+7 (812) 409 90 91
Горячее и холодное цинкование. Полное руководство
Разрушающее воздействие коррозии на металлы известно на протяжении веков. Люди всегда искали способы улучшить его долговечность в агрессивных средах. Одним из наиболее широко используемых методов защиты металлов является цинкование.
Существуют два основных метода цинкования стали: горячее и холодное. В этой статье мы рассмотрим эти два метода и обсудим их отличия.
Что такое коррозия?
Естественная реакция металла на контакт с природной средой, а именно с кислородом, содержащимся в атомсфере или воде. Реакция выражается в процессе трансформацию поверхностных слоев метала в оксид под воздействием эффекта окисления.
Что такое оцинкование?
Прежде мы перейдем к сравнению методов цинкованию, необходимо понять, что значит "оцинковать металл". В простейшей форме цинкование относится к нанесению цинкового покрытия на поверхность металла (обычно стали или железа). Цинк используется в качестве защитной меры для предотвращения коррозии и, следовательно увеличения срока службы защитного металлического компонента.
При правильном нанесении на стальную поверхность цинковые покрытия предлагают два основных типа защиты: барьерную и гальваническую защиту.
Барьерная защита
Когда цинковое покрытие наносится на поверхность, оно высыхает и затвердевает, образуя защитный слой оксида цинка, непроницаемый для воздуха и влаги, тем самым устраняя один из компонентов, необходимых для коррозии – электролит. Поскольку сталь не может соприкасаться с внешним воздухом или влагой, предотвращается дальнейшая коррозия.
Гальваническая защита
Однако цинкование наиболее известно своим тёзкой Луиджи Гальвани, открывшего гальванический ток. Гальваническая защита, также известная как катодная защита, защищает сталь, преимущественно коррозируя, тем самым жертвуя собой в процессе образования ржавчины. Этот тип защиты особенно полезен в ситуациях, когда защищенная сталь может подвергнуться воздействию из-за царапин, вмятин или поврежденного покрытия.
Поскольку цинк является высокореактивным и электроотрицательным металлом, он возьмет на себя роль анода, поэтому коррозия сначала распространится на нем, даже если присутствуют незащищенные стальные участки. Цинк будет продолжать обеспечивать гальваническую защиту до тех пор, пока покрытие не будет полностью использовано.
Горячее цинкование
Является одной из наиболее распространенных форм цинкования, используется во всем мире уже более века. Этот процесс влечет за собой покрытие железного или стального объекта путем его погружения в расплавленную цинковальную ванну при температуре около 450°C. После удаления из ванны цинковое покрытие на внешней стороне стали реагирует с кислородом в атмосфере, образуя оксид цинка(ZnO).
Оксид цинка также реагирует с углекислым газом, образуя защитный слой, известный как карбонат цинка (ZnCO3). Эта тускло-сероватоватая пленка плотно прилипает к стальной поверхности. При горячем цинковании цинк химически связывается и становится частью защищаемой стали.
Скорость разрушения покрытия, полученного путем холодного цинкования составляет 2-10 мкм в год, в зависимости от условий эксплуатации.
Хотя концепция горячего цинкования может показаться простой, процесс состоит из нескольких важных шагов.
Подготовка поверхности
Когда изделие поступает на завод по цинковке, оно проходит серию из трех этапов очистки: обезжиривание, травление и флюсинг. Обезжиривание удаляет грязь, масло и органические остатки, в то время, как кислая травильная ванная удаляет накипь и оксид железа. Последний этап подготовки поверхности – флюсинг удалит все оставшиеся оксиды и перекроет сталь защитным слоем, чтобы предотвратить дальнейшее образование оксидов перед цинкованием. Правильная подготовка поверхности имеет решающее значение, так как цинк не будет реагировать со сталью, на которой присутствуют посторонние материалы.
Оцинковка
После подготовки поверхности сталь погружается в ванну с расплавленным цинком. Изделие погружается под углом, позволяющим воздуху выходить наружу, а цинку протекать через всю деталь. Погружаясь в ванну, сталь реагирует с цинком, образуя серию интерметаллидных слоев и наружный слой чистого цинка. Затем материал с покрытием удаляется из ванны и высыхает на воздухе перед осмотром.
Инспекция
Последним шагом является проверка покрытия. Точное определение качества покрытия может быть достигнуто путем визуального осмотра, либо магнитным толщиметром для проверки соответствия толщины требованиям спецификации.
| Описание товара | Минимальная цинковая масса (г/кв. мм) | Минимальная средняя толщина покрытия (мк.) |
|---|---|---|
| Стальные изделия с толщиной 5 мм и более | 610 | 85 |
| Стальные изделия с толщиной от 2 мм до 5 мм | 460 | 67 |
| Стальные изделия с толщиной менее 2 мм | 335 | 67 |
| Резьбовые стальные изделия | 305 | 43 |
| Чугунное литье | 610 | 85 |
Холодное цинкование
Холодное цинкование - нанесение богатой цинком краски на поверхность стального элемента для защиты от коррозии. Таким образом, термин “Холодное цинкование” считается неправильным среди некоторых специалистов в индустрии покрытий. Если обычные цинкосодержащие краски дают металлам исключительно барьерную защиту, то применяемые для холодного цинкования составы защищают поверхность ещё и катодным способом.
Цинковые краски могут наноситься кистями, роликами, распылительными пистолетами и т.д. Покрытия также могут быть нанесены методом электрогальванизации. Богатые цинком краски, используемые при холодном цинковании отличаются от обычных покрытий наличием связывающего соединения. Эти связующие позволяют цинку механически приклеиться к стали, чтобы обеспечить эффективный уровень защиты.
Как и горячее, холодное цинкование может обеспечить защиту барьеров, а также некоторую степень катодной защиты. Однако цинковая пыль, присутствующая в краске или покрытии, должна быть в достаточных концентрациях, чтобы способствовать электропроводности между сталью и цинком.
Процесс подготовки поверхности в данном способе менее требователен, чем при методе горячего цинкования. Перед началом работы с покрытием поверхность стали должна быть очищенной и сухой. Грязь, жир, химические вещества и другие органические соединения должны быть удалены соответствующим способом. После подготовки поверхности цинковое покрытие наносится на поверхность в столько слоев, сколько требуется.
Скорость разрушения покрытия, полученного путем холодного цинкования составляет 2-10 мкм в год, в зависимости от условий эксплуатации.
Заказать оцинкованную продукцию и получить консультацию специалистов можно, оставив заявку по почте zakaz@tandemsnab.ru или в разделе готовая продукция
Сравнение горячего и холодного цинкования
Хотя горячее и холодное цинкование служат одинаковым целям, их способ применения и производительность значительно различаются. Холодное цинкование, к сожалению, не обеспечивает такого же уровня защиты, как его горячий аналог. Поскольку холодное цинкование – это просто покрытие, оно не может связываться с металлом на химическом уровне и, как таковое, не обладает такой же прочностью, стойкостью к истиранию и катодной защитой, как горячее цинкование. Хоть холодное цинкование не соответствует производительности горячего цинкования, у него есть свои преимущества. Холодное цинкование идеально подходит для экономичного и быстрого применения на небольших конструкциях и компонентах. Горячие процессы погружения дороже и лучше подходят для более крупных конструкций.
Выбор метода цинкования в конечном итоге сводится к поиску правильного баланса между стоимостью и производительностью покрытия для данного применения.
| Свойство | Холодное цинкование | Горячее цинкование |
|---|---|---|
| Разрушаемость | 2-10 мкм/год | 1-6 мкм/год |
| Уровень защиты | Защита от коррозии | Защита от коррозии, ударов и истирания |
| Стоимость | Ниже | Выше |
| Обслуживание | Необходимость нанесения нового слоя спустя период пользования (примерно год) | Нет необходимости в обслуживании, что исключает расходы |
| Привязка к металлам | - | + |
| Устойчивость к солёной среде | Выше | Ниже |
| Универсальность | Возможно проводить покраску на месте монтажа | Процесс проводится исключительно в цинковальных ванных |
·Преимущества горячего цинкования
Делает поверхность устойчивой к истиранию
Покрытие горячего цинкования устойчиво к ссадинам, даже если поверхность будет поцарапана, изделие все равно будет находиться в защите от коррозии.
Обеспечивает полное покрытие стали
Оцинкованная сталь полностью покроет каждый дюйм поверхности, обеспечивая полную защиту даже для изделий сложной конструкции. Оптимально для обработки изделий с внутренними полостями.
Длительный срок службы
Оцинкованная сталь не требует ежегодного распыления, повторного покрытия или чего-либо еще.
·Преимущества холодного цинкования
Простота нанесения состава на малые конструкции и компоненты
Вся площадь изделия вместе со стыками и сварными швами будут под защитным слоем.
Нет привязки к виду и марке металла
Данный метод подходит для разных металлов независимо от устойчивости к температурам за счет хорошей агдезии.
Устойчивость к соленой среде
Подобный критерий выше в 2-3 раза по отношению к методу горячего цинкования.
Невысокая стоимость реализации и универсальность
Выполнять работы можно непосредственно на месте монтажа конструкций
Коррозия, также известная как ржавчина, может привести к дорогостоящим расходам на ремонт, сбоям в эксплуатации и может повлиять на безопасность. Для проектов, поврежденных суровым погодным условиям, важно покрыть сталь для защиты от коррозии. При выборе наилучшего способа борьбы с коррозией стали горячее цинкование является лучшим вариантом для защиты от ржавчины. Горячее цинкование используется уже более 100 лет для защиты от коррозии в связи с его универсальностью, устойчивостью и долговечностью. Холодное же цинкование более универсальный и экономный метод, но менее долговечный.
Если вы ищете альтернативы для защиты от коррозии, свяжитесь с нашей командой. Вместе мы выберем оптимальную технику цинкования, чтобы создать продукт с защитой от коррозии.