Холодное цинкование и его основные отличия от горячего. Что такое холодное цинкование

Холодное цинкование

Теория и практика

В данной статье рассматриваются теоретические основы и преимущества практического использования холодного цинкования, как наиболее эффективного метода (альтернативного горячему цинкованию) для защиты металлоконструкций от коррозии.

Цель статьи: привлечь внимание предприятий организаций, ведомств, отраслевых проектных и научно-исследовательских институтов, эксплуатационников и специалистов к перспективному методу холодного цинкования для более широкого внедрения его в практику антикоррозийной защиты черных металлов.

Суть и преимущества метода

Хорошо известно, что наиболее длительную (до 20-25 лет) защиту стали от коррозии обеспечивают цинковые покрытия. Однако, нанесение их традиционными методами, такими, например, как горячее цинкование или электрохимическое осаждение, на крупногабаритные металлоконструкции технически трудноосуществимо и на практике не используется.

В сравнении с традиционным методом наиболее доступным, дешевым, а иногда и единственно возможным, оказывается метод холодного цинкования металла.

Холодное цинкование — это нанесение на подготовленную поверхность приемами, используемыми в работе с обычными красками, специального цинксодержащего состава, в результате чего образуется покрытие, обладающее теми же антикоррозийными свойствами, что и полученное методом горячего цинкования.

Цинк и его основные свойства

Прежде, чем перейти к описанию имеющихся сегодня на Российском рынке составов для холодного цинкования, необходимо рассмотреть некоторые теоретические основы самого метода, и в частности, те свойства цинка, которые определяют эффективность его применения для антикоррозийной защиты стали.

Цинк — серебристо-белый, в нормальных условиях довольно хрупкий металл плотностью ~ 7.1 г/см3 и температурой плавления около 420 °C. Так же, как и железо, цинк относится к группе металлов повышенной термодинамической нестабильности, имеющей значение электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при pH=7 (-0.413 В). Однако вода почти не действует на цинк. Это объясняется тем, что при взаимодействии цинка с водой на его поверхности образуется гидроксид, который практически не растворим и препятствует дальнейшему течению реакции. Даже в слабокислой среде коррозия чистого цинка замедлена, что связано с достаточно высоким значением перенапряжения выделения водорода на цинке (~1 В).

При содержании в цинке сотых долей процента примесей таких металлов, как, например, медь и железо, имеющих меньшее значение перенапряжения выделения водорода (соответственно 0.6 и 0.5 В), скорость взаимодействия цинка с кислотами увеличивается в сотни раз.На воздухе цинк окисляется, покрываясь тонкой, но прочной пленкой оксида или основного карбоната цинка. Эта пленка надежно защищает его от дальнейшего окисления и обуславливает высокую коррозийную стойкость. В противоположность этому ржавчина, например, не образует сплошной пленки на поверхности железа и между отдельными кристаллами гидратированного оксида трехвалентного железа, имеются большие просветы, наличием которых и объясняется склонность железа к прогрессирующей коррозии.

Высокие противокоррозионные свойства цинка при нанесении его на железо (сталь) обусловлены еще и тем, что цинк имеет электрохимический потенциал ниже, чем железо (-760 и -440 мВ, соответственно), поэтому в электрохимической паре цинк-железо, возникающей в присутствии воды (влаги), цинк выполняет роль анода и растворяется, а металлическая подложка (железо) роль катода:

Zn – 2e ↔ Zn2 + h3O + ½O2 + 2e ↔ 2OH¯

В результате чего, имеет место пассивация стали за счет подщелачивания. Ионы цинка реагируют с диоксидом углерода, находящимся в воздухе. Это сопровождается образованием плотных слоев нерастворимых карбонатов цинка, тормозящих дальнейшее развитие коррозионного процесса.

Два типа защиты

Из перечисленных выше свойств цинка следует, что при нанесении на железо (сталь) цинк защищает его как по барьерному (изоляционному) типу, (что более характерно для горячего цинкования, где цинк сразу образует сплошное влагонепроницаемое покрытие), так и по электрохимическому (протекторному) типу, где цинк, в присутствии влаги выполняя роль анода по отношению к железу, расходуется для его защиты, а образующиеся при этом соединения цинка «залечивают» дефекты покрытия, предотвращая коррозию железа.

Протекторный тип защиты более характерен для холодного цинкования, особенно в стадии первоначального формирования покрытия, когда оно еще имеет определенную пористую структуру, через которую возможен доступ влаги к поверхности стали, приводящий к образованию электрохимической пары «цинк-железо». В процессе дальнейшей эксплуатации происходит уплотнение структуры покрытия и переход  его защитного действия от протекторного к барьерному.

Таким образом, покрытие, полученное методом холодного цинкования, по истечении определенного времени, зависящего от условий эксплуатации (в основном влажности), защищает сталь по тому же механизму, что и покрытие, нанесенное горячим способом.Дальнейшее действие цинка по электрохимическому типу защиты (также как и для горячеоцинкованных поверхностей) происходит только тогда, когда по тем или иным, в т.ч. механическим причинам нарушается целостность нанесенного покрытия и влага проникает к поверхности стали.

Требования и их реализация

Согласно стандартам ISO 3549 (DIN 55969,) составы для холодного цинкования, обеспечивающие активную электрохимическую защиту по всей поверхности (повсеместную и свободную передачу электронов как между частицами цинка внутри покрытия, так и от частиц цинка к поверхности стали), должны содержать в сухом покрытии не менее 94% чистого цинка с размером частиц 12-15 мкм или не менее 88 % цинка с размером частиц 3-5 мкм.

Более высокие концентрации цинка увеличивают защитное антикоррозийное действие покрытия, а использование атоминизированной (< 5 мкм) цинковой пудры, при прочих равных условиях, способствует повышению адгезии (за счет облегчения междиффузионного взаимодействия цинка и железа), эластичности, снижению пористости покрытия и получению более гладкой (менее шероховатой) поверхности.

Цинкнаполненные (цинкосодержащие) краски, не отвечающие вышеуказанному стандарту, не относятся к составам для холодного цинкования и не образуют электропроводного цинкового покрытия, адекватного по свойствам и срокам эксплуатации с горячеоцинкованному. Цинк, присутствующий в них, выполняет роль специального (в т.ч. цветообразующего) пигмента, усиливающего лишь барьерную (пленочную) защиту за счет своего окисления и «закупоривания пор» в слое краске.

В приведенной таблице рассмотрены основные технические характеристики одноупаковочных органоразбавляемых составов для холодного цинкования производства двух Российских материалов, в т. ч. UR-100 «Жидкий цинк», а также хорошо известной специалистам Бельгийской компании ZINGA METALL. Также указаны основные приемы и рекомендации по предварительной подготовке поверхности и нанесению покрытий.

Одноупаковочные составы для холодного цинкования металлоконструкций

В настоящее время на Российском рынке представлены и другие составы для холодного цинкования, где в качестве связующего используются «жидкое стекло» (цинксиликатные краски), эпоксидные или кремнийорганические смолы. Однако, одним из факторов, сдерживающих внедрение этих материалов в широкую практику антикоррозийной защиты, является их двух- и даже трехупаковочность: (связующее + порошок цинка + отвердитель), (связующее + порошок цинка) или, в лучшем случае (связующее с цинком + отвердитель). Понятно, что это не всегда устраивает потребителя в виду непродолжительной жизнеспособности состава после смешивания.

Помимо этого, возникают определенные сложности, связанные с необходимостью работы с пылящим высокодисперсным цинковым порошком при смешивании компонентов непосредственно на рабочей площадке и применением дополнительных устройств для диспергирования (перемешивания). В этом плане готовые к применению одноупаковочные составы выгодно отличаются от двух- и трехупаковочных.

Еще раз о преимуществах метода

Использование метода холодного цинкования эффективно, как для получения самостоятельного покрытия и предварительного грунтования, так и для межоперационной защиты стали и ремонта ранее оцинкованных поверхностей.

Применение метода имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с горячим цинкованием — это:

• Отсутствие ограничений по размерам цинкуемых поверхностей;

• Возможность производить подготовку поверхности на месте;

• Легкая свариваемость конструкций, покрытых составом для холодного цинкования;

• Возможность на месте оцинковывать сварные швы;

• Простота  ремонта поврежденных (в т.ч. при транспортировке и монтаже) участков цинкового покрытия

• Возможность оцинковывать в широком диапазоне температур от -20 до +40 °С;

• Получение эластичного покрытия, выдерживающего как механическую деформацию, так и термическое расширение и сжатие в широком диапазоне температур;

• Возможность оцинковывать собственными силами и любым способом (погружением в состав, кистью, валиком, распылителем).

Уже сегодня перечисленные составы для холодного цинкования металла, как самостоятельно, так и в системах покрытий, успешно используются на практике в России и за ее пределами. Они служат для защиты от коррозии мостовых сооружений, тоннелей, строительных металлоконструкций, городских столбов освещения, опор ЛЭП, металлических кровель, резервуаров, трубопроводов, арматуры зданий, для антикоррозионной обработки агрегатов и деталей кузовов автомобилей и мн. др.

Пользователи отмечают эффективность метода, его простоту, относительно невысокую стоимость и весьма быструю эксплуатационную окупаемость.

И в заключении необходимо еще раз сказать, что более широкое внедрение в практику современных и перспективных методов антикоррозионной защиты, в частности таких, как — холодное цинкование, позволит резко сократить ущерб, приносимый в результате коррозии металлов, который в промышленно развитых странах достигает 5 % национального дохода.

www.infrahim.ru

Холодное цинкование металла: технология и применяемые составы

С помощью холодного цинкования поверхности металлических изделий эффективно защищают от коррозии. Технология холодного цинкования металла заключается в нанесении на металл специальной смеси, в химическом составе которой много цинка. Железо ржавеет, взаимодействуя с кислородом. Для предотвращения этого и продления срока службы изделия принимаются защитные меры. Обычно используют состав для холодного цинкования. Методы нанесения цинка существуют разные.

Большинство специалистов считает оцинковку одним из наилучших способов защиты металлических конструкций от коррозии. Применяются гальваническое и горячее цинкование, на десятилетия обеспечивающие металлу антикоррозионную защиту (до 50 лет). Между тем не всегда можно применить эти методы, поскольку требуются значительные финансовые вложения в технологическую оснастку и специальное оборудование.

Преимущества холодного цинкования

Когда традиционные способы покрытия слоем цинка металла сопряжены с трудностями, прекрасной альтернативой станет холодное цинкование — покрытие металла цинксодержащим составом. Подобная обработка формирует слой, антикоррозионные свойства которого почти не уступают характеристикам покрытий, полученных другими способами.

Наиболее значимые преимущества:

• Используемая краска имеет хорошую адгезию и в отношении к поверхности обрабатываемого изделия, и в отношении покрытия иного типа.
• Холодным методом оцинковываются конструкции с любой геометрией.
• Не требуется серьезных финансовых затрат при подготовке к обработке.
• Металлические детали, оцинкованные по данной технологии, хорошо свариваются.
• Состав может наноситься в домашних условиях краскопультом, малярным валиком или даже обычной кистью.
• При таком покрытии не требуется демонтаж подлежащей обработке конструкции и транспортировка ее к месту выполнения работ.

Еще одно значимое преимущество — в возможности осуществления процесса в довольно широком температурном интервале: от -20 до +40 °C .

Защитный цинковый слой получается недостаточно устойчивым к механическим повреждениям, и это можно отнести к недостаткам метода. Однако с учетом того, что поврежденное покрытие всегда можно восстановить с помощью состава для цинкования, этот минус можно считать незначительным.

Особенности технологии

Используемые краски — это цинксодержащие смеси. Их, как и любые цинковые покрытия различных технологий, регламентирует ГОСТ 9 .305−84. В документе говорится, что холодной оцинковке могут подвергаться любые металлические изделия и конструкции, кроме магниевых сплавов или изготовленных из сталей повышенной прочности. Чтобы получился слой с высокими защитными свойствами, поверхность перед обработкой должна тщательно подготовиться.

ГОСТ регламентирует следующие процедуры:

• Удаление закоксованных участков, загрязнений, остатков солей, повреждения из-за природных факторов.
• Придание металлу требуемой шероховатости абразивно-струйной, гидроабразивной или гидродинамической обработкой. Таким способом с изделия удаляются также ржавчина и продукты окисления.
• Финишная ручная очистка для удаления сварочных брызг, заусенцев и острых кромок.
• Удаление с изделия остатков пыли сжатым воздухом.

Подготовительные действия

Чтобы оцинкованный слой имел хорошую адгезию с обрабатываемой поверхностью, на ней не должно быть масляных и жирных пятен. При наличии последних их удаление производится перед холодным цинкованием с помощью растворителей углеводородной группы.

ГОСТ оговаривает такие требования к подготовке поверхности:

• Количество и размеры пылинок, оставшихся на поверхности, должны соответствовать стандарту ISO 8502−3.
• Уровень обезжиривания поверхности, проверяющийся люминесцентной методикой, должен соответствовать ГОСТ 12 .2.052.
• Шероховатость, проверяемая профилометром или компаратором, должна отвечать стандарту ISO 8503−1.

Процесс нанесения состава

После проверки качества подготовки на поверхность можно наносить жидкий цинк. При использовании цинксодержащих красок или смесей обращайте внимание на то, при какой температуре воздуха производители рекомендуют это делать. Также имейте в виду, что температура обрабатываемой поверхности должна быть минимум на 3 °C выше точки росы. Пренебрежение этим требованием может привести к тому, что на поверхности обрабатываемого изделия сконденсируется влага, которая серьезно ухудшит характеристики покрытия.

Точка росы определяется с помощью разных измерительных приборов, в частности гигрометром, термометром, психрометром или специальными измерительными устройствами. Показания приборов сверяются со значениями в справочных таблицах.

Цинковая краска может наноситься несколькими слоями. Важно, чтобы новый слой наносился после высыхания предыдущего до степени, указанной производителем состава. Слои должны наноситься максимально равномерно.

Валики или кисти для нанесения покрытия используются, когда нужно покрыть не всю поверхность, а отдельные участки изделия.

Толщину сформированного слоя и степень его адгезии с поверхностью проверяют специальными измерительными устройствами. Вдобавок осуществляется визуальный контроль, позволяющий оценить декоративные характеристики, выявить плохо обработанные участки и дефекты.

Используемые составы

Для холодной оцинковки применяются различные составы, выбор которых зависит от ряда факторов. Смеси используются и на производстве, и в домашних условиях.

Одним из самых популярных цинксодержащих составов для обработки металлоконструкций является «Гальванол», которым обрабатываются и наружные, и внутренние части конструкций и элементы оборудования. Он относится к однокомпонентным смесям и представляет собой жидкий раствор с электролитическим цинком высокой чистоты в составе, а также связующими компонентами и летучими соединениями. Средство обеспечивает высокую защиту.

Значимые достоинства «Гальванола»:

• Хорошая адгезия с поверхностями изделий из черных металлов.
• Легкость и быстрота нанесения.
• Возможность использования в температурном интервале: -30 до +50 °C.
• Возможность нанесения на ржавые поверхности, если ржавчина держится достаточно крепко.
• Возможность использования при повышенном уровне влажности окружающего воздуха.

Покрытие «Гальванолом» сохраняет защитные свойства, взаимодействуя с парами этилового спирта, пресной и морской водой, растворами солей. Этот состав обеспечивает двойную защиту от коррозии — катодную (активную) и барьерную (пассивную).

Еще один распространенный состав — это «Цинотан». Он используется и в комплексных защитных системах, где играет роль грунтовочного слоя, и как отдельное защитное покрытие. Покрытия, нанесенные с использованием этого цинксодержащего состава, сохраняют защитные свойства, даже постоянно контактируя с соленой водой и сильнозагрязненной атмосферой.

Чаще «Цинотаном» покрывают:

• Элементы гидросооружений.
• Емкости для хранения продуктов нефтепереработки.
• Элементы ограждающих конструкций.
• Резервуары и трубы горячего и холодного водоснабжения.
• Опоры ЛЭП.
• Промышленные конструкции.
• Авто- и железнодорожные сооружения.

Важное достоинство средства в том, что оно может использоваться практически в любой климатической зоне России. Данный состав выбрали РЖД, Газпром и другие солидные компании.

Другие популярные составы для холодного цинкования:

• «Мастер АК-100». Им обрабатываются детали автотранспортных средств, в частности кузов автомобилей, различные строительные конструкции, мосты и элементы ЛЭП.
• «ЦВЭС». Компоненты: этилсиликат и цинковый порошок. Применяется для обработки высоколегированных сталей.
• «Цинотерм». Кремнийорганический раствор, может использоваться вместе с лакокрасочными материалами.
• «Цинконол». Полиуретановая грунтовка, в составе которой содержится цинк и которая позволяет получать покрытия с хорошими защитными свойствами, с повышенной эластичностью и термической стойкостью.

Делая выбор между горячим и холодным методом, имейте в виду, что конструкция, на которой защитный слой сформирован холодным методом, может прослужить дольше, чем обработанная иным способом. Стоимость холодной оцинковки ниже, а провести процедуру гораздо проще, чем гальваническое или горячее цинкование.

tokar.guru

Холодное цинкование

Холодное цинкование - нанесение на заранее подготовленную поверхность специальный цинкнаполненный состав (цинкнаполненные краски, грунты и композиции). Содержание цинкового высокодисперсного порошка в составе для холодного цинкования может достигать 95%. После высыхания на поверхности образуется прочное покрытие с высоким содержанием цинка. По отношению к стали готовое покрытие является катодом и осуществляет хорошую протекторную защиту (как и цинковые, полученные любыми другими способами).  По качеству и защитным способностям покрытие, сформированное при помощи современных составов для холодного цинкования, не уступает покрытиям, нанесенным другими известными способами.

При контакте цинкнаполненного состава с защищаемой поверхностью возникает короткозамкнутый гальванический элемент. Его ток нейтрализует процесс коррозионного разрушения защищаемого металла.

Метод холодного цинкования разработан относительно недавно, в восьмидесятых годах 20-го столетия. Изобрел его один из ученых УрО РАН (Уральского Отделения Российской  Академии Наук).

Применение метода холодного цинкования

Методом холодного цинкования наносят покрытия на детали автомобилей, трубы, арматуру, различные резервуары, мостовые сооружения, части судов, нефтепроводы, газопроводы, цистерны, металлоконструкции и многое другое.

Холодным цинкование хорошо укреплять различные металлоконструкции и трубы. Широко используется холодное цинкование при ремонте уже установленных  магистральных трубопроводов. Цинковый слой в таких условиях приостанавливает коррозию трубопроводов.

Преимущества метода холодного цинкования металла

Само покрытие может иметь небольшие механические повреждения, царапины, поры, но во время периода эксплуатации эти недостатки «забиваются» (тем самым уплотняя покрытие) продуктами растворения цинка. Метод холодного цинкования наиболее легок в исполнении, дешевый и доступный. Холодное цинкование можно осуществить на месте  эксплуатации металлоконструкции без ее демонтажа. Каких либо ограничений по размерам и формам конструкции при этом не существует. Подготовку поверхности перед холодным цинкованием также производят на месте.

Процесс нанесения цинкнаполненного состава довольно легок в исполнении, т.к. можно применять окунание, покраску кистью (валиком) либо распыление. Оцинковку проводят при температурах от -10 до +40 °С.

Покрытие абсолютно пожаробезопасно и электропроводно.

Обладает высокой водостойкостью (может эксплуатироваться под водой). Плотность хорошего цинкнаполненного состава зачастую составляет выше 2,2 – 2,8 кг/л.

Защитный слой, нанесенный методом холодного цинкования, например, протекторным составом "Гальванол", можно использовать не только в качестве самостоятельного покрытия. Цинковые слои наносят еще при грунтовании, межоперационной защите. Используется холодное цинкование и при ремонте ранее оцинкованных участков металла.

На поверхность защитного слоя полученного методом холодного цинкования можно наносить  другой лакокрасочный материал. ЛКМ при этом можно брать любой, в том числе и водоэмульсионный. Ограниченно используются только алкидные лакокрасочные материалы, т.к. при контакте алкидные смолы могут омыляться, что в дальнейшем вызовет отслаивание покрытия.Целесообразно использовать цинковое покрытие, полученное методом холодного цинкования, в качестве подслоя под химически стойкий лакокрасочный материал. Такое двухслойное покрытие позволяет эксплуатировать изделия и агрегаты в условиях повышенной агрессивностью окружающей среды. Срок службы защитного слоя увеличивается в несколько раз.

www.okorrozii.com

выбор состава и технология покрытия

Оцинковка металла — это один из распространенных методов защиты от коррозии. Этот химический процесс является результатом соединения молекул металла с кислородом из воздуха или воды. При этом процесс окисления приводит к уменьшению прочности металла. В то же время взаимодействие кислорода с титаном или цинком даёт противоположный эффект: такой состав образует защитную пленку, которая защищает глубинные слои металла от дальнейшего разрушительного процесса. В целях защиты в металлический сплав добавляют немного цинка или поверхность защищают снаружи. Для этого применяют горячее или холодное цинкование.

Цинкование находит своё применение в различных областях: строительстве, производстве машин, инструментов. Особенно востребованной такая защита становится для металлоконструкций, которые испытывают большие нагрузки, но от состояния которых зависит жизнь многих людей.

Так как сейчас наряду с горячим методом широко применяются составы для холодного цинкования, стоит рассмотреть, в чем преимущества нового метода, как подготавливается поверхность и наносится состав. Не менее важно, что именно используют при холодном цинковании и как правильно выбрать состав.

Преимущества холодного цинкования

Наряду с другими методиками защиты металлических конструкций и приборов от пагубного воздействия ржавчины холодное цинкование металла имеет свои плюсы:

• цинковый состав хорошо ложится и держится на любой поверхности;
• он применим к конструкциям любых форм и параметров;
• метод холодного цинкования более доступен по цене;
• на обработанные таким способом детали легко воздействовать сварочным аппаратом;
• состав можно легко использовать в домашних условиях;
• при обработке холодным цинком не нужно демонтировать конструкцию для перемещения в специальное место;
• для применения холодного цинкования не нужна покупка специального оборудования;
• работа с таким методом оцинковки возможна при температуре от -20 до +40 градусов.

При застывании слой цинка выполняет двойную функцию. Во-первых, в процессе начавшихся химических реакций создаётся защитная пленка, которая не даёт кислороду вступить во взаимодействие с железом внутри металлоконструкций. Во-вторых, подобно краске, такой состав представляет собой барьер, который защищает металл от неблагоприятных воздействий.

К немногим недостаткам этой методики относят относительно низкую устойчивость защиты к механическим воздействиям. Но легкость повторного нанесения состава сводит эту слабость к минимуму.

Особенности подготовки металла

Прежде чем применять состав для холодного цинкования на металле, необходимо убедиться, что данная конструкция не представляет собой высокопрочную сталь или сплав с содержанием магния. Это единственные варианты, для которых подобная обработка неприемлема. Подготовка металла является важной частью процесса:

1. Сначала с изделия необходимо удалить грязь, жиры и остатки солей и другие следы природного воздействия. Для этого применяется обезжириватель.

2. Затем с поверхности удаляется ржавчина и другие продукты окисления, для этого можно применять преобразователь ржавчины или механическую очистку.

3. Необходимо снять с металла следы брызг от сварки и срезать острые кромки и заусенцы с помощью болгарки. В завершение необходима обработка сжатым воздухом, чтобы удалить пыль.

Требования к состоянию металла перед оцинковкой определены достаточно чётко. Во-первых, не должно быть грязи и пыли. Во-вторых, имеющиеся жирные пятна надо обработать специальными средствами. В-третьих, поверхность должна быть шероховатой для обеспечения лучшей адгезии металла с цинковым покрытием.

На видео: подготовка металла к цинкованию.

Технология оцинковки металла

Технология холодного цинкования металлов — это процедура, которая напоминает покрытие краской. Но в этом случае используется особый состав. В отличие от обычных покрытий, содержание чистого цинка в составе не должно быть меньше 94% при величине частиц не больше 15 мкм или 88% при размере крупинок цинка до 5 мкм. Для того чтобы отличить состав, сделанный по ГОСТу, от имитации, важно помнить плотность 2.2 кг/л.

По виду соединительного вещества цинксодержащие смеси делятся на эпоксидные, уретановые, алкидные, хлоркаучуковые или силикатные. Органические средства выпускают однокомпонентными, а неорганические часто предполагают смесь составляющих, упакованных производителем по отдельным пакетам.

После подготовки поверхности наносится выбранная смесь. Для выбора оптимальной температуры для работы необходимо вычислить точку росы. Разница температуры поверхности не должна превышать этот показатель больше, чем на 3 градуса. Игнорирование данного принципа снизит качество проводимой работы. Если есть риск ошибиться с вычислениями, обратите внимание на рекомендации производителя, указанные на упаковке.

Поверхность обрабатывается краской для холодного цинкования в несколько слоев. Каждый новый из них накладывается только тогда, когда предыдущий застыл до указанной производителем консистенции. При этом краскопульт чаще применяется для обработки всей поверхности металлоконструкции, а безвоздушный метод нужен для фрагментарного покрытия.

Результат работы проверяют по нескольким параметрам: толщина слоя, и адгезия выявляются при помощи специальных измерительных приборов, а часть дефектов легко определяется путем визуального осмотра.

Популярная продукция для цинкования

Для того чтобы соблюсти технологию холодного цинкования металла, необходимо выбрать состав, который применим для этих целей. Поэтому стоит рассмотреть наиболее популярные средства, которые можно использовать для подобных работ. Среди составов для холодного цинкования Гальванол является самым распространенным. Консистенция средства эквивалентна обычной краске.

Гальванол — это однокомпонентный состав, включающий соединение очищенного цинка с летучими и соединительными компонентами.

При использовании этого средства рекомендуемая толщина составляет 200 микрон при 40-60 микрон толщины каждого слоя. В готовом состоянии этот состав может выдержать перепад температуры в радиусе от -60 до +150 градусов. Для того чтобы средство застыло, необходимо не больше 40 минут. А при условии использования краски перед нанесением следующего слоя придётся ждать не менее 5-6 часов. При обработке мелких деталей возможен метод полного погружения.

Гальванол хорошо сцепляется с поверхностью черных металлов, и он не подвержен разрушению под воздействием этилового спирта, соли и воды. Поэтому его использование возможно при высокой влажности в помещении. Состав можно наносить на элементы, покрытые ржавчиной при условии, что она крепко держится на металле.

Для человеческого организма состав признан безвредным, поэтому его часто применяют для обработки агрегатов водоснабжения.

Цинотан — еще один материал нового поколения, широко используемый на отечественном рынке. Он применим для обработки изделий из полиуретана или винила. Его можно использовать как средство для грунтовки, а в условиях неблагоприятной окружающей среды и в качестве самостоятельного материала для обработки.

Благодаря устойчивости состава в любых климатических условиях Цинотан широко применяется для защиты гидротехнических сооружений, труб, дорожных ограждений и опор линий электропередач.

Также широко распространенным составом на полиуретановой основе является Цинконол. Холодное цинкование металлов с его помощью позволяет получить покрытие, устойчивое к агрессивной среде, щелочи, парам кислоты, нефти и другим разрушающим веществам. Всё это обеспечивает составу сферы применения от кораблестроения до сельского хозяйства.

Среди недостатков этого состава отмечают соблюдение особых условий при его нанесении. Так, температура воздуха не может быть ниже 5 градусов. И не стоит заниматься оцинковыванием этим средством в дождь или снег. Всё это пагубно отразится на результатах.

Также рядом предприятий используется для холодного цинкования состав Химград цпс. Эта смесь на основе полимеров обладает хорошей адгезией и устойчивостью. Производитель разрешает использовать её в условиях холодных температур вплоть до -25 градусов

Как правильно выбрать состав

Все рекомендованные составы для оцинковки поверхностей находятся в единой цветовой гамме. Отличаются они друг от друга только по оттенку. Расход описанных средств тоже приблизительно одинаков. Поэтому при выборе материала стоит обратить внимание на следующие факторы:

• дата производства и до какого срока средство можно использовать;
• цена, которая зависит больше от названия фирмы изготовителя, чем от процента содержания цинка;
• время, которое потребуется для застывания слоя;
• процент цинка в составе;
• как долго продержится слой на металлической поверхности после обработки;
• при каких условиях выполняется работа.

При выборе состава стоит обратить внимание на процентное содержание цинка в нем и характер связующего вещества. От этого будет зависеть его адгезия и устойчивость к определённого рода веществам.

Холодная оцинковка металла становится всё более распространенной ввиду сочетания устойчивости к неблагоприятным условиям и высокой надежности защиты поверхности от окисления. Слабая защищенность к механическим воздействиям или нагрузкам компенсируется простотой восстановления покрытия. Слой цинка позволяет защитить металл как от химических процессов, так и от воздействия воды, солей, паров нефти и других агрессивных веществ.

Перед оцинкованием важно подготовить металлическую поверхность правильно. Для этого необходимо очистить её от грязи, масляных пятен, следов сварочных работ и пыли. Чистая шероховатая поверхность станет хорошей базой для нанесения цинкового покрытия. В процессе работы стоит обращать внимание на толщину слоев и предупреждать и исправлять визуально заметные дефекты.

Быстрота застывания покрытия будет влиять на скорость в выполнении работ. Свойства состава будут определяющими в выборе сферы его применения. Стоит обращать внимание на продукцию фирм, которые зарекомендовали себя как надежные поставщики составов для цинкования металлов. Хорошие материалы в сочетании с соблюдением технологии при установке позволят обеспечить надежную защиту конструкции на долгие годы.

Технология холодного цинкования составом Гальванол (1 видео)

Разная продукция для цинкования (23 фото)

gidpokraske.ru

Холодное цинкование металла, виды, преимущества технологии холодного цинкования

Практически все металл подвергаются образованию коррозии. Этот процесс является необратимым. Однако с его появлением на сегодняшний день можно бороться при помощи отдельных видов обработки металлических изделий и материалов. Метод обработки металлов цинков является одним из них.

Холодное цинкование металла

Холодное цинкование представляет собой процедуру нанесения на металлическую поверхность специального состава, который в своей основе содержит цинк. После обработки таким методом поверхность приобретает практически такие же антикоррозийные свойства, которые получаются и при горячей обработке металлов цинком.

На начальных этапах металлы, покрытые цинком методом холодного цинкования, имеют пористую пленку, которая относится к разряду защитных. Она изначально пропускает воду, что дает возможность цинку и железу или стали плотно сцепляться друг с другом. В результате при последующем использовании изделия, обработанного данным методом, образуется плотная пленка, которая является достаточно прочной. Она служит своего рода барьером для воды и для воздуха, чтобы на поверхности материала из металла не образовывалось налета коррозии.

Метод холодного цинкования активно используется в современном мире для защиты металлов от каррозийного налета. Для этой цели специально используется цинкнаполненная краска. Она наносится на поверхность любого металла самыми обычными методами, которые являются типичными для любых других видов лакокрасочной продукции. В результате на поверхности появляется плотное цинковое покрытие с отличными защитными свойствами.

Всего выделяют сегодня два вида холодного цинкования металлических поверхностей:

• гальванической цинкование
• покрытие цинксодержащим грунтом.

При гальваническом цинкования процедура осуществляется методом электролиза. Второй вид холодного покрытия цинковым составом металлов осуществляется за счет покрытия материалов цинковым составом, созданы на основе цинкового порошка и полимерных смесей.

Горячее или холодное цинкование

На сегодняшний день в промышленности используются для защиты металлических поверхностей от коррозии и метод горячего цинкования и холодного.

Отличие горячего цинкования от холодного заключается в:

• Способе нанесения антикррозийного состава

При горячем методе цинковые состав на поверхность металлов наносится путем погружения металлических предметов в ванну, наполненную цинковым сплавом.

При холодном методе цинкования нанесение покрытия на металл осуществляется таким же способом, что и нанесение лакокрасочного материала. Для этого используются валики, кисточки, пульверизаторы, пневматические инструменты.

• Температуре нагревания

Для того чтобы покрыть цинком металлические предметы необходимо сначала нагреть металл до 450 градусов Цельсия. Только после этого можно опускать в него металлические приборы.

При холодном цинковании ничего не нужно нагревать. На охлажденный до комнатной температуры металл наносится цинкнаполненная краска, которая плотным слоем покрывает его и защищает от образования коррозии.

• Аккуратности нанесения состава с цинком

При горячем цинковании процесс покрытия регулируется только поддержкой оптимальной температуры. Результата может оказаться непредсказуемым. После того, как металлический предмет будет охлажден, на нем могут проявиться неаккуратные подтеки цинкового сплава, которые выглядят не эстетично.

При покрытии цинковой пленкой металлов холодным методом аккуратность нанесения состава можно регулировать. При нанесении валиком, кистью или другими способами состава главное соблюдать осторожность, чтобы металлический предмет был как можно более аккуратным.

• Удобстве нанесения цинка на поверхность металлов

При горячем цинковании предмет из металла важно просто опустить в специальную ванну и затем нагреть до определенной температуры. При этом неудобство заключается в том, что не все предметы в нее могут поместиться. В этом случае покрытие крупногабаритных предметов может быть невозможным.

Способ холодного покрытия цинком металлических изделий является более удобным. Несмотря на то, что на нанесение на металл цинка требуется больше времени, с его помощью можно покрывать защитным слоем даже крупногабаритные предметы.

Таблица 1. Горячее или холодное цинкование.

Технология холодного цинкования

У холодного метода цинкования имеется большое количество преимуществ.

Преимущества технологии холодного цинкования:

• не важно, какой размер имеет металлический предмет. Для цинкования таким методом подходят металлические предметы самых разных размеров.
• нет необходимости разбирать предметы на отдельные элементы для покрытия цинком.
• возможность оцинковки сварных швов.
• экономичность. Для проведения данного метода обработки металлов нет необходимости затрачивать большие средства. Главное иметь под рукой все необходимые материалы, которые не имеют высокую стоимость и инструменты.

lkmprom.ru

: Металлургия: образование, работа, бизнес :: MarkMet.ru

С. Васильев

Цинковые покрытия обеспечивают наиболее длительную (до 25—50 лет) защиту стали от коррозии. Однако нанесение их на крупногабаритные металлоконструкции такими методами, как горячее цинкование или электрохимическое осаждение, технически трудноосуществимо и на практике не используется. В сравнении с традиционными методами наиболее доступным, дешевым, а иногда и единственно возможным оказывается метод холодного цинкования.

Холодное цинкование — это нанесение специального цинксодержащего состава на подготовленную поверхность способами, применяемыми для обычных красок, в результате чего образуется покрытие, обладающее такими же антикоррозионными свойствами, как и покрытие, полученное методом горячего цинкования.

Прежде чем перейти к описанию имеющихся сегодня на российском рынке составов для холодного цинкования, необходимо рассмотреть некоторые теоретические основы самого метода и, в частности, те свойства цинка, которые определяют эффективность его применения для антикоррозионной защиты стали.

Цинк — серебристо-белый, в нормальных условиях довольно хрупкий металл; его плотность составляет около 7,1

г/см2, температура плавления - около 420 "С. Как и железо, цинк относится к группе металлов повышенной термодинамической нестабильности, электродный потенциал которых ниже, чем потенциал водородного электрода при рН = 7 (-0,413 В). Однако вода почти не действует на цинк. Это объясняется тем, что при взаимодействии цинка с водой на его поверхности образуется гидроксид, который практически не растворим и препятствует дальнейшему течению реакции. Даже в слабокислой среде коррозия чистого цинка замедлена, что связано с достаточно высоким — около 1 В — значением перенапряжения выделения водорода (то есть отклонения потенциала электрода от равновесного значения, необходимого для выделения водорода на электроде с определенной скоростью) на цинке. При содержании в цинке сотых долей процента примесей металлов, имеющих меньшее значение перенапряжения выделения водорода (например, медь и железо — соответственно 0,6 и 0,5 В), скорость взаимодействия цинка с кислотами увеличивается в сотни раз.

На воздухе цинк окисляется, покрываясь тонкой, но прочной пленкой оксида или основного карбоната цинка. Эта пленка надежно защищает цинк от дальнейшего окисления и обусловливает высокую коррозионную стойкость металла.

В противоположность этому ржавчина, например, не образует сплошной пленки на поверхности железа, и между отдельными кристаллами гидратированного оксида железа III имеются большие просветы, наличием которых и объясняется склонность железа к прогрессирующей коррозии.

Высокие противокоррозионные свойства цинка при нанесении его на железо (сталь) обусловлены еще и тем, что цинк имеет более низкий электрохимический потенциал, чем железо (-760 и -440 мВ соответственно), поэтому в электрохимической паре цинк — железо, возникающей в присутствии воды (влаги), цинк выполняет роль анода и растворяется, а металлическая подложка (железо) — роль катода:

Zn-2e++Zn2+,

в результате чего происходит пассивация стали за счет подщелачивания. Ионы цинка реагируют с диоксидом углерода, находящимся в воздухе. Это сопровождается образованием плотных слоев нерастворимых карбонатов цинка, тормозящих дальнейшее развитие коррозионного процесса.

Из рассмотренных выше свойств цинка следует, что при нанесении на железо (сталь) цинк защищает его как по барьерному (изоляционному) типу, что более характерно для горячего цинкования, где цинк сразу образует сплошное влагонепроницаемое покрытие, так и по электрохимическому (протекторному) типу, где цинк, в присутствии влаги выполняя роль анода по отношению к железу, расходуется для его защиты, а образующиеся при этом соединения цинка «залечивают» дефекты покрытия, предотвращая коррозию железа.

Протекторный тип защиты более характерен для холодного цинкования, особенно в стадии первоначального формирования покрытия, так как оно имеет определенную пористую структуру, через которую возможен доступ влаги к поверхности стали, приводящий к образованию электрохимической пары цинк - железо. В процессе дальнейшей эксплуатации происходит уплотнение структуры покрытия и переход его защитного действия от протекторного к барьерному.

Таким образом, покрытие, полученное методом холодного цинкования, по ис-

течении определенного времени, зависящего от условий эксплуатации (в основном влажности), защищает сталь по тому же механизму, что и покрытие, нанесенное горячим способом.

Дальнейшее действие цинка по электрохимическому типу защиты (как и для горячеоцинкованных поверхностей) происходит только тогда, когда по каким-то причинам, в том числе механическим, нарушается целостность нанесенного покрытия, и влага проникает к поверхности стали.

Согласно стандартам ISO 3549 (DIN 55969) составы для холодного цинкования, обеспечивающие активную электрохимическую защиту по всей поверхности (то есть повсеместную и свободную передачу электронов как между частицами цинка внутри покрытия, так и от частиц цинка к поверхности стали), должны содержать в сухом покрытии не менее 94% чистого цинка с размером частиц 12—15 мкм или не менее 88% цинка с размером частиц 3—5 мкм.

Более высокие концентрации цинка увеличивают защитное антикоррозионное действие покрытия, а использование «атомизированной» (5 мкм) цинковой пудры, при прочих равных условиях, способствует повышению адгезии (за счет облегчения междиффузионного взаимодействия цинка и железа) и эластичности, снижению пористости покрытия и получению более гладкой (менее шероховатой) поверхности.

Цинкнаполненные (цинксодержащие) краски, не отвечающие вышеуказанному стандарту, не относятся к составам для холодного цинкования и не образуют электропроводного цинкового покрытия, адекватного по свойствам и срокам эксплуатации с горячеоцинкованным. Цинк, присутствующий в них, выполняет роль специального (в частности, цвето-образующего) пигмента, усиливающего лишь барьерную (пленочную) защиту за счет своего окисления и «закупоривания пор» в слое краски.

В настоящее время на российском рынке имеются одноупаковочные органоразбавляемые составы для холодного цинкования, выпускаемые отечественными и зарубежными производителями. Представлены и такие составы для холодного цинкования, где в качестве связующего используется «жидкое стекло» (цинксиликатные краски), эпоксидные или кремнеорганические смолы. Однако двух- и даже трехупаковоч-ность составов (связующее + порошок цинка + отвердитель, связующее + порошок цинка или в лучшем случае связующее с цинком + отвердитель) не всегда устраивает потребителя из-за непродолжительной жизнеспособности состава после смешения и является одним из факторов, сдерживающих внедрение этих материалов в широкую практику антикоррозионной защиты. В данном случае возникают также определенные сложности, связанные с необходимостью работы с пылящим высокодисперсным цинковым порошком при смешении компонентов непосредственно на рабочей площадке и применением дополнительных устройств для диспергирования (перемешивания). В этом плане готовые к применению одноупаковочные составы выгодно отличаются от двух- и трехупаковочных.

Использование метода холодного цинкования эффективно как для получения самостоятельного покрытия и предварительного грунтования, так и для межоперационной защиты стали и ремонта ранее оцинкованных поверхностей. Метод имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с горячим цинкованием:

ограничения по размерам цинкуемых поверхностей отсутствуют;

подготовку поверхности можно производить на месте;

конструкции, покрытые составами для холодного цинкования, легко сваривать;

оцинковывать сварные швы можно на месте;

поврежденные (при транспортировке и монтаже) участки цинкового покрытия несложно ремонтировать;

цинкование производится в широком диапазоне температур: от -20 до +40 °С;

не требуются демонтаж, транспортировка к месту цинкования и обратно и последующий монтаж конструкций;

имеется возможность получения эластичного покрытия, выдерживающего как механическую деформацию, так и термическое расширение и сжатие в широком диапазоне температур;

степень сцепления с оцинкованной поверхностью других Л КМ, в т.ч. порошковых красок, весьма высокая;

производить цинкование можно любым способом (погружением в состав, кистью, валиком, распылителем). Уже сегодня составы для холодного цинкования успешно используются на практике в России и за ее пределами — как самостоятельно, так и в системах покрытий. В частности, они применяются при защите от коррозии мостовых сооружений, тоннелей, строительных металлоконструкций, городских столбов освещения, опор ЛЭП, металлических кровель, резервуаров, трубопроводов, арматуры зданий, для антикоррозионной обработки агрегатов и деталей кузовов автомобилей. Пользователи отмечают эффективность метода холодного цинкования, его простоту, относительно невысокую стоимость и весьма быструю окупаемость.

markmet.ru

Технология цинкирования и холодное цинкование

Коррозия термодинамически неизбежна, однако именно термодинамика подсказывает наиболее эффективный способ борьбы с коррозией: катодную протекторную защиту - при таком способе защиты реакция разрушения железа становится термодинамически невозможной и, следовательно, коррозия полностью прекращается! Остальные способы менее эффективны: ингибиторы лишь замедляют процесс, барьерные покрытия склонны к локальной и подпленочной коррозии.

Источником катодной протекторной защиты может быть как внешний ток, так и ток гальванического элемента, возникающего при контакте железа с некоторыми активными металлами, в частности с цинком. Цинкование может осуществляться разными способами: горячим, гальваническим, термодиффузионным методами, а также методом холодного цинкования. Однако ряд ограничений для каждого из методов не позволяет защитить все без исключения объекты. В этой ситуации на помощь приходит метод цинкирования. Что он из себя представляет?

Цинкирование – процесс покрытия металла (железа или стали) слоем цинка для защиты от коррозии путем нанесения цинкирующего состава (состава класса Zinker). При этом, надо понимать, что наличие цинкового порошка в органическом лаке с растворителем (как при холодном цинковании) еще не делает эту смесь составом класса Zinker. В чем же отличие?

Свойства цинкерного прокрытия:

• Образует стабильную субдисперсионную Zn-Fe зону на поверхности металла.
• Обладает свойством межслойной диффузии.
• Сохраняет функцию поверхностной самоконсервации и самовосстановления в течение всего срока службы.
• Отличается достаточной стойкостью к абразивному воздействию.
• Межатомное расстояние в цинкерном слое аналогично межатомному расстоянию в слое цинка, нанесённого с помощью процесса погружения в ванну.
• Наносится даже зимой при температуре от -35˚С.
• UV-стабильно, имеет благородный серый цвет.

Так же немаловажным отличием является то, что во-первых, состав должен применяться как самостоятельное покрытие (иначе это уже не цинкование, а система покрытий обычными ЛКМ), а во-вторых, он должен обладать протекторным действием, которым обладают остальные методы цинкования на протяжении всего срока службы.

Цинковые покрытия, вне зависимости от способа их нанесения, обладают протекторным действием только до тех пор, пока они способны активно растворяться под действием внешней коррозионной среды. Если же цинк теряет способность активно растворяться, то его катодное защитное действие снижается вплоть до полного исчезновения! Способность полимерной пленки при отверждении некоторых типов связующих блокировать растворение цинка делает невозможным протекторную защиту в таких покрытиях (в частности: полиуретановые, эпоксидные, акриловые).

Подавляющее большинство цинконаполненных материалов, представленных на Российском рынке, используются в качестве грунта в системах покрытий «грунт-финиш» или «грунт-промежуточный слой-финиш», чаще всего такие покрытия называют «холодным» цинкованием. Протекторной защитой такие составы и системы не обладают и выполняют лишь барьерные функции.

НПЦ Антикоррозионной Защиты (НПЦАЗ) разработал, запатентовал и производит цинкирующий состав «GALVANOL»®. Цинковое покрытие на его основе обладает протекторным действием, характерным для других видов цинкования, может использоваться как самостоятельное покрытие, не требует перекрытия финишными слоями.

Покрытие на основе состава «GALVANOL»® - это тонкопленочное цинковое покрытие, эффективно защищающее черные металлы от коррозии, обладающее высокими защитными свойствами, высокой адгезией к металлическим поверхностям.

Цинкирующий состав «ГАЛЬВАНОЛ»® предназначен для антикоррозионной защиты наружных и внутренних поверхностей промышленного оборудования и металлических конструкций.

Покрытие на основе состава «ГАЛЬВАНОЛ»® обеспечивает одновременно активную (катодную) и пассивную (барьерную) защиту от коррозии.

Цинкирующий состав «ГАЛЬВАНОЛ»® можно применять в таких областях, как промышленное и гражданское строительство, транспортное строительство, нефтегазовый комплекс, энергетика, объекты железных дорог и метрополитена, портовые и гидросооружения, автотранспорт.

В 2010-м году были проведены испытания ускоренными коррозионно-электрохимическими методами по результатам которых Центральный Научно-Исследовательский Институт Коррозии и Сертификации (ЦНИИКС) выдал заключение №159/67-3 от 01.12.10, что покрытие «GALVANOL»® на углеродистой стали в водных средах (морская и пресная вода) и атмосферных условиях по защитной способности не уступает или превосходит горячие цинковые.

В 2012-м году в испытательной лаборатории ОАО НПО «Лакокраспокрытие» проводились испытания покрытия с надрезом на основе состава «GALVANOL»® на стойкость к воздействию соляного тумана. Образцы с толщиной покрытия от 70 до 130 мкм простояли в камере более 1000 часов. В той же лаборатории в 2012-м году проводились испытания по ГОСТ 9.401 метод 6 (УХЛ1).

В 2018-м году покрытие получило заключение от ЦНИИПСК им. Мельникова

Надежно обеспечивает долговременную протекторную (катодную) защиту черных металлов, легкость в применении (наносится любым методом, характерным для нанесения лакокрасочных покрытий: кистью, валиком, распылением и т.д.), быстрое высыхание (30 мин), нанесение при отрицательных температурах (-35°С) и повышенной влажности, ремонтопригодность, продолжительный срок службы покрытия. Состав является однокомпонентным.

Все, что нужно – это подготовить поверхность, тщательно перемешать миксером и нанести любым удобным способом!

xn--80aafc5bcni6j.xn--p1ai

• 
  Железо оцинкованное крашенное
• 
  Гвоздь кровельный оцинкованный
• 
  Сплав меди с цинком называется
• 
  Холодное цинкование своими руками
• 
  Сплав меди и цинка
• 
  Сплав цинка и меди
• 
  Как покрасить и чем оцинкованное железо
• 
  Гальваника цинкование
• 
  Раствор цинковый
• 
  Чем можно покрасить оцинкованное железо для улицы
• 
  Цинкование горячее видео