Холодное цинкование металла: специфика технологии, плюсы и минусы

Методика холодного цинкования металлических деталей или частей конструкций является одной из технологий, предназначенных для усиления их способности противостоять воздействию коррозии. Такая методика используется довольно давно, с середины прошлого века, она доступна, проста в технологическом плане, а прошедшие такую обработку металлоконструкции и детали машин показали отличные результаты в самых непростых условиях эксплуатации.

Технология холодного цинкования заключается в нанесении на стальную поверхность смеси с высоким содержанием мелкодисперсного цинкового порошка. При такой обработке помимо образования защитной пленки создаются условия для возникновения электрохимической реакции между стальной поверхностью и содержащимся в смеси цинком. Такая комбинация активной и пассивной защиты ограничивает контакт стальной поверхности с влагой или кислородом воздуха и замедляет протекание коррозионных процессов вплоть до полной их остановки.

Это относится как к новым стальным изделиям, так и к элементам, которые уже имеют следы ржавчины на своей поверхности. Оцинкование поверхности, подвергнувшейся коррозии, дает возможность не только замедлить ржавление, но и остановить уже начавшийся разрушительный процесс, что существенно увеличивает срок службы металлоконструкции.

Процесс выполнения холодного цинкования металла

Последовательность обработки металла при холодном цинковании довольно жестко регламентирована действующими ГОСТ 9.305–84 и ГОСТ 9.305, в которых указаны требования к технологическим условиям и обеспечению процесса, применяемые при этом материалы и область применения. В частности, не подлежат такому виду обработки изделия и конструкции из высокопрочных марок стали и сплавов с содержанием магния.

Также действующие нормы регламентируют и порядок выполнения работ при таком виде антикоррозионной обработки. В частности, при использовании методики холодного цинкования большое внимание требуется уделять подготовительному этапу – от качества подготовки металлической поверхности к нанесению состава зависит эффективность обработки и срок службы образовавшегося покрытия.

Такая подготовка металла к холодному цинкованию выполняется в несколько последовательных этапов с применением соответствующих средств:

Предварительная очистка поверхности от пыли, загрязнений, следов окалины, масла или солей. При этом могут использоваться как обычная вода, так и специальные растворители.
При необходимости проводится абразивная обработка металла для удаления устойчивых к мытью загрязнений. Также абразивная обработка придает поверхности шероховатый микрорельеф, способствующий лучшей адгезии.
Просушивание прошедшего гидроабразивную или гидродинамическую очистку изделия.
Ручная обработка для устранения оставшихся на изделии дефектов – заостренных краев, деформированных кромок или заусениц.
Очистка изделия сжатым воздухом от пыли и мелкого сора, оставшихся от ранее выполненных операций.

По окончании очистки с использованием специального контрольного оборудования проводится проверка параметров подготовленной поверхности – если полученные при контроле результаты соответствуют норме, приступают к выполнению цинкования.

Одним из ключевых требований при этом является поддержание оптимальной температуры обрабатываемого изделия – она должна превышать точку росы как минимум на три градуса. Это необходимо для того, чтобы исключить вероятность появления на поверхности конденсата, который может снизить качество формируемого защитного покрытия и ухудшить его адгезию.

Нанесение слоя состава может производиться с использованием ручных инструментов – валиков или кистей, а также способом напыления, который позволяет получить максимально ровную поверхность и в короткий срок обработать большую площадь. При нанесении каждого следующего слоя надлежит убедиться в том, что предыдущий как следует просох. Проверка качества обработки поверхности выполняется как при помощи визуального обследования, так и с применением различных измерительных приборов.

Выбор цинкового состава для различных целей

Выбор цинкосодержащего состава для выполнения холодного цинкования осуществляется с учетом специфики эксплуатации будущего изделия или металлоконструкции. Оптимальный подбор материала обеспечит эффективное подавление коррозионных процессов и длительную службу образованного защитного покрытия.

Современная промышленность предлагает большой выбор различных видов красящих составов, специально предназначенных для выполнения холодного цинкования. Такие материалы имеют как общие параметры (например, цвет получаемой поверхности и расход материала), так и некоторые отличия, которые обуславливают специфику их применения.

Рассмотрим наиболее популярные разновидности таких составов и области их применения:

Гальванол – подходит для обработки конструкций и частей промышленного оборудования, которые эксплуатируются в условиях химического воздействия (паров спиртов, солей и т.д.). Преимуществами такого состава являются сниженные требования к подготовке поверхности перед нанесением и широкий температурный диапазон применения.
Цинотан – материалы, выпускаемые под этой торговой маркой, используются преимущественно для антикоррозийной обработки гидросооружений и различных резервуаров, контактирующих с морской или с сильно загрязненной водой. Также этот состав подходит для цинкования всевозможных труб и опор линий электропередач.
Цинконол – материал на основе полиуретанового состава, основными достоинствами которого являются устойчивость к воздействию повышенных температур, нефтепродуктов, морской воды и паров щелочей. Также за счет полиуретановой основы этот материал сохраняет после высыхания определенную степень эластичности.

Существуют и другие разновидности цинкосодержащих материалов, рассчитанных на применение в различных условиях, например, составы Мастер АК-100, ЦВЭС, Цинотерм и прочие.

Плюсы и минусы процедуры холодного цинкования

Как и любые другие технологии антикоррозийной обработки металлических изделий, методика холодного цинкования имеет свои преимущества и определенный набор ограничений. Для начала рассмотрим плюсы использования такого метода, коих набирается довольно большой список:

Простота применения, возможность нанесения защитного покрытия различными доступными способами – ручным или пневматическим инструментом, путем окунания изделия в краску.
Отсутствие привязки к стационарному технологическому оборудованию – обработка крупногабаритных металлоконструкций может производиться в любом месте после завершения монтажа.
Отсутствие ограничений по размерам обрабатываемого изделия, что выгодно отличает такую технологию от горячего или гальванического оцинкования.
Высокое качество получаемого защитного слоя, качественная защита металла от воздействия коррозии.
Возможность применения в качестве защиты для мест соединения элементов конструкции или сварных швов.
Низкие затраты энергоресурсов и материалов, которые позволяют существенно повысить степень рентабельности при сооружении металлоконструкций.

В результате, по сравнению с горячим или гальваническим цинкованием технология холодной обработки выглядит более простой и доступной за счет принципиально отличающегося способа нанесения защитного покрытия. Также она подходит для защиты конструкций любого размера, не будучи ограниченной параметрами ванны с цинковым расплавом или гальваническим составом.

Строго говоря, каких-либо существенных недостатков такая методика антикоррозийной обработки не имеет. Можно выделить несколько основных факторов, которые могли бы расцениваться в качестве минусов такой технологии:

Высокие требования к качеству подготовки обрабатываемой поверхности.
Необходимость строгого соблюдения правил при нанесении состава.
Значительные трудозатраты при обработке крупных конструкций.

Как видим, при большом числе несомненных преимуществ такой технологии присущие ей недостатки с легкостью могут быть нейтрализованы за счет профессионализма исполнителей и использования соответствующего технического оснащения.

Сравнение холодного цинкования с другими методами защиты металла

Основное отличие такой технологии от горячего или гальванического оцинкования заключается в способе нанесения защитного слоя. При использовании горячего оцинкования обрабатываемая деталь или часть конструкции погружается в ванну с цинковым расплавом, а после вынимания на ней остается тонкий слой цинка.

В случае с гальванизацией изделие погружают в ванну с гальваническим раствором, через который подается электрический ток. Под воздействием тока атомы цинка оседают на стальной поверхности, образуя ровное и тонкое защитное покрытие.

Как видим, оба альтернативных способа имеют очевидный недостаток – необходимость применения ванны с расплавом или с раствором, что ограничивает размеры подвергаемой обработке конструкции. Кроме того, такие виды обработки могут производиться лишь в стационарных условиях, а крупные конструкции при этом необходимо демонтировать.

Также следует учитывать, что технология горячего оцинкования является довольно энергозатратной, поскольку требуется расплавить определенное количество цинка для нанесения. Гальванизация не требует таких существенных энергозатрат, но при ее использовании могут возникать испарения, способные нанести вред здоровью работников и окружающей среде.

Технология холодного цинкования схожа с окрашиванием металлоконструкции обычными лакокрасочными составами. Разница между этими двумя способами состоит в том, что обычная краска образует лишь защитное покрытие, которое препятствует доступ к стали кислорода и влаги, он не обеспечивает активной электрохимической защиты металла.

Области применения технологии холодного цинкования

Специфика техпроцессов и очевидные преимущества методики холодного цинкования обеспечили этой технологии широкое применение во многих отраслях. Обработанные таким образом изделия, металлоконструкции и детали машин устойчивы к химическому воздействию и годятся для эксплуатации в широком температурном диапазоне.

Такой способ обработки позволяет наносить антикоррозионное покрытие на металлоконструкции любого размера без их демонтажа и транспортировки к месту расположения оборудования. Соответственно, холодное цинкование применяют при обработке различных мостовых конструкций, деталей судов, трубопроводов различного назначения, всевозможных резервуаров, железнодорожных цистерн и во многих других случаях.

Немыслимы без прошедших процедуру холодного оцинкования изделий такие отрасли, как промышленность, сельское хозяйство, судостроение и авиастроение, энергетика, промышленное, жилищное и дорожное строительство. Также цинкосодержащие составы отлично подходят для защиты декоративных кованых изделий и металлических объектов городской инфраструктуры – фонарей, оград, перил и т.д.

Заключение

Как видим, при малом числе «недостатков» такой технологии, которые элементарно нейтрализуются за счет профессионального подхода и применения соответствующего технического оснащения, холодное цинкование имеет большой перечень неоспоримых преимуществ. Его применение позволяет создать качественную и долговечную защиту от коррозионного воздействия, не требуя при этом демонтажа конструкций, их транспортировки к месту обработки и последующей сборки. В случае механического повреждения такое защитное покрытие с легкостью восстанавливается прямо на месте.

На сегодняшний день это один из наиболее универсальных видов обработки стальных изделий и конструкций для защиты от ржавчины. Применение такой технологии не требует значительных энергозатрат и не предполагает использования громоздкого и дорогостоящего стационарного оборудования.

← Предыдущая статьяСледующая статья →