Услуги по гальваническому цинкованию металла и деталей. Гальваника цинкование

ХОЛОДНОЕ ЦИНКОВАНИЕ: ООО "НПП Электрохимия"

Эффективная защита подземных трубопроводов от коррозии возможна при сочетании электрохимической (катодной) защиты и пассивной защиты (изолирующие покрытия). При этом такие характеристики катодной защиты как зона защиты, ток и напряжение СКЗ зависят от сопротивления изолирующего покрытия. Чем выше сопротивление, т. е. чем лучше его экранирующие свойства, тем больше протяженность трубопровода, на которой поддерживается защитный потенциал и ниже потребляемый защитный ток. При идеальном, совершенно непроницаемом для коррозионной среды покрытии, необходимость в катодной защите вообще отпала бы, но даже при высоком качестве изолирующего покрытия всегда некоторое количество влаги проникает внутрь покрытия. При малейшем дефекте покрытия и проникновении влаги до стали становится возможной работа катодной защиты.

Дальнейшее развитие событий, в отсутствие механических воздействий, может развиваться по следующим сценариям. При нормальном уровне защиты, катодный потенциал в порах обеспечивает только восстановление кислорода по реакции

О2+2Н2О+4е=4ОН-.

Этот процесс, хотя и наиболее благоприятный, однако может приводить к медленному равномерному разрушению изолирующего покрытия за счет омыления органической основы гидроксильными ионами. В случае недозащиты, когда катодный потенциал в порах не достигает защитного значения, по периметру поры возникнет анодная зона. При этом начинается коррозия металла и возникнет подтравливание. Это начало т.н. подпленочной коррозии. Наиболее неприятные последствия подпленочной коррозии обусловлены тем, что в зону коррозии силовые линии электрического поля практически не проникают даже если катодный потенциал в этой области увеличить. Область подпленочной коррозии может возникнуть также в результате потери адгезии защитного покрытия в результате катодного отслаивания при перезащите, когда на поверхности металла начинает выделяться водород. Во всех случаях при катодной защите происходит подщелачивание среды у поверхности защищаемого изделия и в порах изолирующего покрытия. Под действием гидроксил-анионов происходит разрушение связующего и нарушение адгезионных связей, что также приводит к развитию подпленочной коррозии. Следствием такой коррозии является не только разрушение стали, но и дальнейшее разрушение покрытия.

Важно отметить, что при подпленочной коррозии катодная защита оказывается неэффективной, поскольку очаги коррозии изолированы от воздействия поляризующего электрического поля. Таким образом, для повышения качества противокоррозионной защиты необходимо с одной стороны улучшение экранирующих свойств покрытия при одновременном снижении вероятности его отслаивания, а с другой стороны, возникновение защитного эффекта под слоем покрытия в зонах отслаивания.

Подпленочная коррозия возникает не только при катодной защите. Для повышения стойкости против отслаивания используют разные приемы. Листование - применение наполнителя (алюминия, слюды) в виде частиц чешуйчатой или пластинчатой формы. В присутствии таких наполнителей, как чешуйки алюминия, образуется дополнительный барьерный слой, что усиливает изолирующие свойства покрытия. При образовании полости под пленкой и начале коррозионного процесса взаимодействие наполнителя с гидроксил-анионами приводит к снижению щелочности среды и уменьшению разрушения связующего. При этом снижается вероятность отслаивания покрытия. Используют также связующие с высокой адгезией к металлу: эпоксидные краски по стали, резины по латуни и т.п. Применяют пассиваторы, протекторные краски.

Для борьбы с подпленочной коррозией в ряде стран успешно применяют цинкнаполненные лакокрасочные грунтовки с последующим нанесением изолирующего покрывного слоя. При использовании такого вида покрытия, первоначально покрытие работает как обычное экранирующее, однако после возникновения дефекта в покрывном слое, вступает в действие защитный механизм ЦНП. Защитное действие ЦНП - сочетание изолирующего, протекторного и гидроизолирующего защитных механизмов. Такая же последовательность вступления в силу различных механизмов наблюдается и при наложении катодной защиты.

Цинкнаполненные лакокрасочные покрытия являются эффективным способом защиты стали от коррозии. Преимущества таких покрытий связано с реализацией указанных 3-х механизмов защиты. До момента появления дефектов или проникновения влаги в покрытие они выполняют функции изолирующих покрытий благодаря сплошной пленке органического связующего. После проникновения влаги до стальной основы начинает функционировать протекторный механизм защиты. На границе слоя краски и стенки трубы, образуются гальванопары цинк/железо, в которых цинк играет роль жертвенного анода, а сталь является катодом, то есть цинк растворяется , а на стали идут процессы восстановления компонентов коррозионной среды .

Раствор внутри пленки подщелачивается вследствие образования анионов гидроксила, что приводит к образованию нерастворимого гидроксида цинка и основных солей цинка. Нерастворимые соединения цинка в виде белого налета заполняют дефекты и поры в цинкнаполненном покрытии, что препятствует полному растворению цинка и является дополнительной защитой стали от коррозии. Этот третий механизм защиты еще называют гидроизолирующим. Последние два механизма защиты реализуются независимо от того проникают силовые линии электрического поля в область подпленочной коррозии или нет.

В зависимости от типа связующего и степени его взаимодействия с цинковым пигментом у цинкнаполненных композиций могут по-разному проявляться указанные 3 механизма защиты. Например, для эпоксидных составов, у которых связующее хорошо смачивает цинк, а сопротивление покрытий велико, в большей степени проявляется изолирующая стадия защиты и менее эффективна протекторная. У покрытий на основе полистирола электропроводность выше, поэтому они более эффективны на стадии протекторной защиты. При этом оба вида ЦНП являются эффективным средством защиты от коррозии.

Для того, чтобы успешно выполнять свои защитные функции цинкнаполненные покрытия должны содержать не менее 80-90 мас.% цинка (в зависимости от типа связующего). Однако, при высоком содержании цинка ухудшаются адгезионные свойства покрытий. В зависимости от условий эксплуатации требуются покрытия с различным содержанием цинка. В агрессивной среде, где возможна недозащита, желательно использовать грунтовки с высоким содержанием цинка, хоть это и приведет к снижению адгезии, т.к. в этом случае цинк будет выполнять роль протектора. В тех случаях, когда возможна перезащита, происходит бурное выделение водорода и гидроксил-ионов, что может усиливать катодное отслаивание, желательно использовать композиции с меньшим содержанием цинка, что повысит адгезионные свойства. Границы концентраций будут определяться экспериментально применительно к марке стали, типу связующего и условиями эксплуатации (климат).

Очень важны структурные характеристики металлического наполнителя (размер частиц, форма, гранулометрический состав). В настоящее время для приготовления цинкнаполненных композиций используют порошки, состоящие из частиц сферической формы. Порошки, полученные электролизом, обладают разветвленной структурой. При их использовании содержание цинка в грунтовках ниже. Меньшее наполнение цинком возможно благодаря дендритной форме частиц, вследствие чего образование проводящих мостиков (кластеров) происходит при меньшей массовой концентрации цинка.

Структура защитного цинкнаполненного покрытия должна выглядеть следующим образом. Для реализации протекторного механизма защиты необходимо наличие непосредственного контакта частиц цинка и стальной основы. Это возможно при наличии в покрытии сплошных цепочек цинка, имеющих контакт со сталью. Другими словами цинкнаполненные слои должны быть электропроводны. Вследствие того, что цинканполненные составы состоят из разных по природе и свойствам фаз: органическое связующее, порошок цинка, различные реологические добавки, - они имеют определенную пористость. Однако, для ЦНП пористость не является недостатком, так как при проникновении влаги (ионного проводника) в поры и дефекты покрытия становится возможным работа защитных гальванопар цинк/железо.

Преимущества защитных цинкнаполненных покрытий:

1. Длительность защитного действия.

2. Защита при наличии поврежденных участков в покрытии. ЦНП обладают способностью к "самозалечиванию" в местах дефектов покрытий (царапины, сколы).

3. Возобновляемая защита - возможность чередования протекторного и гидроизолирующего механизмов защиты, простота нанесения.

4. Благодаря электропроводности они не накапливают статического электричества.

5. Возможность применения цинкнаполненных композиций в качестве грунтовок в составе пассивной защиты одновременно с катодной защитой.

Использование протекторной краски как единственного покрытия в сочетании с катодной защитой невозможно, так как покрытие становится электропроводным. Но использование цинкнаполненной композиции в качестве грунтовки под слой изолирующего покрытия, в силу описанного механизма защиты, оказывается чрезвычайно эффективным средством борьбы против подпленочной коррозии.

Благодаря изолирующему покрывному слою сопротивление такой системы высокое, что необходимо для получения протяженной зоны защиты. При появлении дефектов в покрытии цинкнаполненный грунт выполняет роль дополнительной протекторной защиты и предупреждает развитие коррозионного разрушения железа под пленкой. Кроме того цинк способен вступать во взаимодействие с гидроксил-анионами, нейтрализуя их вредное влияние на полимерное связующее.

Необходимо также отметить, что использование цинкнаполненных грунтовок позволяет защитить от коррозии части конструкций, непосредственно не контактирующих с почвой или находящиеся в «тени» катодной защиты: выступающие над поверхностью, в пустотах естественного или искусственного происхождения, за металлическими или непроводящими телами на пути тока катодной защиты.

Цинкнаполненные композиции, таким образом, как самостоятельное покрытие используются для защиты стальных конструкций от атмосферной коррозии. Нанесение цинкнаполненных грунтовок под изолирующее покрытие позволит повысить эффективность противокоррозионной защиты подземных трубопроводов, уменьшить катодное отслаивание и избежать подпленочной коррозии.

Данная статья является интеллектуальной собственностью ООО "НПП Электрохимия" Любое копирование без прямой ссылки на сайт www.zctc.ru преследуется по закону. Текст статьи обработан сервисом Яндекс "Оригинальные тексты"

zctc.ru

Услуги по гальваническому цинкованию металла и деталей

Услуги гальванического цинкования - от проверенного завода

Гальваническое цинкование металла Столкнувшись с необходимостью обезопасить металлическое изделие или конструкцию от коррозийного воздействия, многие потребители выбирают такой метод как гальваническое цинкование. При этом эффективность защиты напрямую зависит от качества нанесения, поэтому важно обратиться к профессионалам. Наше предприятие предлагает услуги гальванического цинкования металла по лучшим ценам, выполняя работу без задержек и в точном соответствии с государственными стандартами и техническими нормативами. Отдавая предпочтение нашей компании, вы можете не сомневаться в том, что после металлообработки изделие прослужит максимально долго, сохранив изначальную прочность благодаря специальному защитному покрытию.

Гальваническое цинкование - что это и для чего нужно?

Известное как электролитическое цинкование металла, гальваническая технология предполагает нанесение на металлическое основание слоя цинка небольшой толщины. Процесс выполняется в несколько этапов, в частности, сначала изделие подготавливают, после чего обрабатывают специальным составом, а затем осветляют и производят пассивацию. В случае профессиональной обработки, которую вы можете заказать у нашего завода, на изделии образуется сплошное, совершенно гладкое и равномерное покрытие, которое надежно сцеплено с поверхностью. В результате выполнения гальванического цинкования на заказ наши клиенты могут быть уверенные, что металлоконструкции, например, метизы, профильные и тонкостенные трубы или крепеж, защищены от таких неблагоприятных факторов как:

щелочи и кислоты;
токсические пары;
смазочные составы, включая масла;
перепады температурных показателей;
осадки и прочие внешние факторы, приводящие к развитию коррозии.

Плюсы гальванического цинкования

Услуги гальваническое цинкование Кроме умеренной цены, которая является одним из ключевых плюсов гальванического цинкования, данный метод имеет целый ряд других серьезных достоинств. Во-первых, таким образом можно обрабатывать любые участки, в том числе поры и элементы необычной формы, при этом грамотным специалистам не составит труда нанести состав без капель и потеков. Кроме того, процесс оцинковки не занимает чрезмерное количество времени, соответственно, за короткий период можно произвести металлообработку значительного числа деталей.

Что касается защитных свойств, то они несколько ниже, чем при использовании термодиффузионной и других технологий, однако это компенсируется возможностью создания декоративных блестящих и гладких покрытий. Заказ услуги гальванического цинкования на нашем заводе позволит вам в полной мере оценить многочисленные преимущества высококлассной электролитической металлообработки.

Гальваническое цинкование металла на заказ

Выполняя гальваническое цинкование на заказ, мы руководствуемся потребностями клиентов, в частности, обеспечиваем квалифицированный подход и абсолютное соответствие готовых покрытий существующим стандартам. Уточнить стоимость услуг вы можете, связавшись с нами одним из способов, указанных на сайте.

ecm-zink.ru

Преимущества и недостатки цинкования гальваническим методом

Алексеев А.В,предлагает ознакомиться с особенностями защитных цинковых покрытий.

Цинкование – самый распространенный способ защиты железа поверхностной металлизацией от атмосферной коррозии. Для этих целей расходуется около 40 % от общего объема мировой годовой добычи цинка. Цинкование получило широкое распространение благодаря анодному характеру создаваемой из цинка защиты.

Значение электрохимического потенциала цинка составляет – 0,763 В, что меньше такого же параметра для черных металлов (железа, стали, чугуна), поэтому он защищает последние от коррозии электрохимическим способом. Причем защитные свойства покрытий из цинка проявляются даже в случае незначительной их толщины и при наличии обнаженных участков, пор. Известно много примеров протекторного характера защиты цинком непокрытых им, оголенных фрагментов стальных изделий (например, обрезанные проволока в поперечном сечении и края оцинкованного листового железа, резьба гайки без покрытия, навинченной на оцинкованный болт).

Анодный характер взаимодействия цинкового покрытия с сталью и внешней средой в ряде случаев может смениться на катодный и тогда коррозионные процессы в железе происходят очень интенсивно. Подобное наблюдается, например, при воздействии на оцинкованные изделия горячей воды, нагретой до 70 °С и выше (в автоклавах, котельных установках).

Сам цинк, принимая "удар" на себя , пишет автор, от воздействия внешней среды, защищается следующим образом: при окислении этого металла на его поверхности образуется тонкая плотная оксидная пленка, препятствующая проникновению кислорода дальше вглубь цинка. Благодаря этому его окисление останавливается. У железа образующиеся при окислении оксиды имеют объем больший, чем первоначальный металл, и поэтому пленка из них сразу разрушается, становится рыхлой и пропускает кислород к неокисленному материалу. Так возникает ржавчина.

У цинковых покрытий химическая стойкость снижается при воздействии на них летучих продуктов, которые выделяются при старении следующих органических материалов:

олифы;
синтетических смол;
хлорированных углеводородов.

Покрытия подвержены легкому разрушению, если они контактируют или находятся в закрытом объеме с промасленными или свежеокрашенными деталями.

Большое влияние на быстроту корродирования цинка оказывает показатель рН среды. При рН 7–12 (щелочная среда) этот металл практически не растворяется. Отклонение от указанных величин приводит к возрастанию скорости его коррозии. Особенно высока скорость коррозии цинковых покрытий в атмосфере тропиков и промышленных городов. Гальванический способ цинкования металлов

Защитное действие покрытий из цинка в первую очередь определяется их толщиной, устанавливаемой исходя из конкретных условий эксплуатации металлических изделий и равномерности их нанесения. Возможности различных способов цинкования неодинаковы и позволяют получать толщину покрытия от 5 мкм (гальваническое) до 1,5 мм. В случае гальванического способа металлизации качество защитного слоя во многом зависит от характера используемого электролита для цинкования.

Защитные свойства цинка можно значительно увеличить разными способами, самые распространенные из которых следующие:

пассивирование (хроматирование) – создание на его поверхности хроматных пленок химической обработкой изделий в растворах с хромовой кислотой либо ее солями;
фосфатирование - образование на его поверхности фосфатной пленки посредством обработки оцинкованных заготовок в растворах солей фосфорной кислоты;
покраска – нанесение лакокрасочных покрытий (лучшие результаты после предварительного фосфатирования).

Алексеев А.В , утверждает, что Гальваническое цинкование представляет собой электролитический метод нанесения тонкого защитного слоя цинка на изделие, поверхность которого должна быть предварительно подготовлена. Этот способ позволяет получать покрытия толщиной 5–40 мкм.

В условиях масштабного производства полосы, листа, штрипса толщина может быть увеличена до 500 мкм (0,5 мм). Непосредственно сам процесс образования покрытия заключается в осаждении на катоде (изделие, которое покрывают) положительно заряженных частиц (ионов) цинка из водных растворов его соединений (электролитов) при пропускании постоянного электротока через раствор. Применяемые аноды должны быть из цинка, так как их основное назначение – восполнять в электролите разряжающиеся на изделиях ионы. В зависимости от выбранного режима ток имеет катодную плотность в диапазоне 1–5 А/дм2.

Преимущества и недостатки цинкования гальваническим методом

Электролитический способ нанесения цинка в сравнении с другими методами цинкования наиболее распространен и обладает следующими преимуществами:

высокой производительностью;
низкой себестоимостью;
получение достаточно высокого уровня защиты изделий;
равномерностью покрытия без потеков, капель, с сохранением формы и размеров изделия;
возможностью нанесения цинка на все участки изделий с любой сложной формой, включая различные поры;
получение декоративных защитных покрытий (гладких, блестящих), не требующих дополнительной обработки.

«Так же здесь есть и недостатки, говорит Алексеев А.В» и основным является- низкая адгезия (сцепление) образуемого покрытия с изделием, требующая особой тщательности подготовки (очистки) поверхности последнего. Еще следует отметить вероятность наводораживания защищаемого металла, особенно при несоблюдении режимов гальваники цинкования, что приводит к водородной хрупкости изделия и непривлекательному виду его поверхности. Существенным недостатком этого метода является образование ядовитых и вредных для окружающей среды отходов, которые необходимо подвергать тщательной очистке.

Автор так же предлагает технологию и оборудование гальванического цинкования на производстве. На производстве электролитическое цинкование включает следующие технологические процессы, производимые с изделиями:

Очистка их от окалины, ржавчины, смазочно-охлаждающих и лакокрасочных составов. Химическая обработка в обезжиривающих и щелочных растворах.
Промывка водой в проточной ванне.
Электролитическое обезжиривание.
Промывка.
Травление в растворе воды и соляной кислоты. Позволяет удалить оставшиеся окалину и ржавчину без растворения основного металла. При этом происходит декапирование поверхности – активация перед цинкованием.
Промывка.
Травление в растворе воды и соляной кислоты. Позволяет удалить оставшиеся окалину и ржавчину без растворения основного металла. При этом происходит декапирование поверхности – активация перед цинкованием
.Само цинкование.
Промывка.
Может проводиться осветление в растворе воды с азотной кислотой для снятия окисной пленки.
Промывка.
Может проводиться фосфатирование.
Промывка.
Может проводиться пассивация электролитическим хроматированием (и/или хроматирование распылением).
Сушка.

В зависимости от типа изделия и соответствующей технологии некоторые этапы промывки могут проводиться щеточно-моечным способом. Могут быть дополнительные операции. Например, гальваническое цинкование полосы начинают с ее разматывания, сварки концов, а затем правки. Заканчивают – промасливанием и сматыванием.

В соответствии с типом покрываемых изделий и объемом производства применяют различные гальванические линии и сопутствующее им дополнительное оборудование. Эти линии представляют из себя определенную последовательность промывочных и технологических ванн, необходимых для создания однослойных либо многослойных цинковых покрытий с требуемыми функциональными свойствами. Все гальваническое оборудование по степени механизации классифицируется на:

механизированные линии с полностью автоматическим управлением;
с возможностью частичного ручного управления;
линии с полностью ручным обслуживанием;
мини-линии.

В комплект поставки линии, в зависимости от ее модели, помимо ванн входят:

poisk-ru.ru

Гальваническое цинкование — Цинковый портал

Гальваническое цинкование — технология основана на принципе работы гальванической пары. При гальваническом цинковании в качестве анода используется стальная или цинковая пластина, катодом является обрабатываемая деталь. Деталь при помощи технологических приспособлений погружается в солевой раствор цинковых соединений (электролит). Через раствор пропускается электрический ток. Происходит поляризация активных частиц (анионов, катионов). При гальваническом цинковании формирование поверхностного слоя детали производится из положительно заряженных ионов цинка, которые осаждаются на отрицательно заряженном катоде.

В зависимости от используемой соли цинка электролиты бывают:· щелочными, · нейтральными (слабощелочные), · слабокислыми, · кислыми.

Принципиальная схема гальванического цинкования

Электролитическое цинкование

Каждый электролитический раствор при гальваническом цинковании обладает характерными специфическими признаками, поэтому при выборе рабочего состава для цинкования приоритетом служат окончательные технологические параметры изделия: толщина цинкового слоя, качество сцепления покрытия с металлической основой, стойкость защитного слоя к агрессивному воздействию.

Основной характеристикой при гальванической обработке (цинковании) считается толщина защитного слоя. Толщину цинкового покрытия (от 3 мкм до 40 мкм) можно регулировать путем изменения величины различных технологических параметров электролитического процесса:· силы тока, · рабочей температуры электролита, · концентрации активных составляющих рабочего раствора.

В конструкторской документации задается не только толщина цинкового покрытия, но и цвет финишной обработки (бесцветный, желтый, черный, хаки).

Преимущества гальванического цинкования

1. Высокая степень чистоты осаждаемого покрытия. 2. Большая химическая стойкость цинкового слоя. 3. Возможность регулирования толщины покрытия. 4. Высокие механические свойства защитного слоя. 5. Надежное сцепление осаждаемого цинка с покрываемым изделием. 6. Возможность цинкования деталей различной конфигурации. 7. Презентабельный внешний вид. электролитическое цинковое покрытие

Сложности гальванического цинкования

При осаждении цинка на заданную поверхность потребляется значительное количество электроэнергии. Расход электроэнергии напрямую зависит от толщины наносимого слоя, от геометрических размеров обрабатываемых изделий и времени цинкования, технологических выходных параметров используемого оборудования (выпрямителей).

При гальваническом цинковании потребляется значительное количество воды. Это необходимо для увеличения степени чистоты обрабатываемой поверхности, улучшения процесса сцепления осаждаемого цинка со стальным основанием, придания изделию необходимого внешнего вида (согласно КД).

Дополнительная статья расходов при гальваническом цинковании связана с нейтрализацией вредных отходов, получаемых в процессе производства. Для решения этой проблемы строятся специальные очистные сооружения.

Гальваническое цинкование – распространенный и востребованный способ нанесения защитного покрытия на стальные изделия. Технология гальванического цинкования хорошо изучена и постоянно модифицируется.