Общая информация по горячему цинкованию
Современные мировые производственные мощности диктуют повышенные требования к надёжности и долговечности конструкционных материалов, а также к совершенствованию технологий их защиты от разрушающего влияния внешних факторов. Среди методов нанесения защитных покрытий особое распространение в промышленности получило покрытие цинкованием. Данная технология заключается в формировании цинкового слоя на стальных изделиях путём их погружения в расплавленный металл. Ключевыми преимуществами этого способа являются высокая производительность, универсальность применения для различных типов конструкций и долговечность получаемых покрытий.
Метод горячего цинкования активно применяется для антикоррозийной защиты мостовых сооружений, эстакад, ограждающих конструкций, элементов крепления дорожных указателей, уличных светильников, а также деталей автомобильной и сельскохозяйственной техники. Значительный объём в производстве оцинкованных изделий занимает полосовой прокат, востребованный в строительной отрасли для изготовления профильных каркасов, кровельных и облицовочных материалов.
Горячее цинкование металла это метод, в ходе которого поверхность металла обрабатывается тонким слоем цинка. Для этого изделие погружается в ванну с расплавленным цинком.
Свойства цинкового покрытия
- Антикоррозионные свойства: покрытие из цинка обеспечивает эффективную защиту металлических поверхностей от разрушения под воздействием внешней среды. Благодаря способности цинка образовывать плотный защитный барьер, он препятствует взаимодействию металла с кислородом и водой, что значительно продлевает срок службы металлоконструкций.
- Электрохимическая защита: цинковый слой выполняет функцию протекторной защиты, выступая в роли анода. В этом случае цинк подвергается окислению в первую очередь, тем самым предотвращая коррозию основного металла. Такой механизм основан на электрохимическом принципе, при котором цинк "жертвует" собой, сохраняя целостность защищаемой поверхности.
Анод — электрод, отдающий электроны или притягивающий анионы, в котором происходит окисление (в электрохимии) или приём положительных зарядов (в электронных приборах, например, в диодах).
- Физическая прочность: цинковый слой стойко переносит различные виды механических воздействий, включая абразивный износ, ударные нагрузки и поверхностные деформации. Эта характеристика делает его оптимальным решением для деталей, работающих в экстремальных условиях: элементов транспортных средств, промышленного оборудования и строительных металлоконструкций.
- Эстетическая привлекательность: в дополнение к защитным качествам, цинковое покрытие успешно выполняет декоративные функции. Оно отличается превосходной адгезией с лакокрасочными материалами, позволяя легко наносить цветные покрытия и создавать требуемый дизайн поверхности без потери эксплуатационных характеристик.
- Экологичность: технология цинкования представляет собой безопасный для окружающей среды метод защиты металлов. В отличие от некоторых альтернативных покрытий, цинковый слой не содержит токсичных компонентов (свинца, кадмия) и не образует опасных соединений в процессе эксплуатации или переработки.
Основные этапы горячего цинкования:
- Подготовительные работы
Перед началом цинкования металлическая поверхность проходит тщательную предварительную обработку. Технология предусматривает полное удаление любых поверхностных загрязнений, включая органические вещества (масла, смазки), окисные пленки и производственные отложения. Качество этой стадии напрямую определяет степень соединения будущего цинкового покрытия с основным металлом.
- Процесс нанесения покрытия
Обработанные металлоконструкции погружаются в ванну с расплавленным цинком, нагретым до температуры 445-455°C. В ходе выдержки в расплаве происходит полное покрытие изделия жидким цинком, который равномерно распределяется по всей поверхности благодаря капиллярному эффекту и силам поверхностного натяжения.
- Формирование защитного слоя
На границе металла и цинка происходит диффузионный процесс с образованием интерметаллидных фаз. Эти железо-цинковые соединения создают прочный переходный слой, который обеспечивает как механическую прочность покрытия, так и его антикоррозионные свойства.
- Завершающая обработка
После извлечения из цинковой ванны изделие проходит стадию контролируемого охлаждения с последующей механической обработкой. Финишная зачистка позволяет удалить технологические наплывы и добиться равномерной толщины покрытия, соответствующей требованиям ГОСТ и международных стандартов качества.
Контроль горячего цинкования
Контроль процесса горячего цинкования является обязательным условием для получения долговечных и надежных антикоррозионных покрытий. Система контроля включает несколько важных этапов:
- Первичная оценка качества осуществляется путем тщательного визуального осмотра. Специалисты проверяют равномерность покрытия ,отсутствие технологических дефектов (наплывов, разрывов и т.п.).Гладкость поверхности и качество кристаллической структуры покрытия.
- Контроль толщины защитного слоя: для точного определения толщины цинкового покрытия чаще всего применяются магнитные толщиномеры (по ГОСТ 9.302-88) и ультразвуковые измерители. Полученные значения должны соответствовать требованиям ГОСТ 9.307-89 и международных стандартов ISO 1461.
- Испытания на адгезию проводится с помощью метода решетчатого надреза (ISO 2409), ударных испытаний (по ГОСТ 15140-78) или теста на изгиб (ГОСТ 6806-73).
Адгезия — это сцепление (прилипание) между поверхностями разнородных веществ (сила, которая удерживает разные материалы вместе)
Результаты испытаний фиксируются в протоколах контроля качества и служат основанием для допуска изделий в эксплуатацию.
- Для подтверждения защитных свойств цинкового покрытия проводятся специализированные испытания: соляной туман (испытание по ГОСТ 9.308-90 или ASTM B117) – моделирование агрессивной морской среды. Циклические коррозионные тесты (CCT) – имитация реальных условий эксплуатации с чередованием влаги, высыхания и солевого воздействия. Электрохимические методы – оценка потенциала и скорости коррозии
Результаты испытаний документируются и сравниваются с нормативными требованиями для конкретного класса защиты.
Уже перед отгрузкой формируется финальный комплект документации (сертификаты, протоколы испытаний и прочее).
Вторая часть статьи будет про то ,что является браком при цинковании, а что нет.
