Какие есть способы восстановления цинкового покрытия?
В процессе эксплуатации металлических изделий заводской защитный слой цинка может разрушаться. Чаще всего из-за механических повреждений поверхности. После разрушения цинкового слоя металл начинает ржаветь, а конструкция теряет внешний вид и прочность.
Чтобы продлить срок службы металлического изделия, можно восстановить оцинковку. Как правило, это дешевле замены.
Похожие вопросы
При нарушении цинкового покрытия на железном изделии, находящемся во влажном воздухе, на катоде будет протекать реакция, уравнение которой имеет вид…
При нарушении цинкового покрытия на железном изделии во влажном воздухе на катоде будет протекать реакция, уравнение которой имеет вид…
При нарушении цинкового покрытия на железном изделии во влажном воздухе на катоде будет протекать реакция, уравнение которой имеет вид…
Выбор метода оцинковки металлических изделий
В цехах «Новаметаллтрейд» использут 4 метода цинкования металлоконструкций :
- Холодное цинкование.
- Горячее цинкование.
- Гальваническое цинкование .
- Цинкование методом термодиффузии.
Выбор между ними зависит от требуемой прочности покрытия, условий эксплуатации, размера и формы деталей, ГОСТов на металлоконструкции.
Холодное цинкование
Оцинковка холодным методом позволяет устранить локальное повреждение поверхности. Этот способ проще и дешевле остальных, но подходит только для изделий, которые эксплуатируются в помещении или в стандартных климатических условиях на улице.
Поверхность предварительно очищают от старого цинкового покрытия, обезжиривают и наносят грунтовку. От подготовки зависит адгезия и долговечность покрытия. Затем распыляется полимерный состав с 93 % цинка. Так создается прочный защитный слой, который продлевает сроки эксплуатации изделия.
Горячее цинкование
Горячий метод оцинковки применяется для изделий, которые эксплуатируются в суровом климате или требуют особой защиты по другой причине.
При горячем цинковании покрытие наносится на изделие целиком − локальный ремонт невозможен.
Схема работы участка горячего цинкования
Схема работы участка горячего цинкования
Перед наненсением покрытия металлоизделия проходят несколько этапов подготовки поверхности, которые обеспечивают хорошую адгезию и максимальную долговечность цинкового слоя.
Стадия щелочного обезжиривания удаляет с поверхности грязь, жир и органические соединения. Травление «снимает» слой окислов с поверхности изделия, препятствующий хорошей адгезии. На этапах промывки удаляются остатки щелочей и кислот, оставшиеся на поверхности после предыдущих этапов. На стадии флюсования устраняются соли, не растворенные водой и формируется краткосрочная «пленка», защищающая металл от образования окислов во время транспортировки на страдию цинкования.
На заключительном этапе изделие погружается в ванну с расплавленным цинком. После охлаждения на поверхности остается прочный полимерный слой, который надежно защитит изделие от коррозии.
Гальваническое цинкование
Недостаток горячего цинкования в том, что на поверхности остаются потеки, а цвет получается неровным. Для стальных труб, которые работают в технических помещениях и попадаются на глаза только слесарям, проблема небольшая. А вот для изделий, постоянно находящихся на виду, такой метод не подходит.
Гальваническое цинкование, в отличие от горячего, подходит и для изделий, которые выполняют декоративную функцию. Например, мебельных ручек.
Схема гальванического цинкования
Схема гальванического цинкования
Технологическая схема напоминает схему горячего цинкования, но вместо ванны с расплавленным цинком используется электролиз. Обрабатываемое изделие погружается в электролит. Через систему пропускается ток, и заряженные частицы цинка «прилипают» к стальной поверхности. Получается не только прочное, но и идеально ровное покрытие.
Термодиффузионное цинкование
Термодиффузионное цинкование − самый современный и перспективный метод, но при этом и самый дорогой. Он может применяться для изделий сложной формы, содержащих труднодоступные участки, а также очень маленьких по размерам деталей. Например, крепежа. У других методов ограничений куда больше.
Технологическая схема термодиффузионного цинкования
Технологическая схема термодиффузионного цинкования
Поверхность изделия тщательно очищается, после чего она подается в герметичный контейнер с цинкосодержащей смесью. Температуру внутри контейнера доводят до 4700С, необходимых для запуска процесса диффузного цинкования.
После извлечения из контейнера изделия очищаются от остатков смеси, пассивируются и остужаются.
У нас вы можете заказать услугу оцинковки любых металлоизделий. В том числе, труб, декоративных элементов, негабаритных металлоконструкций, тонкостенных изделий, изделий с сеткой и других сложных для обработки деталей.
Подписывайтесь на канал, если хотите знать о металлургии и металлических изделиях еще больше.
В статье использованы фото из открытых источников сервиса Яндекс.Картинки.
«Новаметалл Трейд» − один из ведущих производителей металлопроката и металлических изделий в России. На рынке с 2010 года.
Главные факторы риска
Как и в случае с другими материалами, вероятность развития коррозии цинка напрямую зависит от особенностей среды, в которой он используется.
Наиболее опасными считаются вода, кислоты и щелочи.
Ржавение под действием атмосферы тоже распространено, потому нужно быть особенно осторожным при эксплуатации стальных конструкций на открытом воздухе.
Рассмотрим все типы рисков подробнее.
Вода
Сам по себе цинк относится к материалам, покрытие которыми помогает защитить металлоконструкции при использовании на открытом воздухе.
Так в российском климате прошедший оцинковку металл будет защищен от коррозии, если будет постоянно контактировать с речной водой без сильных загрязнений, периодически попадать под дождь.
Но есть два фактора риска, провоцирующих коррозию:
- Высокие температуры. Если материал контактирует с водой, нагретой до 55 °C, риск начала ржавения становится выше. При подогреве водной среды до 70°C риск становится еще больше. Интересное наблюдение ученых – температуры более 90 – 95 °C уже не так опасны для материала, потому что при таком прогревании на металле начинает образовываться защитная пленка из продуктов коррозии и процесс купируется.
- Состав воды. Большинство видов оцинкованных деталей применяют как в речной, так и в морской воде. Во втором случае из-за особенностей состава, продукты коррозии будут появляться интенсивнее. Многое зависит от толщины покрытия. Она должна составлять 0,13 мм. Сроки использования материала при контакте с морской водой – не более пяти лет. Это показывает, что оцинковка отлично подходит для агрессивных сред.
В остальных случаях коррозии цинка в воде можно не опасаться. Если она и начинается, то идет медленно.
При использовании в морской воде, а также в нейтральных растворах, где процесс проходит с кислородной деполяризацией, его можно замедлить с применением специальных веществ – ингибиторов коррозии цинка.
Контакт с атмосферой
Использование на открытом воздухе вредит любому материалу и цинк не становится исключением.
Но его преимущество в том, что в районах с нормальной экологией и на большей территории России не наблюдается протекания процесса разрушения.
Это достигается за счет появления защитной оксидной пленки.
Сложнее дела обстоят в случае с морской атмосферой. Здесь риск коррозии из-за особого состава воздуха становится значительно выше.
Но даже небольшая толщина цинковой пленки, до 0,03 мм позволяет обеспечить защиту на срок не менее восьми лет.
Самый большой риск связан с районами с плохой экологией. Здесь в воздухе рассеяно множество вредных примесей, появляется риск запуска электрохимической коррозии цинка. Рядом с крупными предприятиями металлоконструкции быстрее выходят из строя.
Опаснее всего районы, в которых в атмосфере рассеяно много таких элементов, как SO2, SO3, HCl. Даже нанесенный цинковый слой в подобных условиях продержится всего 3-4 года.
Кислоты
Кислотная среда представляет большую опасность для всех видов металлов. Вопрос о том, запустится ли процесс коррозии цинка решается в зависимости от нескольких факторов:
- Тип кислоты.
- Концентрация кислоты в растворе.
- Уровень чистоты нанесенного на поверхность цинка.
- Температура среды.
Чем более чистый цинк был использован при обработке, тем меньше вероятности появления коррозии, даже если среда сильно прогрета. Опасны примеси, добавленные к цинку, особенно сульфат меди (CuSO4).
Тип кислоты сильно влияет на скорость и другие особенности процесса коррозии.
Рассмотрим две наиболее распространенные кислоты:
- Соляная. Процесс протекает по химической формуле Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. Он характеризуется высокой интенсивностью. Активно выделяется водород, появляется хлорид цинка. При сильных концентрациях в растворе, защитное покрытие разрушается и начинается ржавение основного материала под ним.
- Серная. Записывается формулой Zn + H2SO4(разб.) → ZnSO4 + H2↑. Также протекает с образованием водорода. При этом для реакции также характерно появление сульфата цинка.
Щелочь
Щелочная среда не менее опасна для материалов, чем кислотная. Многое зависит от состава среды и самого типа вещества. Наиболее интенсивно протекает процесс в растворах аммиака.
Дополнительным фактором риска становится контакт с положительно заряженными металлами. При этом интенсивность коррозии в щелочах может стать намного выше.
Технология и способы восстановления цинкового слоя
Поврежденную поверхность восстанавливают покраской или холодным цинкованием. Горячим оцинкованием, которое используется в производстве металлопроката, не восстанавливают детали.
Вне зависимости от того, какой способ был выбран, необходимо подготовить металл перед тем, как его оцинковывать. Перед нанесением цинковых составов необходимо:
- обезжирить поверхность от масляных и других органических загрязнений;
- сделать металл слегка шероховатым;
- тщательно зачистить поверхность;
- периодически помешивать состав, которым покрываются металлические детали.
Цинковый состав лучше схватывается с шероховатой поверхностью, на которой нет пыли и посторонних предметов. Новая оцинковка будет надежно защищать металл, если цинк равномерно распределится в толще слоя. Если емкость с цинковым составом периодически не перемешивать в процессе нанесения, то цинк под собственной тяжестью будет оседать на дно.
Способы восстановления цинкового слоя
Для восстановления целостности оцинкованной поверхности используются разные методики. Целесообразность выбора оптимального варианта зависит от масштабов предстоящих работ, доступности методики, запланированного бюджета. Цинковый слой можно восстановить:
- методом холодного цинкования при помощи специальных средств, содержащих более 96% атомизированного цинка (такой слой обеспечивает барьерную и электрохимическую защиту заготовки от воздействия окружающей среды);
- с использованием лакокрасочных материалов, состоящих из грунтовки, краски и преобразователя ржавчины (такой способ более доступен чем холодное цинкование, но не обеспечивает столь же высоких показателей долговечности и износоустойчивости).
Рассмотрим особенности методик более подробно.
Холодное цинкование
Для проведения процедуры оцинковки холодным методом рекомендуется использовать состав Zinga. Среди преимуществ данного состава следует отметить защищенность каждой молекулы цинка специальными нейтральными смолами. Подобное покрытие разрушается в несколько раз медленнее, чем гальванический слой, поэтому применяется не только для восстановления старых цинковых поверхностей, но и при обработке габаритных конструкций повышенной ответственности.
Чтобы подготовить полуфабрикат к нанесению состава Zinga, который изготавливается бельгийским производителем, следует тщательно очистить поверхность напором воды под давлением. Средство наносится валикоv, кистью или путем окунания в раствор. Температура окружающей среды при нанесении состава должна варьироваться в пределах от -15 до +40 градусов по Цельсию. Эксплуатировать готовое изделие можно при показателе термометра от -50 до +150.
Отечественные производители предлагают более доступные средства, среди которых следует обратить внимание на:
- краску «Барьер-Цинк»;
- состав высокой дисперсии «Цинол»;
- распространяющийся в аэрозольных баллончиках «Спрей-Цинк».
Все перечисленные выше продукты изготавливаются российской компанией «Цинкор».
Окрашивание поверхности
Не менее востребованным вариантом защиты поверхности от разрушения считается окрашивание специальными грунтово-эмалевыми составами. К примеру, грунт-эмаль «Цикроль» станет замечательным вариантом для антикоррозийной обработки кровель, водосточных труб, разнообразных перил и т. д. Матовая текстура акриловой краски, а также оптимизация состава добавками, препятствующими ржавчине, обуславливают повышенные показатели стойкости к УФ-лучам, отличные укрывные способности, выносливость к агрессивной среде. Данный лакокрасочный материал допускается использовать для внутренней отделки, однако после работ настоятельно рекомендуется проветривать помещение.
Что влияет на коррозийную стойкость цинка
Выше уже затрагивался вопрос о том, что состав цинка сильно влияет на его защищенность от коррозии. Так наиболее чистые виды вещества помогают металлу оставаться неповрежденным при контакте со средами повышенной кислотности.
На рынке есть много марок цинка и количество посторонних включений в нем отличается в диапазоне от 0,003 до 2,5%. Кроме основного вещества, в составе также может быть медь, свинец, кадмий и даже мышьяк.
Проблемы могут возникать и в случае отказа от учета особенностей типа примеси, непонимания того, выступает она в качестве катода или анода.
Простой пример – нейтральная атмосферная среда. Чтобы увеличить защиту от коррозии при применении в таких условиях, традиционно используется катодный элемент.
В качестве него выступает металл с более высоким показателем положительного заряда, чем у самого цинка. При правильном расчете концентрации примеси, скорость атмосферной коррозии становится значительно меньше.
Но есть и обратная ситуация.
Когда оцинкованное изделие помещается в агрессивную среду с большим количеством активирующих ионов, а также при контакте с щелочами, легирующие металлы только ускоряют протекание процесса. Специалисты наблюдают растворение и анодных добавок.
Примеси могут ускорить течение коррозии в полтора-два раза. Но такой же эффект может наблюдаться и при нанесении слишком чистого материала без правильно подобранных легирующих компонентов.
Это позволяет сделать вывод, что гнаться только за чистотой не стоит, нужно правильно выбирать добавки в зависимости от типа среды и следить за тем, чтобы общее их содержание оставалось ниже 1%.
Холодное цинкование
Технология заключается в нанесении краскопультом, малярным валиком или обычной кистью смеси с большим содержанием цинка. Этим методом восстанавливают оцинкованные металлоконструкции любой формы и размера.
Тщательно зачищенная поверхность — основное условие для адгезии состава с поверхностью металла. Его покрывают специальным составом, в котором 96 % занимает атомизированный цинк. После обработки на поверхности образуется пленка, отвечающая за барьерную и электрохимическую защиту. В отличие от обычных лакокрасочных материалов, составы с атомизированным цинком предотвращают коррозию металла.
Холодное оцинкование требует тщательной подготовки поверхности и точного соблюдения технологического процесса. К примеру, чтобы обработать поврежденный слой цинка на кузове, после зачистки металла необходимо удалить остатки пыли струей сжатого воздуха или большим напором воды. В отличие от гальванического слоя холодная оцинковка разрушается медленнее. Ее используют для обработки крупногабаритных или ответственных металлоконструкций.
Преимущества:
- простой метод;
- надежная защита;
- долгий срок службы;
- не нужен демонтаж — металл обрабатывается на месте.
Минус — много требований к подготовке металла.
Окрашивание поверхности
Поврежденные участки покрываются грунтово-эмалевыми составами. В отличие от обычных лакокрасочных материалов они являются составами со специальными добавками. Они способны:
- противостоять коррозии;
- повысить устойчивость к ультрафиолету;
- защитить от агрессивных сред.
Лакокрасочные материалы содержат преобразователь ржавчины, грунтовку по металлу и краску. С одной стороны они позволяют восстановить покрытия разных цветов, а с другой стороны не могут гарантировать долгого срока службы. Если сравнивать с холодным оцинкованием, то окрашивание поверхности существенно проигрывает. Оно не так требовательно к подготовке металла и проще наносится, но быстрее изнашивается.
Что не подходит для восстановления?
Нельзя закрашивать поржавевшие участки обычной грунтовкой или краской. Они маскируют дефекты и не останавливают дальнейшее ржавление. Через пару месяцев рядом с покрашенными участками появятся новые пораженные участки.
Наша компания поможет защититься от коррозии
Выполняем оцинковку на собственных производственных мощностях. Все работы проводятся в точном соответствии с ГОСТ 9.307-89. Метод обработки – горячее цинкование металла.
В пользу выбора компании говорит три причины:
- Три цеха для проведения работ. Это ускоряет работу с заказами. Производственная мощность составляет более 120 тысяч тонн в год.
- Установлена самая глубокая ванна для цинкования в ЦФО. Ее глубина составляет 3,43 метра. Это позволяет работать даже с большими металлическими заготовками.
- Дается гарантия качества. Работы ведутся в точном соответствии с ГОСТ, установлено оборудование от таких европейских фирм, как KVK KOERNER и EKOMOR.
Оставьте заявку или звоните. Выберем лучший вариант состава покрытия в зависимости от области использования, ответим на вопросы про потенциальные риски и расчет длительности защиты с использованием цинкования. Работаем с клиентами со всей России.
Какие материалы рекомендуют для восстановления цинкового покрытия?
В холодном оцинковании используется состав ZInga, разработанный для реставрации оцинкованной стали. Он содержит нейтральные смолы, защищающие молекулы цинка. Еще используют средства «Барьер-цинк», «Цинол» и «Спрей-цинк».
Для окрашивания металла подходит грунт-эмаль «Цирколь».
