
Изделия с резьбой, диаметр
 менее 6 мм 20 25
6–20 мм 35 45
более 20мм 45 55

Гальваническое цинкование – особенности процесса

Электролитическое покрытие стальных изделий происходит в специальной ванне с электролитом и цинковыми анодами. В роли катода выступает само обрабатываемое изделие. При пропускании электрического тока через раствор положительно заряженные частицы цинка оседают на поверхности стальной конструкции.
Положительными моментами этой технологии являются её высокая производительность, низкая себестоимость, возможность обработки изделий любой формы. Для повышения защитных свойств цинкового покрытия дополнительно применяют следующие способы:

  • Хроматирование – создание на оцинкованной поверхности хроматных плёнок способом обработки в хромовой кислоте или её солях.
  • Фосфатирование – формирование фосфатной плёнки с использованием растворов солей фосфорной кислоты;
  • Лакокрасочное покрытие. Эффективные результаты обеспечивает лакокрасочный слой, нанесенный после фосфатирования.

Недостатки гальванического процесса:

  • Ограничения по размерным параметрам – более жёсткие, по сравнению с горячим процессом.
  • Возможная толщина защитного слоя гораздо меньше, чем при использовании других технологий, – всего 5–40 мкм.
  • Высокая токсичность производственных отходов, которые должны подвергаться многоступенчатой очистке перед их сбросом в окружающую среду.

Выводы! Гальванический процесс пригоден для небольших деталей, не имеющих значительной степени ответственности и предназначенных для использования в неагрессивных средах.

Лист хкВ чем отличие холоднокатаного листа металла от горячекатаного?

Всю информацию о предлагаемом металлопрокате можно прочитать здесь.

ТД «Навигатор» осуществляет следующие виды металлообработки.

Технология холодного цинкования – используемые составы

Это широко распространённый, дешёвый и доступный для домашнего выполнения способ защиты стальной поверхности от коррозии. В отличие от горячего и электролитического цинкования, холодная технология не требует сложного оборудования, трудоёмкой термической подготовки, процесс сушки упрощён.

Поскольку эту технологию можно применять в домашних условиях, рассмотрим подробнее этапы её реализации. Важную роль в получении эффективного результата играет правильная и тщательная подготовка поверхности. Варианты её проведения – химический, механический, температурный.

  • Химический. Операция обезжиривания проводится для очистки поверхности от органических соединений. Варианты – сольвент, уайт-спирит. Для повышения протекторного эффекта цинкового слоя применяют предварительное фосфатирование изделия ортофосфорной кислотой.
  • Механический. Поверхность обрабатывается абразивными материалами – промышленной дробью, корундом, купершлаком, кремниевым и кварцевым песком – и инструментами. Наиболее эффективны – песко-, дробеструйная и гидроабразивная обработка.
  • Температурный. Применяются строительные фены, сжигающие все загрязнения, после этого поверхность промывают и сушат.

В качестве материала для покрытия служат цинкнаполненные краски, называемые иначе «жидким цинком». Это могут быть двухкомпонентные составы, состоящие из высокодисперсного цинкового порошка и связующего. Поставляются они в отдельных упаковках. Перед употреблением компонентны смешивают в пропорциях, указанных в инструкциях. Варианты – готовые одноупаковочные цинкнаполненные краски, аэрозольные баллоны. Наносятся составы любым лакокрасочным методом – валиком, кистью, погружением, распылением. Допустимая температура проведения работ – (-20)–(+40)°C.

Внимание! Различие плотности цинка и связующего очень существенно. Поэтому перед нанесением необходимо добиваться полной однородности состава тщательным перемешиванием. Несоблюдение этого требования приводит к резкому снижению протекторных качеств покрытия.

Процесс сушки организуют в соответствии с рекомендациями инструкции, прилагаемой к каждому виду цинкнаполненного состава.

Преимущества и недостатки использования «жидкого цинка»

Защита по холодному способу более доступна и надёжна, по сравнению с горячим методом, и не уступает по сроку эксплуатации. Рассмотрим и другие плюсы этой технологии:

  • Возможность реализации в домашних или полевых условиях с помощью стандартных инструментов для окрашивания.
  • Исключено появление «подслойной» коррозии.
  • Допускается сварка обработанных изделий, что невозможно при горячем цинковании.
  • Покрытие может наносится на готовый сварочный швов без ухудшения его характеристик.
  • При повреждении отдельного участка дефектное место легко зачистить и окрасить по новой.
  • Температура эксплуатации изделий после холодного цинкования в интервале -50–(+150)°C.
  • Для этой технологии нет ограничений по размерным параметрам – с её помощью защищают крупногабаритные мостовые конструкции, нефтепроводы, баки, резервуары.

Минусы этого способа:

  • Трудность поддержания постоянной толщины покрытия.
  • Обработка «жидким цинком» резьбовых отверстий требует их последующей очистки.
  • Недостаточно презентабельный внешний вид.

Совет! Улучшить эстетику полученного покрытия можно с помощью малярных окрасочных составов, с которыми цинксодержащая краска имеет хорошую адгезию.

Сравнительные характеристики составов для холодного цинкования

Характеристики Zinga (Бельгия) АК-100 «Жидкий цинк» (Россия) Цинол (Россия) Гальванол (Россия)
Оптимальная степень шероховатости поверхности перед нанесением покрытия, мкм 8–10 ( при тонкослойном нанесении) 15–20 15–20
Цвет Серебристо-серый, матовый
Содержание цинка в сухом слое нанесенного покрытия, % 96 95+/-0,5 95–96 96
Время сушки при t+20 °C до возможности нанесения следующего слоя, час 1,0 1,0 1,0 0,4–0,5
Температура нанесения минимальная, °C

-20

Оптимальная температура нанесения, °C

+5–(+20)

Максимальная относительная влажность воздуха, %

90

Водостойкость

высокая

Способы повышения показателей по химической и бензостойкости Дополнительное применение поверх цинкового слоя специальных химически-стойких ЛКМ. Покрытия плохо сочетаются с алкидными красками.
Экономичность Сопоставимо по стоимости с горячим цинкованием В 4–5 раз дешевле горячего цинкования

 Определение! При использовании комплекса цинксодержащего состава и химически стойкого лако-красочного покрытия обеспечивает эксплуатационный срок, который можно вычислить по формуле, – сумма сроков эксплуатации каждого слоя, умноженная на коэффициент 1,5–2,5.

GD Star Rating
loading...
Наиболее распространённые технологии антикоррозионной защиты стальных изделий и конструкций цинкованием, 4.8 из 5 — всего голосов: 4

Заказать обратный звонок