Способ холодного цинкования металла

Холодное цинкование металла: технология, ГОСТ, популярные составы

Холодное цинкование – это методика, при помощи которой поверхность металлического изделия можно эффективно защитить от воздействия коррозии. Суть данной технологии заключается в том, что на металл наносится специальная смесь, в химическом составе которой в большом количестве содержится цинк.

Холодное цинкование магистрального газопровода

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к процессу холодного цинкования можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

Альтернатива традиционным методам цинкования

Оцинковка, по мнению большинства специалистов, является одним из лучших способов коррозионной защиты металлических конструкций. Применение методов гальванического и горячего цинкования позволяет обеспечить антикоррозионную защиту металлу на десятки лет (до полувека). Между тем применять такие методы цинкования не всегда представляется возможным, так как это требует значительных финансовых вложений в специальное оборудование и технологическую оснастку.

Во всех случаях, когда использование традиционных способов покрытия металла слоем цинка связано с определенными сложностями, хорошей альтернативой является холодное цинкование металла. При холодном поверхностном цинковании на металлическое изделие наносится цинкосодержащий состав. В результате такой обработки формируется слой, антикоррозионные свойства которого почти ничем не уступают характеристикам покрытий, полученных другими методами цинкования.

К наиболее значимым преимуществам, которыми обладает технология холодного цинкования, надо отнести следующие.

• Краска, используемая для холодного цинкования, отличается хорошей адгезией как по отношению к поверхности обрабатываемого изделия, так и к покрытиям любого другого типа.
• Конструкции, оцинковывание которых выполняется с помощью холодного метода, могут иметь любые геометрические параметры и формы.
• Метод холодного цинкования не требует значительных финансовых затрат для подготовки изделий к обработке.
• Металлические детали, которые были подвергнуты оцинковке по данной технологии, хорошо поддаются свариванию.
• Состав для холодного цинкования может наноситься даже в домашних условиях, для чего можно использовать краскопульт, малярный валик или даже обычную кисть.
• Такой способ покрытия металла цинком не требует демонтажа обрабатываемой конструкции, нет необходимости транспортировать ее к месту выполнения обработки, а затем доставлять обратно и выполнять монтаж.

Оцинковка, проводимая по холодной технологии, отличается еще одним значимым преимуществом. Заключается оно в том, что осуществлять такой процесс можно в достаточно широком интервале температур: от –20 до +40°. Между тем цинковый защитный слой, полученный по данной технологии, характеризуется недостаточно высокой устойчивостью к механическим повреждениям, что можно считать недостатком такого метода цинкования. Однако, учитывая тот факт, что поврежденное покрытие в любой момент можно восстановить, используя состав для холодного цинкования, такой недостаток можно считать незначительным.

Особенности технологии

Используют при холодном цинковании краски – различные цинкосодержащие смеси. Требования к ним, как и к любым цинковым покрытиям, полученным по различным технологиям, регламентирует ГОСТ 9.305-84. Так, в этом документе указано, что холодная оцинковка может выполняться на любых металлических изделиях и конструкциях, кроме тех, которые изготовлены из сталей повышенной прочности или магниевых сплавов.

Чтобы в результате выполнения холодного поверхностного цинкования получить на металлическом изделии или конструкции слой с высокими защитными свойствами, необходимо тщательно подготовить обрабатываемую поверхность.

Заключается такая подготовка, согласно ГОСТу, в выполнении следующих процедур.

• С обрабатываемой поверхности удаляются закоксованные участки, загрязнения различной природы, остатки солей, повреждения, вызванные воздействием природных факторов.
• Металлу придается требуемый уровень шероховатости, для чего может быть использована абразивоструйная, гидроабразивная или гидродинамическая обработка. Таким образом с изделия можно также удалить продукты окисления и ржавчину.
• Проводится финишная ручная очистка металла, выполняемая для удаления с него сварочных брызг, острых кромок и заусенцев.
• С изделия удаляют остатки пыли струей сжатого воздуха.

Этапы холодного цинкования

Для того чтобы оцинкованный слой отличался хорошей адгезией с обрабатываемой поверхностью, на ней не должно быть жировых и масляных пятен. Если такие пятна имеются, их необходимо удалить перед холодным цинкованием, для чего используются растворители углеводородной группы. ГОСТ, в частности, оговаривает следующие требования к качеству подготовки обрабатываемой поверхности.

• Количество и размеры частиц пыли, сохранившейся на поверхности изделия после ее обеспыливания, должны соответствовать требованиям стандарта ISO 8502-3.
• Уровень обезжиривания поверхности, который проверяется при помощи люминесцентной методики, должен соответствовать ГОСТу 12.2.052.
• Степень шероховатости поверхности, проверяемая при помощи профилометра или компаратора, должна отвечать требованиям стандарта ISO 8503-1.

Холодное цинкование кузова автомобиля своими силами

После того как проверено качество подготовки к холодному цинкованию, можно наносить на изделие жидкий цинк – специальную смесь, содержащую данный металл. Используя различные краски или смеси с цинковой составляющей, следует обращать внимание на то, при какой температуре воздуха их рекомендуют применять производители. Надо также иметь в виду, что температура самой обрабатываемой поверхности должна быть минимум на 3° выше, чем точка росы. Если пренебречь этим требованием, можно столкнуться с тем, что на поверхности обрабатываемого изделия будет конденсироваться влага, которая значительно ухудшит характеристики наносимого покрытия.

Для определения точки росы, что требуется не только при проведении холодного цинкования, можно использовать различные измерительные приборы, к числу которых относятся гигрометр, термометр, психрометр или специальные измерительные устройства. Показания приборов, полученные при таких измерениях, сверяются с данными справочных таблиц. Таким образом точно определяется точка росы для конкретного случая.

Зависимость точки росы от температуры и относительной влажности

Краску цинковую можно наносить в несколько слоев. Очень важно, чтобы каждый новый слой наносился только после того, как прежний просохнет до указанной производителем используемого состава степени. Каждый слой краски для холодного цинкования должен наноситься максимально равномерно. Холодная оцинковка, как уже говорилось выше, может выполняться при помощи пневматического краскопульта или безвоздушным методом. Как правило, последний способ, который предполагает применение валиков или кистей, используют в тех случаях, когда защитное покрытие необходимо нанести не на всю поверхность изделия, а только на его отдельные участки.

Толщина сформированного защитного слоя, а также степень его адгезии с обработанной поверхностью обязательно проверяются, для чего используются специальные измерительные устройства. Кроме того, осуществляется визуальный контроль нанесенного покрытия, что позволяет оценить его декоративные характеристики, а также выявить на нем дефекты и плохо обработанные участки.

Используемые составы

Холодная оцинковка может выполняться с применением различных составов, выбор которых делают в зависимости от целого ряда факторов. Применяются такие смеси как в производственных условиях, так и для того, чтобы выполнить холодное цинкование своими руками в домашних условиях.

Одним из наиболее популярных цинкосодержащих составов, при помощи которого выполняется холодное цинкование металлоконструкций, является «Гальванол». Этим средством можно обрабатывать как наружные, так и внутренние части металлических конструкций, элементы оборудования различного назначения.

Фасовка состава для холодного цинкования «Гальванол»

«Гальванол», который относится к категории однокомпонентных смесей, представляет собой жидкий раствор, содержащий электролитический цинк высокой чистоты, а также связующие компоненты и летучие соединения. «Гальванол» обеспечивает очень высокую степень защиты изделия при холодном цинковании.

К значимым достоинствам, которыми обладает «Гальванол», следует отнести:

• хорошую адгезию с поверхностями изделий, изготовленных из черных металлов;
• быстроту и легкость нанесения;
• возможность использования в широком температурном интервале: от –30 до +50°;
• возможность нанесения на ржавые поверхности (при условии, что ржавчина на них держится достаточно крепко);
• возможность использования даже при повышенной влажности окружающего воздуха.

Технические характеристики состава «Гальванол»

Цинковое покрытие, для формирования которого был использован «Гальванол», сохраняет свои защитные свойства при взаимодействии с парами этилового спирта, растворами солей, морской и пресной водой. Важно также, что такой состав для холодного нанесения цинка обеспечивает двойную защиту от коррозии – барьерную (пассивную) и катодную (активную).

Еще одним распространенным составом, при помощи которого выполняется холодная оцинковка, является «Цинотан». Использоваться он может как в комплексных защитных системах, где выступает в роли грунтовочного слоя, так и в качестве отдельного защитного покрытия. Покрытия, сформированные с использованием данного цинкосодержащего состава, сохраняют свои защитные свойства при постоянном контакте с сильнозагрязненной атмосферой и соленой водой.

Технические характеристики состава «Цинотан»

Чаще всего «Цинотан» используется для покрытия:

• элементов гидросооружений;
• емкостей для хранения продуктов нефтепереработки;
• элементов ограждающих конструкций;
• резервуаров и труб холодного и горячего водоснабжения;
• опор линий электропередач (ЛЭП);
• промышленных конструкций различного назначения;
• авто- и железнодорожных сооружений.

Важным достоинством «Цинотана» является и то, что использовать такой состав можно практически во всех климатических зонах нашей страны. Не случайно свой выбор в пользу именно данного состава сделали компании, которые являются лидерами отечественной экономики: «РЖД», «Газпром» и др.

При выборе состава для холодного цинкования стоит прислушаться к отзывам людей, на деле опробовавших технологию

К числу популярных составов, применяемых для выполнения холодного цинкования, также следует отнести:

• «Мастер АК-100» (применяется для обработки деталей автотранспортных средств, в том числе кузовов автомобилей, различных строительных конструкций, мостов и элементов ЛЭП);
• «ЦВЭС» (компонентами данного состава для холодного цинкования являются этилсиликат и цинковый порошок, применяют его для обработки высоколегированных сталей);
• «Цинотерм» (кремнийорганический раствор, который может использоваться в комплексе с различными лакокрасочными материалами);
• «Цинконол» (полиуретановая грунтовка, содержащая в своем составе цинк и позволяющая получать покрытия с высокими защитными свойствами, повышенной термической стойкостью и эластичностью).

Решая, какую технологию выбрать – горячее или холодное цинкование, – следует иметь в виду, что конструкция, на которой защитный цинковый слой сформирован с помощью холодного метода, может прослужить даже дольше чем та, для обработки которой применялся другой способ. При этом стоимость выполнения холодной оцинковки ниже, да и провести эту процедуру значительно проще, чем горячее или гальваническое цинкование.

Источник

Технология холодного цинкования

Чтобы обеспечить металлоконструкциям защиту от коррозии, с 1942 года во всем мире применяют метод холодного цинкования.

Согласно особенностям технологии, на металлоповерхность наносят смесь с высоким содержанием цинка. В момент контакта металла с цинком происходит электрохимическая реакция.

Благодаря этому цинк теряет электроны и расходуется намного быстрее, что предупреждает образование коррозии до момента его полного истощения.

При нанесении веществ на металлические поверхности, с признаками ржавления, появляется возможность остановить образования коррозии.

Данный способ обработки называют катодной (активной) защитой. В свою очередь оцинковка металла также обеспечивает барьерную (пассивную) защиту за счет формирования на поверхности пленки высокой плотности.

Она исключает проникновение к металлу влаги и кислорода. Это увеличивает срок службы конструкции.

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.

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.

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.

В заключение

Невзирая на надежность технологии горячего цинкования, ее применение не всегда целесообразно.

Ведь для проведения процедуры зачастую необходимо демонтировать конструкцию, транспортировать ее к месту проведения работ, а затем снова монтировать.

Это влечет значительные расходы, в отличие от оцинковки деталей холодным методом.

Поэтому данная методика в большинстве случаев является предпочтительнее, поскольку позволяет сэкономить с сохранением должного качества защиты металла.

Технология дает возможность защитить металлоконструкции сроком от 10 лет.

Источник