Печать

 

Наиболее эффективным способом защиты стальных конструкции от коррозии, является их цинкование. Метод цинкования представляет собой процесс покрытия поверхности деталей, изделий и металлических элементов, необходимых для эксплуатации и производства металлоконструкций, тонким цинковым слоем. Такое покрытие делает их более устойчивыми к коррозии под воздействием погодных условий, а также защищает деталь от истирания, и механических повреждений.

Виды цинкования

В зависимости от метода нанесения цинка на металлическую поверхность, существует четыре основных типа цинкования:

  1. Горячее цинкование. Стальные элементы помещают в ванну с жидким цинком при температуре 450° C. В результате немедленной реакции железа с цинком на поверхности погружаемых элементов образуется цинковое покрытие.
  2. Гальваническое цинкование основано на электрохимическим нанесение цинка методом электролиза.
  3. Цинкование распылением заключается в плавлении цинка в электрической дуге или подаче струи газа на очищенную и подготовленную поверхность стальных элементов.
  4. Порошковое цинкование производят погружением стальных элементов на несколько часов в порошкообразный цинк, содержащий около 6% оксида цинка, при температуре 350-400° C. Этот вид используется в автомобильной, строительной и авиационной промышленности.

Процесс горячего цинкования

Процесс горячего цинкования состоит из нескольких предварительных этапов подготовки поверхности и непосредственно прямого погружения стального элемента в жидкий цинк.

  1. Абразивоструйная очистка или механическое удаление неоднородностей. Во время обработки поток сжатого воздуха, обогащенного абразивным материалом, направляется на поверхность обрабатываемых деталей и тем самым удаляет неровности, зазубрины, ржавчину, краску, окалину и создают шероховатость и профиль элемента.  
  2. Обезжиривание. Помогает очистить поверхность от жира, воскообразных веществ и масел, препятствующих реакции железа с цинком. Этап обезжиривания предназначен для получения химически чистой поверхности, на которой будет образовываться сплав стали с цинком.
  3. Травление. Позволяет эффективно удалять неметаллические вещества (например, ржавчину, окалину и другие продукты коррозии), образующиеся во время прокатки и отжига элементов конструкции. Самый популярный метод травления, это солянокислая ванна.
  4. Флюсование. На этом этапе стальные элементы погружаются в водный раствор хлорида цинка и хлорида аммония (ZnCl2 / NH4Cl) для обеспечения правильного протекания химических реакций во время гальванизации.
  5. Сушка. После обработки во флюсовой ванне стальные детали сушат при температуре 120-150° C. Сушка должна осуществляться эффективно и быстро, чтобы предотвратить переваривание железа и образование его соединений, отрицательно влияющих на процессы, связанные с флюсами.
  6. Цинкование. Последний этап процесса горячего цинкования заключается в погружении предварительно подготовленной стальной основы в ванну с расплавленным цинком при температуре 445–455° C. В этих условиях цинк и железо подвергаются очень быстрой химической реакции. Путем диффузии, то есть проникновения ионов цинка во внешний слой стали, образуется поверхностный сплав железа с цинком, содержащий различное соотношение обоих компонентов.

Особенности и преимущества горячего цинкования

Механизм защиты оцинкованных стальных конструкций от коррозии заключается в том, что покрытие цинка является анодным, сам же металл под ним является катодом, в связи с чем не подвергается воздействию коррозии. Цинк служит защитным слоем до тех пор, пока присутствует на металле и не поврежден, но такое покрытие долговечное и может прослужить десятки лет.

Горячее цинкование, лучший способ защиты чугуна и стали от коррозии, как по экономическим, так и по экологическим причинам.

Преимущества горячего цинкования:

Материалы, подвергаемые горячему цинкованию

Как правило, этот метод применяется для покрытия изделий и деталей из углеродистых и низколегированных материалов на основе железа, то есть стали, стального литья, серого чугуна, а также латуни и меди.

Горячим цинкованием может обрабатываться любой тип стали, где содержание углерода (C) и кремния (Si) не превышает 0,5%.

Процесс цинкования наиболее эффективен для стали с содержанием кремния менее 0,03%. Несколько более низкое качество цинковых покрытий (толщина, блеск, гладкость, адгезия) достигается в случае стали, содержащей кремний в диапазоне от 0,12% до 0,3%. К таким сталям относятся Ст1пс, Ст3сп, Ст3кп и др.

Не рекомендуется оцинковывать стальные конструкции с содержанием Si от 0,03% – 0,12% (например, Ст3сп) и более 0,3% (например, 17Г1С). В случаях повышенного содержания кремния существует риск того, что реакция железо-цинк будет протекать слишком быстро, это приведет к повышенному содержанию доли сплава железо-цинк в покрытии. Повышенное содержание примеси железа и цинка, вызывает эффект Санделина.

В результате такого эффекта слой цинка становится тускло-серым, шероховатым, неровным, очень хрупким и чувствительным к истиранию, сильной деформации и ударам, он также приводит к снижению адгезии толстых покрытий к стали.

Идеальным материалом для горячего цинкования является сталь с содержанием кремния менее 0,03% и / или в диапазоне от 0,15% до 0,25%