С помощью холодного цинкования поверхности металлических изделий эффективно защищают от коррозии. Технология холодного цинкования металла заключается в нанесении на металл специальной смеси, в химическом составе которой много цинка. Железо ржавеет, взаимодействуя с кислородом. Для предотвращения этого и продления срока службы изделия принимаются защитные меры. Обычно используют состав для холодного цинкования. Методы нанесения цинка существуют разные.
Большинство специалистов считает оцинковку одним из наилучших способов защиты металлических конструкций от коррозии. Применяются гальваническое и горячее цинкование, на десятилетия обеспечивающие металлу антикоррозионную защиту (до 50 лет). Между тем не всегда можно применить эти методы, поскольку требуются значительные финансовые вложения в технологическую оснастку и специальное оборудование.
Технология холодного цинкования
Обработка поверхности металлоконструкций осуществляться с использованием разных антикоррозийных композиций, особенности состава, свойства и характеристики которых устанавливаются профильным стандартом – ГОСТ 9.305-84.
Настоящий стандарт определяет требования к металлическим и неметаллическим основаниям, производство которых выполнялось по электрохимической и химической методике.
Согласно требованиям ГОСТ 9.305-84, смеси для проведения холодного цинкования допускается использовать на разных конструкциях, за исключением деталей, выполненных из высокопрочных сталей и магниевых сплавов. Перед нанесением антикоррозийных составов металлическая поверхность проходит определенную подготовку.
Работы по подготовке включают:
- удаление загрязнений и солей путем обмыва поверхности;
- очистка металла абразивоструйным, гидроабразивным или гидродинамическим методом, что позволяет удалить ржавчину и окалину, а также придать поверхности нужный уровень шероховатости;
- высушивание детали, если очистка проводилась гидроабразивным или гидродинамическим методом;
- удаление заусенец, острых кромок и варочных брызг (эти работы выполняются вручную);
- очистка от пыли путем использования воздушных потоков, которые направляют на поверхность под высоким давлением.
Подготовка металлоконструкций предполагает полную очистку поверхности, на которой не должно оставаться жира и следов масел (для этого применяются растворители).
По завершению подготовительных работ проводятся мероприятия по нанесению выбранного состава на поверхность изделия. Холодный способ обработки предполагает поддержание в помещении, где наносится цинковый состав, температурного режима в диапазоне от -20°C до +40°C.
При этом, согласно рекомендациям производителей таких составов, поверхность обрабатываемой детали должна быть минимум на 3°C больше точки росы. Если это условие будет нарушено, то на изделии образуется влага, которая снижает качество нанесенного защитного слоя.
Рассчитывают точку росы при помощи психрометра, термометра, гигрометра или другого устройства. Полученные показания сравнивают с параметрами, которые приведены в таблице.
Зависимость точки росы от температуры и относительной влажности
Важно отметить, что наносить каждый последующий слой покрытия можно только после полного высыхания предыдущего слоя.
На очищенную поверхность наносят антикоррозийную композицию, в составе которой присутствует цинк. Чтобы исключить образование конденсата, наносить составы следует с учетом рекомендаций производителей в отношении рабочих температур.
Нанесение краски с цинком осуществляется в несколько слоев. При этом каждый последующий слой наносят только после полного высыхания предыдущего. Ускорить высыхания краски позволяет безвоздушная технология или применение пневмокраскопультов.
Качество нанесенного защитного покрытия, а также уровень адгезии проверяют с помощью специальных измерительных устройств. Также проводится визуальный осмотр для выявления участков, которые необходимо доработать, и других дефектов покрытия.
Отзывы
«Недавно приобрел подержанный автомобиль. В начале месяца заметил, что все, что усердно замазывал краской предыдущий хозяин начало ржаветь. Приобрел аэрозольный баллончик Гальванола, замазал в три слоя. Пальцы, конечно, отморозил – зима на улице, гаража нет, но это того стоило. Надеюсь, покрытие не подведет» – Василий.
«Прошлой весной чинил трубопровод на даче и долго не мог выбрать средство для цинкования, все боялся, что ненароком заработаю отравление, попив водички из таких труб. В магазине консультанты посоветовали «Гальванол». Покупал с опаской, но остался доволен, как никогда» – Алексей.
«Два года назад обзавелся прекрасным Фольксвагеном. Все было отлично, но на СТО заметили ржавчину, позже она обнаружилась и на порогах. Аж обидно стало, хоть плачь. Сначала купил какую-то смесь, которая через неделю после нанесения отвалилась вместе со ржавчиной. Опять ужасно расстроился. Во второй раз набрел на толкового продавца, который и дал совет обработать это все «Гальванолом». Наконец-то все получилось, очень рад остался» – Степан.
Требования нормативных актов и стандартов
Материалы, используемые при холодной оцинковке металла, в обязательном порядке должны отвечать нормам, которые определяет ГОСТ 9.305-84. Отдельные характеристики регламентируются рядом нормативно-правовой документации и стандартами: ISO 8502-3, ГОСТ 12.2.052 и ISO 8503-1.
Так, проверка качества удаления пыли с поверхностей металлоконструкций осуществляется путем определения объема и размера частиц пыли, что прописано в положениях стандарта ISO 8502-3.
Проверка качества обезжиривания проводится с помощью люминесцентного метода, согласно требованиям ГОСТа 12.2.052, а степень шероховатости определяют с использованием классического профилометра или специального компаратора – согласно требованиям 8503-1.
Чем отличаются технологии горячего и холодного цинкования
На данный момент существует два вида цинкования – это горячий и холодный метод. Технологию горячего цинкования разработали 160 лет назад. После открытия этот метод обработки металла был признан стандартом. Это обусловлено высокой степенью защиты обрабатываемых поверхностей от процессов коррозии. После открытия данный метод не изменился с технической точки зрения.
Технология предполагает опускание металлоконструкции в ванну с цинковым составом, разогретым до температуры 400°C. После этого изделие подвешивают до полного высыхания покрытия.
Благодаря полному погружению конструкции в антикоррозийный состав удается получить однородное покрытие, поскольку так цинк заполняет все имеющиеся трещины и труднодоступные участки. Защитное покрытие способно прослужить до 60 лет, период службы напрямую зависит от условий эксплуатации.
Метод холодного цинкования изобрели в 40-х годах прошлого столетия. Благодаря практичности и относительной простоте нанесения антикоррозийных составов популярность данной технологии стремительно растет.
Красноречивым доказательством надежности и долговечности покрытий, наносимых при помощи данной технологии, выступает самый крупный водопровод мира (протяженностью 460 км), расположенный в Австралии.
Конструкция была обработана в 1942 – 1944 гг. притом, что покрытие с того времени не обновлялось. Учитывайте, что в те времена использовалось старое оборудование, а толщина одного слоя покрытия составляла только 75 мкм.
Холодная оцинковка металла предполагает нанесение на металлоповерхности смесей, в которых присутствует цинк в объеме 92 – 96%. Перед тем, как защитное покрытие будет нанесено, важно правильно подготовить поверхность путем ее тщательной очистки от различных загрязнений.
Наносить цинкосодержащие составы можно путем окунания детали или, используя кисть, валик и краскопульт.
Когда применяется холодное цинкование?
Холодное цинкование получило широкое применение при обработке автомобильных и судовых деталей, арматуры и труб, мостовых конструкций, цистерн и резервуаров, нефтепроводов и других металлоконструкций.
Широкая сфера применения обусловлена следующими преимуществами технологии:
- Цинковые составы характеризуются высоким уровнем адгезии;
- Для подготовки поверхности не требуются большие финансовые вложения;
- Можно обрабатывать конструкции и детали разной формы и размеров;
- Нанесение защитного покрытия допускается в бытовых условиях;
- После обработки конструкции хорошо поддаются свариванию;
- Детали допускается обрабатывать в следующих температурных условиях: от -20 до +40°C;
- Отсутствие необходимости в демонтаже, транспортировке и повторном монтаже конструкций.
Применение
Составы холодного цинкования при соблюдении правил хранения, нанесения, эксплуатации, профессионально защищают от разрушения металлические изделия и конструкции. Широко используются во многих сферах.
- Машиностроение, автомобилестроение
- Трубопроводы, арматура, металлоизделия
- Гражданское, промышленное строительство
- Энергетика, нефтегазовый комплекс
- Перекрытия мостов, опоры
- Транспорт: морской, речной, наземный
- Опоры линий электропередач, дорожные ограждения
- Емкости, резервуары, цистерны (в том числе для воды)
- Гидро- и портовые сооружения, объекты на железной дороге
- Художественная ковка.
Популярные составы для холодного цинкования
Технология нанесения защитных смесей предполагает использование разных цинкосодержащих составов.
Выбор конкретного вещества зависит от множества факторов.
Получить высокую антибактериальную, барьерную и катодную защиту позволяют следующие составы:
| «Цинотан» – используют для обработки опор ЛЭП, труб, гидросооружений, резервуаров разного назначения и конструкций, которые вступают в прямой контакт с соленой водой и загрязненной средой. |
| «Гальванол» – используется для защиты оборудования и конструкций, которые подвергаются воздействию растворов солей, паров спирта и других растворов. |
| «Мастер АК-100» – получил широкое применение для защиты строительных конструкций, автотранспорта, опор ЛЭП, мостовых сооружений и других металлоконструкций. |
| «ЦВЭС» – представляет собой связку, изготовленную на основе этилсиликата в сочетании с цинковым порошком, обладающим высокой степенью дисперсности. Используется для обработки конструкций, выполненных из высоколегированной и обычной стали. |
| «Цинконол» – полиуретановая цинкосодержащая грунтовка, которая отличается эластичностью, хорошей устойчивостью к воздействию высоких температур и устойчивостью к воздействию масел, нефтепродуктов, газов, паров щелочей и морской воды. |
| «Цинотерм» – представляет собой кремнийорганический раствор, который допускается сочетать с перхлорвиниловыми, меламиновыми и эмалевыми лакокрасочными материалами. |
Металлоконструкции, обработанные по технологии холодного цинкования, сохраняют свои первоначальные свойства и качества более продолжительный период времени, чем изделия, обработанные другими традиционными методами.
Несмотря на высокие защитные характеристики, которые позволяет получить данная технология, процедура нанесения покрытия требует меньше трудозатрат, нежели при гальванической и горячей оцинковке металла.
Коррозия металла – что это такое?
Коррозия – это естественная реакция металла на контакт с кислородом, который содержится в атмосфере или воде. То есть перед нами классическое окисление, трансформирующее поверхностные слои металла в его же оксиды – ржавчину.
Но оксиды различных металлов обладают совершенно непохожими свойствами. Например, оксид железа («классическая» ржавчина) несет только деструктивные последствия, нивелируя и поверхностную прочность, и саму целостность металлоконструкции. В свою очередь, оксиды алюминия и цинка приносят только пользу, образуя на поверхности данных металлов тонкую и прочную пленку, защищающую и от дальнейшего (глубинного) окисления, и от прочих «неприятностей».
Именно поэтому цинк, алюминий, титан, хром и ряд других металлов считаются «нержавеющими». То есть тонкая оксидная пленка, появляющаяся после контакта «чистого» вещества из этой группы с кислородом, способна защитить металл от дальнейшей коррозии.
Причем подобное качество можно трансплантировать и «черным» металлам – чугунам и сталям. Для этого нужно либо «подмешать» некоторую долю стойкого к коррозии вещества в плавящийся «черный» металл (так получают знаменитую «нержавейку», добавляя в железоуглеродистый сплав 20-25 процентов хрома), либо «покрыть» ржавеющий материал слоем цинка или хрома.
Холодное цинкование металлоконструкций – нюансы процесса
Существует около шести технологических процессов, итогом которых будет образование на поверхности «черной» металлоконструкции антикоррозийного барьера, создаваемого на базе цинка. Причем холодное цинкование – это наименее энергозатратный и наиболее дешевый способ защитить металл от ржавления.
Ведь холодная обработка – это, по большому счету, обычное окрашивание металла, проводимое несколько необычными составами, содержащими цинк и летучую связку.
Причем благодаря необычным свойствам «красящего» состава пористое защитное покрытие, со временем, трансформируется в непроницаемый барьер, защищающий железо от большинства угроз извне. Ведь после нанесения современные составы не только закрепляются на поверхности черного металла, но и образуют электрохимическую пару «железо-цинк», уплотняющую структуру покрытия.
В итоге современные составы обеспечивают технологии холодной обработки самую высокую результативность, сравнимую с электрохимическим или горячим оцинкованием металлоконструкции.
