Отличие горячего и холодного цинкования

Методы цинкования металла

Перед описанием распространённых в современной промышленности технологий цинкования предлагаем рассмотреть общие различия между ними

Это важно, поскольку выбранный метод существенно влияет в той или иной степени на получаемый результат. На практике это означает, что в зависимости от сферы эксплуатации металлических изделий и конструкций экономически выгодно применять далеко не все технологии оцинковки

В целом, методы цинкования отличаются между собой следующими свойствами:

1. Толщина защитного покрытия — если для габаритных металлоконструкций чем большим будет слой защиты, тем лучше, то для высокоточных мелких деталей необходимо применять цинкование, при котором можно выбирать и контролировать толщину антикоррозионного покрытия. Реализовать это позволяет далеко не всякая технология.
2. Равномерность толщины оцинковки — опять же, чем мельче и точнее металлическая деталь, тем выше требования к наносимому на неё защитному покрытию. Например, опоре ЛЭП всё равно, насколько равномерно она будет укрыта цинком, тогда как для деталей, имеющих прецизионные отверстия, резьбу, фаски и прочее — равномерность слоя цинка крайне важна.
3. Прочность удержания защитного покрытия на металле — сильно зависит от того, каким методом было выполнено цинкование. Например, при рассмотренном далее горячем и термодиффузионном цинковании цинк не только покрывает поверхность изделия, но также соединяется с ним на молекулярном уровне, что существенно повышает прочность удержания защиты на металле.
4. Внешний вид оцинкованной детали — в зависимости от применяемой технологии поверхностный слой оксида цинка может быть матовым, глянцевым, а также отличаться оттенками от тёмно-серого до голубоватого.
5. Стойкость к механическим повреждениям — чем она выше, тем дольше продержится защита на изделиях, подвергающихся тем или иным физическим нагрузкам.
6. Способность к самовосстановлению — по большей части зависит от толщины нанесённого на металл цинка и характера эксплуатации конструкции или изделия.
7. Коррозионная устойчивость — является общим свойством обработанного изделия, которое складывается из совокупности нескольких факторов. В том числе, устойчивость оцинкованной детали к коррозии зависит от толщины цинкового слоя, его равномерности, прочности удержания, а также от стойкости к механическим повреждениям и способности к самовосстановлению.

В зависимости от применяемой технологии цинкования меняются эти свойства, а также сложность технологического процесса, доступные объёмы и скорость обработки, себестоимость процесса и, в конце концов, его целесообразность. По сути, всё рассмотренное и перечисленное выше — является наглядными критериями сравнения методов цинкования.

В современной промышленности наибольшей распространённостью отличаются следующие пять технологий цинкования:

1. Горячее — выполняется посредством погружения обрабатываемых изделий в расплавленный цинк.
2. Холодное — осуществляется по абсолютной аналогии с обычным окрашиванием вручную или при помощи напыления.
3. Гальваническое — реализуется путём погружения обрабатываемых деталей в цинкосодержащий электролит, через который пропускается электрический ток.
4. Термодиффузионное — слой защитного покрытия формируется при помещении обрабатываемой детали в среду, насыщенную порошкообразным цинком.
5. Газотермическое — на обрабатываемую деталь направляется газовая горелка и в пятно наибольшего нагрева подаётся цинковая проволока или цинковый порошок.

Теперь рассмотрим эти методы цинкования более детально. В частности, «заглянем» внутрь технологического процесса, сравним по вышеописанным свойствам, приведём преимущества, особенности и недостатки.

Холодное цинкование

Менеджер отдела продаж Мезенцев Юрий Владимирович

Холодное цинкование

представляет собой способ, при котором на поверхность изделия, прошедшего предварительную подготовку, наносится цинкосодержащий состав. Цинковые покрытия обеспечивают наиболее длительную (до четверти столетия) защиту металлов от коррозии. В то же время при использовании традиционных методов электрохимического осаждения или горячего цинкования нанесение покрытия на крупные детали затруднено, поэтому в практическом применении они не используются. Именно в таких случаях показано использование холодного цинкования, являющегося более дешевым, доступным, а зачастую и единственно возможным способом защиты металлоизделий. При этом получается покрытие, обладающее такими же защитными антикоррозионными свойствами, как и при горячем цинковании.

Принцип действия холодного цинкования и особенности процесса

Цинковое покрытие защищает металлы от коррозии двумя способами: механически препятствуя проникновению влаги (барьерный способ) и электрохимически (протекторный тип защиты). Во втором случае при наличии влаги цинк выполняет функцию анода, расходуя воду для своих превращений в другие соединения. Эти соединения цинка, оседая на поверхности, закрывают мелкие дефекты (микротрещины, неглубокие царапины), останавливая дальнейшее развития коррозионных очагов.

Первоначально пористые покрытия, полученные методом холодного цинкования, допускают доступ влаги к железу, создавая возможность возникновения электрохимической пары «цинк-железо», за счет чего возникает протекторная защита. В процессе длительной эксплуатации детали или другого изделия, защищенного методом холодного цинкования, структура покрытия уплотняется благодаря собственному весу, физическим и химическим процессам, и становится возможным осуществление барьерной защиты. Со временем барьерная функция становится основной, однако при возникновении доступа воды к поверхности стали снова вступает в силу протекторный способ предохранения от коррозии.

Международной системой стандартизации предусмотрен стандарт ISO 3549 (DIN 55969), оговаривающий количественное содержание цинка (Zn) в составах для холодного цинкования. Согласно этого регламента, для того чтобы могла осуществляться свободная передача электронов от цинка к стали и между частицами цинка внутри покрытия, при размерах частиц Zn в пределах 12 – 15 мкм, количество чистого цинка должно быть более 94%, а при 3-5 мкм – более 88%. Краски, содержащие цинк, не подходят по этим параметрам и лишь в местах случайно возникающих электрических цепочек обеспечивают локальную защиту.

Холодное цинкование оправдывает себя как в качестве самостоятельного защитного покрытия, так и в качестве предварительного грунтования, и для защиты между операциями обработки деталей, и для ремонта оцинкованной стали.

Преимущества холодного цинкования перед горячим

В холодном цинковании отсутствуют ограничения, связанные с размерами поверхностей, подвергаемых обработке.

Части, покрытые слоем цинка с помощью холодного цинкования, можно сваривать между собой, причем есть возможность подвергать оцинковке сварные швы на месте.

Предварительная подготовка к процедуре холодного цинкования требует минимума материальных затрат.

Покрытия, получаемые с помощью этого метода, легко ремонтируются.

Процедуры по оцинковке поверхностей можно проводить при температурах от -20 °С до +40 °С.

Для проведения обработки деталей методом холодного цинкования нет необходимости их демонтировать.

Лакокрасочные покрытия образуют прочное сцепление с цинковым слоем.

Технологический процесс

Метод горячего цинкования заключается в опускании изделий в ванну с цинком, температурный показатель которого достигает 450°С. В итоге на металлической поверхности образуется прочное покрытие из 4-х слойного железо-цинкового сплава, которое отличается исключительными антикоррозийными возможностями. Наружная плоскость обработанного изделия на 99,9% состоит из цинка.

Для получения качественных металлических покрытий, соответствующих необходимым стандартам, важно тщательно подготовить поверхность, которая будет подвергаться оцинковке. Современные заводы цинкования горячего используют ряд химических подготовок, которые состоят из ванн для горячего цинкования, заполненных определенными составляющими

Технология горячего цинкования, в том числе и горячее цинкование труб, состоит из следующих этапов:

• Навешивание изделий на траверсу – подвешиваются с помощью крюков и проволоки. Помимо крюков, применяется также прокат сортовой стальной горячекатаный круглый (ГОСТ 2590-2006).
• Обезжиривание – поверхность тщательно очищается от масляной пленки и различного рода загрязнений.
• Промывка – выполняется с целью удаления остатков травильных растворов с поверхности.
• Флюсование хлористым аммонием – нанесение водного химического состава, необходимого для возможности получения желаемого покрытия. В качестве флюса используются хлориды аммония и цинка.
• Сушка – после помещения в сушильную камеру, высушивается флюс и производится прогрев металла до 120°С.
• Цинкование – конструкция окунается в расплавленный цинк, избыток которого стекает обратно в ванну. Применяется расплав цинка марки ЦВ или ЦВО (ГОСТ 3640-94).
• Охлаждение – при горячем цинковании температура вытащенной из расплава конструкции 450°С. Охлаждается до температуры окружающей среды на свежем воздухе или с использованием ванны с чистой водой.
• Снятие металлоизделий с траверсы – готовый продукт снимается с траверсы, при необходимости запаковывается и отвозится на склад.

Представленная технология отличается относительно невысокой сложностью. Процедура не требует подготовки сложных электротехнических растворов, которые на производстве готовят гальваники. Гальваническая линия горячего цинкования состоит из полного комплекса обработки, начиная с подготовки и заканчивая закреплением.

Таким же образом получаются лотки горячего цинкования, которые используются преимущественно для построения кабельных трасс с целью прокладки проводов и кабелей.

При использовании металлоконструкций для заземления, это лучший вариант защиты изделий от коррозии. Стальная полоса в качестве заземлителя может быть различных размеров, изготавливается согласно ГОСТу, что гарантирует высокое качество продукции и исключает погрешности в размерах. Заземляющая полоса не подвергается возникновению ржавчины и способна прослужить долгий срок.

Железные листы предварительно подвергаются протравливанию с применением серной и соляной кислоты (ГОСТ 857-95). После того как лист протравлен в первой ванне с кислотным раствором, его погружают в чан с чистой водой.

По завершении обмывки лист погружается в третью ванну, с таким же кислотным раствором, что и в первой. Затем изделие поступает в сушильную камеру и просушивается. Перед погрузкой в аппарат на поверхность листов наносят раствор из нашатыря, хлористого цинка и соляной кислоты. По завершении процедуры, изделие отправляется в чан с расплавленным цинком.

Обязательно определяется глубина обезуглероженного слоя. Измерения проводятся с использованием окуляра-микрометра. Глубина проверяется в готовой продукции и на промежуточных этапах. Полученные данные позволяют определить уровень обезуглероживание на каждой стадии и подобрать условия дальнейшей обработки, чтобы выполнить требования потребителя касательно приемлемой глубины обезуглероживания.

Видео: этапы горячего цинкования.

Завод горячего цинкования: новое оборудование и дедовские секреты

— Для России это новая технология?

— Не новая, но и не отработанная. В Европе этот метод применяют уже более 100 лет, а в России – лишь около 10 лет. Дело в том, что в СССР металл для защиты от ржавчины предпочитали не цинковать, а красить. Считалось, что это проще и дешевле. Это не всегда дешевле и уж точно не надежнее. В итоге у нас цинковать начали не так давно, хотя предприятий, занимающихся этим в России уже достаточно много.

— А где может применяться горячее цинкование?

— Где угодно – в любых металлических изделиях, которые по габаритам помещаются в ванну с цинком. На Западе вообще цинкуют все, что возможно, – от садовых скамеек до строительных металлоконструкций. Наших строителей пока не обязывают использовать оцинкованные детали, но, я думаю, это уже не за горами. Вообще, эта технология в ближайшие годы в России получит самое широкое применение.

Дедовские секреты из Германии

— Ваше предприятие привнесло в отрасль что-то новое в пределах России?

— Да. У нас, прежде всего, свой подход к оборудованию. Горячее цинкование – это три технологических элемента: подъемные механизмы, линия химподготовки металла и, собственно, ванна для цинка. В мире нет ни одного производителя, который делал бы все это сразу, причем, качественно. В России предпочитают обращаться к итальянским инжиниринговым компаниям, которые подбирают уже готовые решения.

В итоге получается, что в таком комплексе или что-то не работает или характеристики не соответствуют заявленным. Мы пошли другим путем – объехали множество заводов в Европе, сами занимались инжинирингом и нашли немецкое оборудование. Там три разных производителя, но все они из Германии. Как ни странно, техника оказалась дешевле итальянской, но нас устраивает больше.

— Помимо оборудования, есть какие-то новшества?

— Да, есть еще кадровый вопрос. Как вы понимаете, в России этому никого нигде никогда не учили, и специальностей таких нет. Те, кто этим занимается, все осваивали сами. Мы же пригласили руководителя производства из Германии – у него за плечами 20-летний собственный опыт и знания, накопленные за более чем 100 лет использования технологии в Европе.

Этот человек владеет такими «дедовскими секретами». С его помощью мы, например, научились оцинковывать металлические кабель-каналы. Они тонкие и при погружении в ванну с цинком обычно деформируются. Вот как раз опыт немецкого специалиста и подсказал, как этого избежать.

— Вы рассчитываете перенять опыт за счет одного человека?

— Согласно контракту, он не только руководит производством, но и обучает других людей. Мы сейчас как раз подбираем двух первых кандидатов, которые в течение года будут у него учиться. Таким образом, мы сформируем круг компетентных специалистов, которые, в свою очередь, будут работать и учить других.

Оцинковка для «Газпрома»

— Зачем вообще группе понадобился завод горячего цинкования?

— Основная продукция «ЭЛСИ» – опоры для линий электропередач. Это металлические конструкции и, согласно требованиям наших заказчиков, таких как «Газпром» и «Роснефть», они должны быть защищены от коррозии методом горячего цинкования. Никаких красок, никакого цинкования другими способами – этого они не принимают.

Холодное цинкование металлоконструкций

Оцинковка холодным способом представляет собой покрытие металлоконструкции специальными средствами, основной составляющей которых является цинк. В результате образуется цинковое покрытие, обладающее защитными антикоррозийными свойствами.

Существует 2 вида холодного оцинковки:

1. Гальваническое. Процесс нанесения цинкового слоя происходит путём электролиза. Таким способом можно получить покрытие толщиной не более 20 мкм. Зачастую изделия, обработанные гальванической оцинковкой, используются в неагрессивной среде.
2. Обработка цинкосодержащим грунтом. Смесь состоит из большей части цинкового порошка (примерно 80%) и наполнителя. При данном способе возможно получить цинковый слой толщиной 50 мкм. Холодное цинкование незаменимо для нанесения покрытия на крупногабаритные конструкции, где по техническим причинам невозможно обработать поверхность горячим цинком. К таким изделиям относятся мосты, нефтепроводы, железнодорожные конструкции и т. д.

Чем различается холодное и горячее цинкование?

Подведем итоги, в чем разница горячей и холодной обработки цинком:

Способ защиты от коррозии. При горячей оцинковке конструкции погружаются в специальные ванны. Холодное цинкование можно осуществлять инструментами для лакокрасочных смесей, к примеру, валики, пульверизаторы, кисти.
Температура. Для обработки горячим цинком обязательно нужна высокая температура. Цинк расплавляется до 460 градусов, после чего в него погружают изделия. Холодное цинкование происходит при комнатной температуре.
Внешний вид. При горячем цинковании затруднительно сохранить эстетический внешний вид металлоконструкций. На изделии образуются наплывы цинковых смесей. Такой способ не подойдет для декоративных целей. Холодное цинкование предполагает аккуратное нанесение кисточкой или другими атрибутами для лакокрасочных материалов

При осторожном равномерном нанесении слоя можно добиться улучшенного внешнего вида. Кроме того, цвет, получаемый при холодном цинковании, выглядит более презентабельно.
Удобство нанесения

Металлические изделия, обрабатываемые горячим цинкованием, помещаются в специальные ванны определенных размеров. Если металлоконструкции крупных габаритов, для изделия подойдет только холодный способ, не требующий специальных технических приспособлений.

Горячее цинкование подходит для изделий, нуждающихся в мощной защите. Обработанные расплавленным цинком изделия имеют длительные сроки эксплуатации. В обычной среде металлоконструкции могут прослужить до 120 лет. На предприятиях в условиях жесткой эксплуатации, обработанные изделия не теряют первозданного вида в течение 65 лет. Метод горячего цинкования не приемлем в целях придания декоративности конструкции и для крупногабаритных изделий.Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

• Цинкование стоечных конструкций — стоек несущих
• Отходы травления серной кислотой
• Покрытие горячего цинкования
• Оцинкование металлоконструкций
• Зависимость толщины покрытия от времени нахождения изделия в ванне

comments powered by HyperComments

Ошибки держателя кредитки

Некоторые владельцы совершают много ошибок в процессе пользования кредиткой. Главная — непонимание ее сути. Заемные средства требуется тратить с умом. Рассмотрим наиболее популярные ошибки, а также способы их устранения:

1. Обналичивание кредитных средств. Процент за снятие «налички» очень большой. Вам придется заплатить комиссию за снятие+приличный процент, который доходит до 49 %. Снятие наличных — неправильный способ пользования картой.
2. Небрежное отношение к продукту. Храните карту аккуратно, старайтесь не повредить электронные компоненты. За перевыпуск придется заплатить доп. средства.
3. Не вводите данные карты на сомнительных сайтах, а также не переходите по подозрительным ссылкам.
4. Пользуйтесь преимуществом кредиток — никогда не платите проценты (пользуйтесь только льготным периодом). Не совершайте необдуманные покупки, ведите бюджет.

Используемые составы

Холодная оцинковка может выполняться с применением различных составов, выбор которых делают в зависимости от целого ряда факторов. Применяются такие смеси как в производственных условиях, так и для того, чтобы выполнить холодное цинкование своими руками в домашних условиях.

Одним из наиболее популярных цинкосодержащих составов, при помощи которого выполняется холодное цинкование металлоконструкций, является «Гальванол». Этим средством можно обрабатывать как наружные, так и внутренние части металлических конструкций, элементы оборудования различного назначения.

Фасовка состава для холодного цинкования «Гальванол»

«Гальванол», который относится к категории однокомпонентных смесей, представляет собой жидкий раствор, содержащий электролитический цинк высокой чистоты, а также связующие компоненты и летучие соединения. «Гальванол» обеспечивает очень высокую степень защиты изделия при холодном цинковании.

К значимым достоинствам, которыми обладает «Гальванол», следует отнести:

• хорошую адгезию с поверхностями изделий, изготовленных из черных металлов;
• быстроту и легкость нанесения;
• возможность использования в широком температурном интервале: от –30 до +50°;
• возможность нанесения на ржавые поверхности (при условии, что ржавчина на них держится достаточно крепко);
• возможность использования даже при повышенной влажности окружающего воздуха.

Технические характеристики состава «Гальванол»

Цинковое покрытие, для формирования которого был использован «Гальванол», сохраняет свои защитные свойства при взаимодействии с парами этилового спирта, растворами солей, морской и пресной водой

Важно также, что такой состав для холодного нанесения цинка обеспечивает двойную защиту от коррозии – барьерную (пассивную) и катодную (активную)

Еще одним распространенным составом, при помощи которого выполняется холодная оцинковка, является «Цинотан». Использоваться он может как в комплексных защитных системах, где выступает в роли грунтовочного слоя, так и в качестве отдельного защитного покрытия. Покрытия, сформированные с использованием данного цинкосодержащего состава, сохраняют свои защитные свойства при постоянном контакте с сильнозагрязненной атмосферой и соленой водой.

Технические характеристики состава «Цинотан»

Чаще всего «Цинотан» используется для покрытия:

• элементов гидросооружений;
• емкостей для хранения продуктов нефтепереработки;
• элементов ограждающих конструкций;
• резервуаров и труб холодного и горячего водоснабжения;
• опор линий электропередач (ЛЭП);
• промышленных конструкций различного назначения;
• авто- и железнодорожных сооружений.

Важным достоинством «Цинотана» является и то, что использовать такой состав можно практически во всех климатических зонах нашей страны. Не случайно свой выбор в пользу именно данного состава сделали компании, которые являются лидерами отечественной экономики: «РЖД», «Газпром» и др.

При выборе состава для холодного цинкования стоит прислушаться к отзывам людей, на деле опробовавших технологию

К числу популярных составов, применяемых для выполнения холодного цинкования, также следует отнести:

• «Мастер АК-100» (применяется для обработки деталей автотранспортных средств, в том числе кузовов автомобилей, различных строительных конструкций, мостов и элементов ЛЭП);
• «ЦВЭС» (компонентами данного состава для холодного цинкования являются этилсиликат и цинковый порошок, применяют его для обработки высоколегированных сталей);
• «Цинотерм» (кремнийорганический раствор, который может использоваться в комплексе с различными лакокрасочными материалами);
• «Цинконол» (полиуретановая грунтовка, содержащая в своем составе цинк и позволяющая получать покрытия с высокими защитными свойствами, повышенной термической стойкостью и эластичностью).

Способы цинкования металла

Главными плюсами цинкования являются приемлемая цена и эффективность результата. Процедуру можно выполнять несколькими способами. Сегодня известны следующие виды цинкования металла:

• Термодиффузионная методика. Этот способ нанесения покрытия выполняется на специальном оборудовании с использованием насыщенной смеси. Защитный слой образуется на поверхности металла посредством диффузии железа и цинка при высокой температуре. Метод позволяет формировать покрытия до 50 мкм и больше. Цинковый слой надежен, не слоиться не растрескивается, стоек к механическим ударам.
• Холодный способ нанесения. Эта технология максимально проста и доступна, потому что мало чем отличается от обычной покраски. На поверхности кистью, валиком или тампоном наносится грунт, 90% которого – это цинк.
• Гальванический способ. Этот способ является лучшим относительно эстетичности покрытия. Толщина слоя может быть до 40 мкм. Методика классифицируется, как электрохимическая. Процесс осуществляется переходом частиц цинка с зарядами на поверхность изделия.
• Оцинковка по горячей методике. Этот способ максимально востребован, поскольку покрытие получается стойким. Но горячая оцинковка – затратный и вредный метод. Процедура заключается в погружении изделия в резервуар с горячим цинком, температура которого может достигать 4,5 тысячи градусов С. Подготовка деталей осуществляется с помощью химических процессов.
• Газотермическое нанесение цинка. Оцинковка изделия осуществляется напылением. Преимущественно используется для крупных партий изделий или плоскостей со значительной площадью. В процессе распыляется проволока или цинк-порошок в расплавленном виде. В результате формируется пористое покрытие, которое дополнительно обрабатывают ЛКМ.