Горячее цинкование — покрытие металла (обычно железа или

Горячее цинкование металлических конструкций
Одним из наиболее простых и экономичных способов защиты металлических
конструкций от негативного воздействия коррозии является горячее цинкование. Как
показывает практика, срок службы металлических изделий, покрытых цинком, составляет
от 50 до 65 лет. Сегодня цинковые покрытия широко применяются практически во всех
областях промышленности, где требуются долговечность и надежность
металлоконструкций. При горячем цинковании защищаемый металл погружают в ванну с
расплавленным цинком, температура которого составляет около 450 0С.
Цинковое покрытие образуется в результате реакции между сталью и цинком, при
которой образуется сплав. Реакция цинкования между цинком и сталью происходит в
расплавленном цинке, при температуре в 445 - 460 °C. При данной температуре
происходит быстрая реакция между сталью и цинком. При горячем цинковании изделие
выдерживают в ванне с расплавом от трех до десяти минут. По окончании реакции
изделие достают из цинкового сплава. Хотя цинковое покрытие уже образовалось,
изменение его внутренней структуры продолжается до тех пор, пока температура стали не
упадет до нормальной.
Слой цинка, образующийся при погружении стального изделия в расплавленный
цинк, покрывает это изделие со всех сторон, а также распределяется по внешней и
внутренней стороне трубчатых изделий. Данное покрытие приплавлено к стальной
поверхности, образуя сплав цинка и стали. Такое соединение создает устойчивое,
долговременное и непроницаемое покрытие, защищающее сталь при помощи
электрохимической системы.
В основе всех систем, применяемых для предотвращения коррозии, лежит либо создание
защитного барьера либо образование гальванического элемента. Горячее цинкование
сочетает в себе обе вышеупомянутые составляющие, при этом является более
эффективным в области защиты металлического изделия от коррозии. Толщина цинкового
слоя колеблется от 30 до 100 мкм, обычно - от 45 до 65 мкм.
Для получения хорошего защитного покрытия важную роль играет качество и
температура цинка, качество стали, предварительная подготовка поверхности,
продолжительность погружения, скорость погружения, скорость поднятия, режим
охлаждения.
На поверхности изделий не должно быть металлической стружки, краски, брызг
электродного металла, расслоений, трещин, закатанной окалины, коррозионных
повреждений, усадочных раковин; заусенцев на торцах труб и кромках элементов изделий
и отверстий и других загрязнений (песка, глины и т.п.); сварные швы не должны иметь
следов шлака, остатков флюса, пористости, свищей и других дефектов.
В соответствии со стандартом EN 10025, горячему цинкованию можно подвергать
практически все виды стали. Однако, совсем не одинакового качества получается
поверхность материала, которая поддается цинкованию (по гладкости, толщине, блеску,
адгезионной способности и прочее). Насколько качественное покрытие получится,
зависит от непосредственного химического состава исходного материала (стали), в
частности от содержания:
кремния;
фосфора;
углерода.
Суммарное же содержание кремния и углерода ни в коем случае не должно быть больше
0,5% от общей массы стали. На практике рекомендуется подвергать горячему цинкованию
только ту сталь, которая содержит не более 0,25% кремния (оптимальный вариант – от
0,15 до 0,24%%), серы и фосфора до 0,030 % каждого.
Сравнительный анализ методов цинкования:
Параметры сравнения
Метод
Достоинства
цинкования
Недостатки
Область
применения
Толщина
покрытия,
мкм
Срок службы
покрытия, лет
Слабая
адгезия и
пористость
Равномерное,
Гальваничесблестящее,
кое
декоративное
цинкование
покрытие.
Малые детали, не
подверженные
20-30
воздействию
Необходимос
агрессивных сред
ть
покрытия
2-3
очистных
сооружений
Крупногабаритны
Пористость
е конструкции,
Подходит для
покрытия
Металлизапри
От 30 до
обработки
ция
невозможности
200-300 и
крупногабаритн
(распыление)
Большие
выполнить
выше
ых конструкций
потери цинка горячее
цинкование
Холодное
цинкование
Механическое
цинкование
(плакирование)
Покрытие
чувствительн
ок
механическим
воздействиям
Для ремонта
повреждений в
других типах
Простота
цинковых защит и
Высокие
для защиты
поверхности
технологические
Малая
стальных изделий
показатели
от ржавчины (до
долговечност введения в
эксплуатацию)
ь покрытия
Применяется,
Однородная
главным образом,
толщина
в электронной
покрытия (в том н/д
промышленности
числе на деталях
или для деталей
очень сложной
малых размеров
н/д
В комбинации с
лакокрасочным
покрытием — 30
и более лет.
Однако требуется
восстановление
лакокрасочного
покрытия каждые
5-7 лет
5-6
Обычно 1215, но может н/д
быть и до 75
формы)
Отсутствует
риск
охрупчивания
водородом
Отсутствие
декоративных
Высокое
качество
Термодиффуз
покрытия
ионное
цинкование
Экологическая
безопасность
Высокое
качество и
долговечность
Горячее
цинкование
покрытия
Короткие сроки
выполнения
работ
свойств
Используется в
тех случаях, когда
достаточно
получить
однородную и
15-60
тонкую пленку
При малых
толщинах (до
30
Для деталей очень
мкм)появлени
сложной формы
е бурого
налета
Имеет ряд
ограничений
к
применению
Очень широкая
область
Образует
применения (в том
наплывы,
числе
заливающие
конструкции, к
резьбовые
которым
40-200
соединения
предъявляются
повышенные
Не очень
требования по
высокая
коррозионной
стойкости)
равномерност
ь
10-15
До 50 и более
покрытия
В Европе около 90% строительных конструкций защищено от коррозии, а в
городской инфраструктуре, железнодорожном и дорожном строительстве эта цифра
достигает 100%. При этом через горячее цинкование проходят более 5% всех стальных
конструкций. В качестве подтверждения распространенности данного метода приведем
следующие данные:
•
•
•
•
•
•
Германия имеет 180 заводов цинкования на 90 млн. населения;
Италия — 64 завода на 50 млн. населения;
Голландия — 20 заводов на 16 млн. населения;
Испания — 48 заводов на 46 млн. населения;
Россия — 20 заводов на 142 млн. населения;
Беларусь — 2 завода на 10 млн. населения.