Как происходит горячее цинкование?

Изделия, изготавливаемые из стали, подвергаются агрессивным воздействиям окружающей среды. Образование коррозии невозможно предупредить без обработки после производства изделия.

Наиболее действенным, долговечным способом является горячее цинкование. Популярность появилась после проверки временем обработанных изделий и экономичности производства.

Для каких целей металлоконструкции подвергают оцинковке

Процесс подразумевает наложение тонкого слоя цинка, перед нанесением поверхность обрабатывается механическими и химическими способами. Покрытие обеспечивает защиту не только барьерную, но и электрохимическую реакцию.

Горячее цинкование используется в большинстве случаев при работе с металлами, так как оно наиболее подвержено градирующим процессам. Способ горячего цинкования является наиболее приемлемым, так как имеет сбалансированную стоимость процесса, высокий результат.

Основное назначение цинкования – повышение прочности металлоконструкции. Оцинкованную деталь не нужно окрашивать для защиты от коррозии, в совокупности процесс приближен к стоимости окраски, но имеет больше преимуществ.

Происхождение метода

В конце 17 века проводились первые опыты по погружению металлической детали в горячий цинк. Французский химик отметил появление защитного слоя после процедуры – оцинковка металла. В 1836 году во Франции отдается патент на применение горячего цинка с целью использования для антикоррозийных свойств металлоконструкций.

Метод горячего цинкования был налажен уже через 10 лет после открытого патента, а широкое распространение получил в середине прошлого века.

Изделия, обработанные цинком возможно использовать при любых условиях, кроме щелочной среды. Изготовление представлено некоторыми сложностями во время производства, однако они перевешиваются плюсами.

Достоинства и недостатки метода

Основными преимуществами метода является стоимость при долгосрочном использовании. Уход после процедуры горячего цинкования за деталью не требуется при отсутствии механических воздействий. Цинкование металлоконструкций имеет ряд преимуществ:

1. Обработка может производится к деталям любой формы и сложности, так как подразумевает опускание изделия целиком в ванны с цинком.
2. При незначительных механических повреждениях, покрытие имеет свойства к самовосстановлению, при некоторых случаях без вмешательства человека.
3. Горячее цинкование осуществляется при обработке емкостей и труб, так как стойкость к коррозии и другим воздействиям повышается более, чем в 5 раз.
4. В процесс обработки забиваются все мелкие недостатки изделий.
5. Эксплуатация не требует дальнейшего ухода за поверхностями, так как защищена слоем цинка.

Недостатки существуют абсолютно при каждой работе, обработка цинковым слоем происходит неравномерно. Повышенный расход материала при выполнении работ, обусловленность формой ванны, детали большего размера обработать не получится. Изделия, обработанные слоем цинка получаются габаритнее, обработанные изделия могут доставить трудностей при монтаже или сварке.

Технология горячего цинкования

Обработка происходит в соответствие с ГОСТ, выполняется в множество этапов, которые требуют подготовки. Технология горячего цинкования применяется только после соблюдения всех условий по производству. Перед работами обезжириваются детали, происходит удаление масла, других составов.

Горячая оцинковка требует нескольких ванн и печей для сушки, печей для процесса, а также зоны, в которой детали подвергаются охлаждению.

Общими правилами установлена, что процесс разбит на этапы. Подготовка поверхности происходит в несколько раз, осуществляются различные работы. Цинкование, процесс состоящий их трёх фаз, которые тщательно соблюдаются. После завершения основных процессов происходит аспирация и транспортировка, действия происходят автоматически.

Подготовка поверхности

Особо важный этап – подготовка, включает множество подтипов:

• Обезжиривание происходит при средней температуре +70 ⁰С, происходит для равномерно расположенного слоя цинка. Если не удалится масляное загрязнение, оцинкованный кусок может обвалиться.
• После происходит промывание, в процессе которого удаляются средства, используемые при обезжиривании.
• Соляной кислотой производится травление, слой окалины удаляется с поверхности металла, под воздействие попадает и коррозия.
• После каждого воздействия определенного средства необходимо осуществлять промывку детали.
• Флюсование обеспечивает хорошее прилегании цинка к поверхности в последующем, противостоит окислению в процессе производства.
• Сушка детали производится в специально отведенной для этого печи.

Наиболее важным процессом отмечается флюсование. Флюс, благодаря химическим свойствам, окончательно удаляет серную кислоту, влагу. Горячее цинкование использует своеобразный флюсовой слой.

Оборудование

Процесс горячего цинкование требует большого помещения и видов оборудования. Основные станки и приборы для обработки:

• Сушильная и цинковальная печи.
• Теплообменник.
• Цинковальные ванны, их количество определяется разновидностью производимых частей.
• Ванна для охлаждения.
• Грейфер, предназначенный для удаления гарт цинка.

Перечисленное оборудование не включает в себя автоматизированную линию для транспортировки детали, подготовке к процессу и очистных сооружений, которые обязательно понадобятся для массового производства.

Цинкование

Определенная технология цинкования и ее соблюдение позволяют добиться прочности, надежности детали. Для получения результата необходимо следовать последовательности, которая описана в технологии горячего цинкования металлоконструкций:

1. На этапе погружения детали, при повышении температуры, разрушается флюсовая пленка, которая служит для соединения цинка с металлом. Скорость процесса погружения подбирается оптимальной, нельзя допустить полное разрушение пленки, но и остаточный толстый слой.
2. Продолжительность операции подбирается от сложности конструкции, время цинкования определено не более 10 минутами.
3. Регулируется скорость вынимания для контроля остаточного слоя горячего цинка на металле.

Качественная сталь, соблюдение температурного режима обработки (450 ⁰С), степень охлаждения полностью зависят на готовый результат. Сушка изделия зачастую происходит на открытом воздухе.

Контроль качества покрытий по ГОСТ 9-307

Важные моменты при процедуре описаны контролем Госстандарта. Требований к обработке существует множество, основные из них:

• Требования к металлу, при данном разделе описаны категории изделий из стали, которые можно обрабатывать.
• Внешний вид и качество покрытия, а также толщина готового изделия определены согласно ГОСТу.
• Методы контроля качества определяются способами определения качества готовой продукции.

Контроль и его методы подразумевают проверку готовой продукции путем нанесения механических повреждений или специальных меток. Горячее цинкование металлоконструкций определяется также температурным воздействием, изделие нагревается до 200 ⁰С, визуально проверяется на наличие повреждений либо отслаивания металла.

Горячее цинкование металла: технология, оборудование, ГОСТ

Горячее цинкование – это метод покрытия поверхности металлического изделия слоем цинка, уступающий по своей популярности только гальванической технологии оцинковки. Между тем по стоимости выполнения, а также по долговечности формируемых цинковых покрытий данный способ превосходит электрохимическое цинкование.

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к горячим цинковым покрытиям можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже. ГОСТ 9.307-89 Единая система защиты от коррозии и старения.

Зачем металлические изделия подвергают цинкованию

Цинкование предполагает, что на поверхность металлического изделия наносится слой цинка, толщина которого может находиться в интервале 40–65 мкм. За счет такого покрытия обеспечивается не только барьерная, но и электрохимическая защита металла от коррозии. Оцинкование, которое можно выполнять по разным технологиям, используется преимущественно по отношению к стали.

Горячее цинкование металла, если сравнивать его с другими технологиями, отличается оптимальным сочетанием доступной стоимости технологического процесса с высокими защитными свойствами получаемого цинкового слоя.

Нанесенное методом горячего цинкования покрытие даже при эксплуатации изделия в самых неблагоприятных условиях способно прослужить не менее 65–70 лет, полностью сохранив свои защитные свойства.

Преимущества метода

Горячее цинкование металлоконструкций при сравнении с другими технологиями имеет ряд весомых преимуществ:

• Подвергаться обработке по данной технологии могут даже детали, отличающиеся высокой сложностью геометрической формы. В частности, такую технологию активно используют для обработки труб.
• Поврежденные в результате механического воздействия участки цинкового покрытия могут самовосстанавливаться, причем происходить это может без постороннего вмешательства.
• По сравнению с другими способами оцинковки, метод горячего цинкования позволяет сформировать покрытие, устойчивость которого при взаимодействии с жидкими средами выше в 6 раз. Именно по этой причине такую технологию и применяют для обработки труб и различных емкостей.
• Горячая оцинковка позволяет эффективно устранять многие дефекты обрабатываемой поверхности, такие как раковины, поры и др.
• Эксплуатация труб и других метизов, которые покрыты цинком по данной технологии, требует минимальных финансовых затрат. Их поверхности, в частности, не требуют регулярной окраски, так как уже надежно защищены от воздействия негативных факторов внешней среды. Это очень актуально для труб, которые эксплуатируются в труднодоступных местах (в стенах, под землей и т.д.).

Как выполняется горячее цинкование

Выделяют два этапа горячего цинкования:

1. Обрабатываемую поверхность тщательно подготавливают к процедуре.
2. Изделие погружают в емкость с расплавленным цинком, в результате чего оно буквально обволакивается данным металлом.

Все нюансы выполнения такой технологической операции регламентирует ГОСТ 9.307-89. Технология горячего цинкования требует тщательного подхода к выполнению всех ее этапов. Чтобы понять их суть и назначение, каждый из них стоит рассмотреть подробнее.

Подготовка металлического изделия к процедуре

ГОСТ указывает, что поверхность, которую необходимо подвергнуть горячему цинкованию, должна быть тщательно подготовлена. Такая подготовка состоит из нескольких процедур:

• механической обработки;
• обезжиривания;
• промывки;
• травления;
• промывки после травления;
• флюсования;
• просушки.

При помощи механической обработки с поверхности удаляются загрязнения, продукты окисления, следы ржавчины, а также шлаковые включения. ГОСТ также предписывает, что острые углы и кромки, имеющиеся на изделии, должны быть скруглены, что также решается на этапе механической обработки. Для выполнения механической обработки в производственных условиях используются пескоструйные установки.

Обезжиривание, которое выполняется при температуре около 75°, необходимо выполнять перед горячим цинкованием для того, чтобы улучшить адгезию формируемого защитного слоя с цинкуемым изделием.

Присутствие на обрабатываемой поверхности жировых и масляных пятен может привести к тому, что на таких участках цинковое покрытие будет иметь неравномерную толщину или даже отслаиваться.

Выполняют обезжиривание при помощи специальных химических реагентов, список которых приводит соответствующий ГОСТ. Их остатки впоследствии должны быть полностью удалены с поверхности изделия, для чего его подвергают промывке.

ГОСТ также указывает, что на трубах или других изделиях, подвергаемых горячему цинкованию, не должно быть окисленных участков, а также старого цинкового покрытия, если оно наносилось ранее. Для того чтобы выполнить эти требования, обрабатываемую поверхность подвергают травлению. С этой целью обычно используется раствор соляной кислоты.

Выполняют такую процедуру при комнатной температуре (22–24°), а концентрацию раствора кислоты выбирают в зависимости от того, насколько сильно поверхность загрязнена окислами и следами коррозии.

Как правило, для выполнения травления используют растворы, в которых содержится 140–200 граммов кислоты на 1 литр. При выполнении травления раствор кислоты может сильно повредить обрабатываемую поверхность.

Чтобы такого не происходило, а также чтобы минимизировать выделение водорода из травильного раствора, в него вводят специальные вещества, которые называются ингибиторами. Как и после обезжиривания, после травления изделие необходимо тщательно промыть, чтобы удалить остатки использованных химических веществ.

Флюсование перед горячим цинкованием, технология которого предусматривает тщательную подготовку обрабатываемой детали, позволяет решить сразу две важных задачи: предотвратить процесс окисления и улучшить адгезию наносимого покрытия с основным металлом.

В процессе флюсования, выполняемого при температуре 60°, на обрабатываемую поверхность наносится тонкий слой флюса, содержащегося в специальном растворе. В качестве флюса, как правило, используются хлориды аммония и цинка.

Их смешивают с водой в соотношении 500 граммов на литр, чтобы приготовить раствор для флюсования. При выполнении флюсования очень важно следить за такими параметрами используемого раствора, как содержание железа, плотность и кислотность.

Если концентрация железа в растворе превышена, в него вводят перекись водорода, которая способствует образованию солей железа, выпадающих в осадок.

Любой цех горячего цинкования в обязательном порядке должен быть оснащен термическими печами, в которых обрабатываемое изделие просушивают после выполнения флюсования.

Такая термическая обработка позволяет не только удалить остатки жидкости, которая ухудшает качество готового цинкового покрытия, но и нагреть деталь до температуры 100°, что дает возможность снизить затраты на осуществление основной технологической операции.

Как осуществляется технологический процесс

Сам процесс нанесения защитного цинкового слоя, для чего может использоваться линия горячего цинкования или более простое оборудование, заключается в погружении детали в емкость с расплавленным цинком.

Температура, при которой цинковый расплав находится в таких емкостях, выбирается в зависимости от ряда факторов, к числу которых относятся и геометрические параметры обрабатываемого изделия. В среднем значение такой температуры находится в интервале 420–455°.

Если в качестве оборудования применяется не агрегат для непрерывного горячего цинкования (АНГЦ), а более простые технические устройства, необходимо обеспечить выполнение следующих условий на производственном участке.

Обязательно наличие мощной вытяжки, которая удалит из воздуха пары, интенсивно образующиеся при цинковании. Оборудование для горячего цинкования должно обеспечивать строгое соблюдение скорости погружения изделия в расплав, а также времени его выдержки в нем. Обработанная деталь после извлечения из емкости с цинком должна качественно охлаждаться. Горячее цинкование метизов выполняется в следующей последовательности:

1. Погружение изделия в емкость с расплавленным цинком.
2. Выдержка, время которой может составлять от 4 до 10 минут.
3. Извлечение обрабатываемой детали из емкости с расплавом, от скорости выполнения которого во многом зависит толщина формируемого покрытия.
4. Охлаждение, которое может выполняться принудительно или протекать естественным путем.

Данная технология, преимущества использования которой были отмечены выше, отличается и относительно невысокой сложностью. Для осуществления такой процедуры нет необходимости готовить сложные электролитические растворы, чем на производственных предприятиях занимается гальваник.

Однако не лишена такая технология и недостатков, наиболее значимый из которых заключается в том, что размеры деталей, на которые наносится защитное покрытие, ограничены размерами емкости, содержащей расплавленный цинк. На крупных производственных предприятиях задача обработки габаритных изделий решается за счет применения агрегатов непрерывного горячего цинкования (АНГЦ).

Технология горячее цинкование

Горячее цинкование металлоконструкций — полное описание технологии

Для предохранения металлов от коррозии существует много способов, отличающихся и эффективностью, и себестоимостью. Один из них – анодное покрытие. Оно производится по различным методикам, которые предполагают использование соответствующего оборудования, характеризуются определенной сложностью процесса и необходимым временем на его проведение.

Пожалуй, самая известная из них (и наиболее широко распространенная) – горячее цинкование. По популярности уступает лишь способу электролитического покрытия металлоконструкций, но только в плане финансовых вложений, так как по долговечности намного его превосходит.

Поверхность заготовки покрывается слоем этого металла (как правило, толщиной 40 – 65 мкм). В результате исключается прямой контакт «основы» с жидкостями и обеспечивается надежная антикоррозийная защита. Применяется (в основном) для обработки железа или стали. Но делается это разными способами.

С точки зрения оптимального сочетания экономичности и высокого результата лучшим вариантом считается именно горячее цинкование. По оценкам специалистов, при эксплуатации металлоконструкций даже в самых неблагоприятных условиях эффективность такого покрытия не снижается на протяжении не менее 65 – 70 лет. Вот эту технологию и рассмотрим подробнее.

Преимущества горячего цинкования

• Возможность обработки любых заготовок, независимо от сложности их формы.
• Способность к «самовосстановлению». Если какой-либо участок металлоконструкции получил механическое повреждение, то дефект покрытия постепенно минимизируется и полностью устраняется без постороннего вмешательства.
• Устойчивость перед жидкостями примерно в 6 раз выше аналогичного показателя «защищенности», обеспеченной другими методиками.
• Все имеющиеся дефекты основы (раковины, поры и так далее) тщательно скрываются слоем цинка.
• Надежное скрепление защитного слоя с поверхностью заготовки.
• Низкие эксплуатационные затраты. Основной пункт экономии – отсутствие необходимости в регулярной обработке и окрашивании металлоконструкций.

Суть процесса коротко можно описать так – после предварительного «освежения» (этап подготовительных мероприятий) деталь погружается в резервуар с расплавленным цинком. Металл буквально «обволакивает» заготовку, проникая в самые труднодоступные места конструкции.

Более подробно ознакомиться со всеми нюансами цинкования по «горячей» методике можно в ГОСТ № 9.307 от 1989 года. Мы же рассмотрим основные операции, и этого будет вполне достаточно, чтобы понять принцип такой обработки деталей.

Механическая обработка

Производится с целью удаления с поверхности заготовки грязи, окалины и тому подобное. То есть фракций инородных веществ. На производстве это делается пескоструйными аппаратами в специальных боксах.

Обезжиривание

Производится при средней температуре +75 ºС с целью повысить качество скрепления цинка с основой. Присутствие на ней в процессе дальнейшей обработки каких-либо химических соединений (к примеру, масляных пятен) не допускается, так как это может привести впоследствии или к отслоению покрытия, или к неравномерности его толщины (а то и образованию «голых» зон). Удаление посторонних веществ производится специальными средствами (реагентами).

Промывка

Смысл данной операции понятен – удалить с детали все использовавшиеся в процессе обезжиривания химикаты.

Травление

На поверхности металла, подлежащего цинкованию, всегда присутствуют в определенных долях различные окислы (в том числе и ржавчина). Вот от них и очищается заготовка. Это делается с использованием кислоты, преимущественно соляной, при комнатной температуре (порядка 22 – 24 ºС). Ориентировочная концентрация раствора – от 140 до 200 г/л (зависит от степени загрязнения металла).

Во-первых, если ранее заготовка подвергалась цинкованию, то сначала в отдельной емкости удаляется защитный слой. Во-вторых, для минимизации воздействия кислоты на материал основы и исключения усиленного выделения водорода используются специальные вещества (ингибиторы), которые вводятся в раствор.

Промывка

Эта операция необходима для удаления продуктов химических реакций, протекавших на этапе травления, и остатков кислотного раствора.

Флюсование

На этом этапе производится окончательная подготовка заготовки к обработке расплавленным цинком. Во-первых, тонкий слой используемого средства (флюса) предотвращает окисление материала (а данный процесс идет постоянно). Во-вторых, по аналогии с пайкой, повышает надежность «сцепки» (цинк + основа).

Обработка производится в условиях + 60 ºС раствором концентрацией порядка 500 г вещества на 1 л воды. Как правило, это состав из хлоридов аммония и цинка. В процессе флюсования осуществляется постоянный контроль над содержанием железа, кислотностью и плотностью раствора. При необходимости вводится перекись водорода. Она снижает процентное содержание железа путем образования его солей, которые выпадают в осадок.

Термическая подготовка металлоконструкции

После обработки растворами заготовку необходимо тщательно просушить. Если в процессе ее погружения на поверхности будут остатки жидкости, то это приведет к образованию ее паров и отразится на качестве конечного покрытия.

Кроме того, такое предварительное повышение температуры образца (до 100 ºС) позволяет снизить эн/затраты в ходе операции по цинкованию. Подача (выемка) заготовок в печь производится механизированным способом. Для обеспечения высокого качества осушки используется не менее 2-х термических камер.

Покрытие слоем цинка

Собственно, это является конечной целью всех подготовительных операций. Необходимый температурный режим выбирается исходя из местных условий и специфики заготовки. В среднем это +420 ºС (предельное значение – до +455).

Наличие эффективной вытяжки, так как процесс цинкования сопровождается интенсивным парообразованием. Строгое соблюдение скорости погружения и времени выдержки детали в резервуаре с «расплавом». Качество охлаждения металлоконструкции.

Охлаждение

Может проводиться или принудительно, или протекать естественно, в условиях помещения. Вот, собственно, и весь смысл технологических операций, которые позволяют обеспечить качественное цинкование материалов. Для общего понимания сути всех процессов вполне достаточно.

Горячее цинкование металла: технология и оборудование

Горячему цинкованию можно подвергать любые виды сталей, но качество полученных поверхностей будет различным. Это зависит от химического состава конкретного металла. Различие будет касаться цвета, блеска поверхности, толщины покрытия, адгезионной способности изделия.

Преимущества и недостатки горячего цинкования

Почему так ценится горячее цинкование? Давайте убедимся в этом сами, взглянув на некоторые факты:

• Цинковое покрытие увеличивает срок эксплуатации изделий в среднем на 30 лет.
• После обработки методом горячего цинкования изделия не требуют ухода и текущего ремонта.
• Цинковое покрытие имеет возможность самовосстановления в случае механического повреждения.
• Сохраняется высокая теплопроводность изделий, так как цинк отлично проводит тепло.
• Возможность покрытия внутренностей изделия сможет обеспечить только горячее цинкование. ГОСТ предъявляет свои требования к оцинковке изделий.
• Благодаря высокому качеству подготовки и самого процесса оцинковки можно гарантировать высокое качество полученных изделий.

Нельзя умолчать и о некоторых минусах горячего цинкования:

• Оборудование для горячего цинкования дает возможность обрабатывать далеко не все детали. Все зависит от габаритов изделий, ведь они просто могут не поместиться в ванну.
• Большой расход цинкового расплава.
• Некоторые изделия могут иметь неравномерный слой цинкового покрытия.

Технология горячего цинкования

Линии горячего цинкования состоят из нескольких последовательных операций, выполнение которых обязательно. Большую часть занимает предварительная подготовка изделия. Перечислим все этапы и дадим комментарии к ним:

1. Обезжиривание поверхности изделия для удаления жировых и масляных пятен. Операция проводится при температуре 80-80 градусов.
2. Промывка изделия.
3. Травление. Деталь опускают в ванну с соляной кислотой для удаления с ее поверхности различных оксидов (ржавчины, потемнения, окалины), которые образуются в процессе хранения изделия.
4. Промывка в нескольких ваннах с целью удаления остатков кислоты.
5. Флюсование. Это образование защитной пленки флюса, которая препятствует дальнейшему окислению металла, а также улучшает адгезию поверхности с цинковым расплавом. Деталь обрабатывается раствором флюса при температуре около 60 градусов.
6. Сушка изделия при температуре 100 градусов. Удаляется влага с поверхности изделия, которая способна вызвать разбрызгивание цинка при погружении в него детали.
7. Цинкование. Деталь погружается в расплав цинка с температурой 440-460 градусов. В ванне с цинком изделие находится 3-10 минут.
8. Охлаждение готового изделия.

Области применения изделий, подвергнутых горячему цинкованию:

• Промышленное и частное строительство. Любые металлические конструкции и изделия подвергаются подобной обработке с целью продления своего ресурса и защиты от всевозможных воздействий. Чего стоят только водопроводные трубы, металлические сетки для ограждений, оконные отливы, профнастил и масса других изделий.
• Защита металлических емкостей, труб, баков, посуда и прочей хозяйственной утвари.
• Компоненты изделий, эксплуатирующихся под открытым небом, также нуждаются в подобной защите. Это вышки, опоры мостов и ЛЭП, радиомачты, ретрансляторы и т. д.
• Дорожное строительство. Дренажные трубы, ограждения, мостовые конструкции, перила и прочие элементы, подверженные влиянию влаги.

Вывод

Метод горячего цинкования является весьма надежным и современным способом защиты металлических конструкций от воздействия неблагоприятных внешних условий. Результаты, полученные при помощи данного метода, существенно расширяют возможности по внедрению металлоконструкций в нашу жизнь.

Свойства и применение цинковых покрытий

Цинковые покрытия на стали — типичный пример электрохимической защиты. В гальванических коррозионных элементах, образующихся в порах покрытия, цинк растворяется как анод, а сталь (как катод) не подвергается разрушению до тех пор, пока на ней есть слой цинка. В течение долгих лет цинковые покрытия наносили только с целью защиты от коррозии. В современных ваннах можно наносить покрытия с высокими декоративными свойствами: благодаря этому заинтересованность в электролитическом цинке повысилась настолько, что в недалеком будущем цинкованием займутся многочисленные мастерские, в которых этот процесс считался второстепенным. Серьезным препятствием, затрудняющим применение цинковых ванн, является необходимость использования цианидных соединений в соответствии с рекомендациями соответствующих служб.

Большинство гальванических мастерских не в состоянии выполнить эти требования, и поэтому они или полностью отказались от этого процесса или ограничились кислыми ваннами старого типа, непригодными для обработки изделий сложной формы.

В настоящее время ситуация стала значительно более благоприятной, так как применяемые бесцианидные ванны соответствуют требованиям даже весьма требовательных практиков.

Традиционные ванны кислого цинкования.

Использование кислых сульфатных ванн, составляемых из доступных химикатов не требует специальных фирменных добавок. Эти химикаты безвредны и не оказывают такого коррозионного воздействия как современные слабокислые ванны. Существенным недостатком сульфатных ванн является их низкая кроющая способность. По виду своему эти покрытия не могут конкурировать с полученными в ваннах с блескообразователями, но при невысоких требованиях они удовлетворительны. Сульфатные ванны характеризуются высоким катодным выходом по току и, следовательно, они не создают такой водородной хрупкости, как цианидные ванны. Ниже приведены примеры составов, г/л, сульфатных ванн: (кислого цинкования):

Ванна

1

2

ZnSO4•7H2O

180

360

ZnCl2

14

Н3ВО3

12

23

A12(SO4)3•18H2O

30

30

NaCl

15

Декстрин

10

15

Ванна 1 отличается по сравнению с другими ваннами лучшей кроющей способностью, но в ванне 2 большая концентрация цинка, что позволяет работать при больших плотностях тока.

Обе ванны работают при комнатной температуре, рН = 3,5-4,4 и J = 1-2 А/дм2 для ванны 1 и J = 2-3 А/дм2 для ванны 2.

Перед цинкованием в кислой ванне изделия следует тщательно обезжирить и активировать, так как в отличие от цианидных, кислые ванны не имеют очищающих свойств. Сульфатные ванны применяются для цинкования проволоки и полос, для обработки изделий простой формы. (Винты и гайки обрабатываются во вращающихся установках).

Подготовка и эксплуатация сульфатной ванны.

Сульфатные ванны чувствительны к загрязнению металлическими примесями и, следовательно, их составляют из технических химикатов первого сорта. Отдельные компоненты, кроме декстрина, растворяют в горячей воде в эмалированной посуде и переливают в запасную ванну. Декстрин растворяют в отдельном сосуде в небольшом количестве холодной воды, затем нагревают до 60°С и переливают в запасную ванну. Таким образом составленную ванну отфильтровывают в рабочую ванну, дополняют водой до необходимого объема, проверяют pH и предварительно ее прорабатывают

10 ч при J = 0,2-0,3 А/дм2 со стальными листовыми катодами.

Как уже упоминалось, сульфатные ванны имеют высокий выход по току и не вызывают водородной хрупкости, однако наводороживание деталей может происходить во время операции подготовки, в основном при катодном электролитическом обезжиривании и травлении в кислотах. Появление пузырьков в цинковом покрытии может быть вызвано наводороживанием стали еще перед цинкованием.

Сульфатные ванны требуют частого контроля pH и регулировки серной кислотой или карбонатом натрия. Преимущественно наблюдается повышение pH, так как цинковые аноды, висящие в ванне, во время простоя растворяются. По этой причине не следует оставлять аноды в ванне во время длительных перерывов в работе. Защелачивание ванны приводит к образованию крупнокристаллических покрытий с наростами на острых ребрах.

Образование темных и губчатых покрытий обусловлено металлическими загрязнениями, поэтому необходима электролитическая проработка ванны при малой плотности тока.

Темные покрытия в местах малой плотности тока вызываются несоответствующим качеством декстрина. В таком случае следует добавить пергидроль (1 см3/л) и подвергнуть ванну электролитической обработке при малой плотности тока. Так как отдельные партии декстрина, поставляемые различными поставщиками, разняться, то следует проверить их пригодность в небольшой экспериментальной ванне.

Шероховатость покрытия свидетельствует о наличии в ванне механических загрязнений, образующихся в основном из анодного шлама. Аноды должны быть помещены в мешки из фильтрующей ткани. Сваренные или клепаные изделия, на поверхности которых образуются несплошности, могут корродировать во время складирования или эксплуатации, так как остатки электролита оказывают коррозионное воздействие на сталь. Поэтому изделия необходимо очень тщательно промывать после цинкования.

Снятие цинковых покрытий.

Из-за возможности воздействовать на цинк кислотами и основаниями удаление цинковых покрытий не представляет затруднений. В соляной кислоте, растворенной водой в отношении 1 : 3, цинк растворяется очень быстро, однако при этом может наводородиться стальная подложка. Чтобы избежать этого, следует применять 10%-ный раствор нитрата алюминия. Можно также применять 20 %-ный NaOH, нагретый до 60-80°С.

Цинковые аноды.

В соответствии со стандартами PN-73/H-92912 и PN-77/ /Н-82200 аноды изготовляют в виде кубиков или листов марок Е01, Е02, N0. Толщина листов достигает 5-12 мм, ширина 100-400 мм, а длина 500-1000 мм. Кубики имеют размер 25?25 мм. Для нанесения блестящих покрытий следует применять аноды высокой чистоты (марки «NО»).

Что такое холодное цинкование и какие составы лучше всего для этого подходят

Покрытия, в основе которых содержится цинк (95%), обеспечивают самую надежную защиту металла от коррозии. Но стандартные способы нанесения — метод горячего цинкования,нанесение покрытия путем электролиза — не выгодны а порой вовсе неосуществимы.Чтобы провести процедуру горячего цинкования — необходимо отвезти конструкцию в цех. Там ее погружают в ванну с расплавленным до 4600 цинком. Не всегда конструкция может
уместиться в ванне, некоторые экземпляры нуждаются в предварительной разборке — а подчас невозможно сделать. Некоторые металлы не выдерживают такой накал и деформируются. За разбор и сборку, транспортировку конструкций придется еще дополнительно доплачивать.Холодное цинкование подходит для изделий любых габаритов. Наносить покрытие можно прямо на месте, разборка и транспортировка не требуется — что огромный плюс, когда работа ведется работа с конструкциями, не подлежащими демонтажу. К тому же, эти составы не вызывают деформации. При этом защитные качества покрытия, нанесенного путем холодного цинкования, не уступают тем, что нанесены традиционными способами.

Краткая характеристика метода

При холодном цинковании на предварительно обработанную металлическую поверхность наносится специальный состав. Содержание цинка в нем высокое. Остальные примеси составляют не более 5% от общего показателя.Техника нанесения проста и схожа с методом покрытия обычной краской. Для работы
используется кисть, валик, краскопульт. Весь процесс происходит на месте эксплуатации обрабатываемого объекта.

Результат — образование стойкого защитного покрытия. Оно убережет металл не только от коррозий, но и от пагубного воздействия температурных перепадов и химических веществ.Холодная оцинковка применяется во многих случаях.

Так предохраняют от появления ржавчины следующие конструкции:

мосты и мостовые сооружения;

портовые и гидросооружения;
резервуары;
дорожные ограждения;
опоры ЛЭП;
мачты сотовой связи;
опоры освещения;
железнодорожные составы;
трубопроводы;
оборудование промышленных предприятий;
строительные металлоконструкции.

Часто применяют оцинковку в быту. Составы наносятся на ворота, заборы, кровлю и т.д.

Почему выбран именно цинк

Для составов берется только очищенный, без примесей материал. Важно и то, что доля содержания цинка очень высока. При нанесении раскрываются некоторые свойства этого элемента, которые и обеспечивают защиту от коррозий.Во-первых, когда цинк вступает в реакцию с кислородом или водой — то в результате химической реакции происходит образование оксида или гидроксида. На поверхности цинка появляется пленка, которая выполняет функцию защитного барьера. Оксиды и гидроксиды препятствуют проникновению влаги и кислорода на поверхность металла, обеспечивая тем самым основную защиту от коррозий.

цинк

Во-вторых, электрохимический потенциал цинка ниже, чем у железа. При образовании пары электроды железа тянутся к отрицательному полюсу источника тока, а электроды цинка — к положительному. Поскольку цинк слабее — он отдает свои электроды «партнеру». В результате образуются соединения цинка, которые проникают внутрь неровностей поверхности, тем самым затормаживая процесс коррозии и препятствуя распространению этого процесса в дальнейшем.

В чем разница между составом для холодного цинкования и цинковой краской

Краска — это материал с добавлением цинка, а состав для покрытий почти полностью состоит из цинка. Примеси, содержащиеся в составе, нужны лишь для связующего эффекта. Основной же материал отличается кристальной чистотой.В составе красок доля цинка мизерна, а основу составляют другие элементы. Цинк в составе красок не может быть чистым — а значит, не может выполнять функцию защиты от коррозии.Краска изготавливается совсем с другими целями.

покраска

Преимущества и недостатки метода

Этот способ отличает ряд неоспоримых достоинств перед «конкурентами». Список
преимуществ:
1.отсутствие ограничений по размерам и габаритам конструкций;
2.обрабатываемые объекты не нуждаются в предварительной разборке, транспортировке и сборке по окончанию процесса;
3.после того, как покрытие нанесено — над конструкцией можно проводить сварочные работы;
4.сварные швы также подлежат оцинковке;
5.ремонт поврежденного участка не занимает много времени;
6.возможность проводить процедуру покрытия металла цинком при температурах от -100 до + 400 C;
7.покрытие эластично, на нем не появляется трещин;
8.деформации не возникает даже при сильном морозе или аномальной жаре;
9.высокий уровень сцепления микрочастиц цинка с частицами металла и финишным
покрытием (значение адгезии — 1 балл);
10.весь комплекс работ можно провести самостоятельно, не привлекая специалистов и тем
самым экономя финансовые средства;

11.невысокая стоимость материала нанесения.

Сложность методики состоит в том, что она требует четкого соблюдения пошаговой инструкции. Если отнестись к технологическому процессу невнимательно — то вся работа пойдет насмарку.Еще необходимо предварительно подготовить нуждающуюся в покрытии поверхность к процедуре. Металл нужно очистить от жира и грязи, следов брызг от сварки. На поверхности не должно быть заусенцев, неровностей, прожогов. На местах сварки должны полностью отсутствовать щели — и явные, и скрытые.Еще одна трудность, с которой можно столкнуться при холодной оцинковке — это сложность обработки труднодоступных участков и внутренних полостей. Эту проблему легко решить,приобретя специальные насадки для краскопульта. Еще цинковые составы выпускаются в форме спрея.

Технология нанесения

Процесс холодной оцинковки прост. С этой работой можно справиться собственными силами.
Пошаговая инструкция:
1. Поверхность обезжирить, очистить от следов прежних покрытий.
2. По желанию можно провести обработку струей песка или металлическими щетками. Это
нужно для придания шерховатости. В результате скрепление цинка с железом будет
более прочным и надежным.
3. Теперь нужно подготовить состав. Для этого понадобится дрель с насадкой или микшер.
С помощью этого инструмента мешать массу до тех пор, пока она не станет полностью
однородной.
4. Нанесение покрытия. Для этого понадобятся валики, кисти и т.п. Если габариты изделия
позволяют — то можно просто окунуть его в тару с составом.
5. Нельзя наносить все слои сразу друг за другом. Между этапами работы должно пройти
не менее 10 и не более 40 минут. Прежний слой должен как следует просохнуть.
6. Важно внимательно контролировать процесс. На поверхности покрытия не должно быть
пузырьков, пор, заметных повреждений.
Нельзя сразу же по завершению работы приступать к эксплуатации конструкции. Необходима окончательная выдержка.

Составы для холодной оцинковки

Сегодня на рынке немало различных марок и видов составов. Здесь подобраны самые
популярные и надежные варианты.

ELZn 98% zinc

Содержание чистого цинка — 98%. Срок службы покрытия — 12-25 лет (зависит от того, как
эксплуатировать изделие и сколько слоев средства наносить). Состав экономичен в использовании. Для того, чтобы покрыть участок в 1м2 — нужно не более 300 г краски. Время высыхания — 20 минут. Состав совместим с большинством лакокрасочных покрытий. Цена —360 рублей за 1 кг.

Источник https://aomur.ru/obrabotka-metallov/goryachee-tsinkovanie.html

Источник https://xn--80adyetkei.xn--p1ai/svojstva-i-primenenie-cinkovyx-pokrytij/

Источник http://prom-kraska.pro/%D0%BE%D0%B1%D0%B7%D0%BE%D1%80-%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2%D0%BE%D0%B2-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D1%85%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D1%86%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0/