В строительной сфере и промышленности наблюдается тенденция перехода от металлических материалов к высокопрочным пластикам и современным композитам. Связано это с тем, что синтетические заменители приближаются по характеристикам к стальным сплавам, но при этом они избавлены от недостатков металла, одним из которых является коррозия. В то же время полный отказ от традиционного материала возможен далеко не во всех отраслях, поэтому сохраняют актуальность и средства, позволяющие устранить процессы ржавчины. Одной из самых популярных методик этого типа является горячее цинкование, которое формирует на поверхности изделия долговечный и надежный защитный слой.
Принцип защиты оцинковкой
После прохождения ряда подготовительных процедур изделия или конструкция подвергаются нанесению расплавленным цинком. Обычно это делается путем окунания заготовки в жидкую массу таким образом, чтобы заполнялись все поры металлической структуры. Есть и некоторые нюансы, которые надо учитывать, перед тем как выполнять горячее цинкование. Технология предполагает, что высокая анодность цинка по отношению к основному металлу будет способствовать самостоятельному проникновению цинка в структуру материала уже в процессе эксплуатации изделия. Скорость заполнения непокрытых участков составляет в среднем 2 мм за год.
Однако места с резьбой и гайками могут в дальнейшем стать источниками развития коррозии. Предотвратить такие процессы можно при помощи изначального использования метизов с защитой от ржавчины. Это особенно важно учитывать, если выполняется горячее цинкование металлоконструкций, болты в которых несут высокую силовую нагрузку.
Подготовка к операции
На этапе подготовки главной задачей является очистка поверхностей изделия и обеспечение потенциальной однородности в реакциях цинка и железа при погружении в емкость с активной массой. Достигается это посредством нескольких технологических этапов, среди которых обезжиривание и промывка. В дальнейшем последуют операции травления и флюсования. Обезжиривание сводится к удалению частиц грязи и масла – от этого будет зависеть эффективность проникновения цинка в структуру металла.
Как правило, данную операцию осуществляют посредством обезжиривающих реагентов, чтобы в дальнейшем получить качественное горячее цинкование. Технология выполнения промывки реализуется после обезжиривания. На этой стадии важно убрать все излишки, которые использовались при избавлении поверхностей от следов масла. В частности устраняется пена от растворов и реагентов, которые растворяют химию.
Травление заготовки
Данную процедуру также можно отнести к этапам очистки металлической поверхности. Но если в предыдущих случаях материал избавлялся от налетов грязи и масла, то в этот раз придется иметь дело с окалиной, формирующейся при термической обработке. В процессе травления используется соляная кислота, химическое действие которой позволяет получить не просто чистую, но и блестящую поверхность. Практически каждый завод горячего цинкования разрабатывает собственные уникальные рецепты активных сред, которые в разных пропорциях могут предусматривать включение ингибиторов для устранения гидроксилов и окислов. Соблюдение четких пропорций необходимо по той причине, что кроме окалины такие растворы также влияют на структуру основы. Поэтому технологи стремятся ограничивать чрезмерное действие химии на металл, предотвращая и риски водородного насыщения.
Флюсование
В процессе флюсования выполняется несколько задач. Главной из них является завершение подготовки металлической поверхности к основным процедурам оцинковки. В частности происходит растворение оксидов, которые могут повторно формироваться в ходе промывки. Кроме того, флюсование обеспечивает защиту материала за счет пассивированной пленки. Данное покрытие в некотором роде начинает создание защитной базы, которое в дальнейшем продолжит горячее цинкование металла, и в частности его внутренней структуры. Но если цинк будет оберегать материал от внешних воздействий в процессе его использования, то пассивированный слой предотвращает окисление в рамках проведения оцинковки, и в то же время повышает смачиваемость расплавленной массой.
Этап оцинковки
На этой стадии происходит погружение изделия в ванну, в которой находится расплавленный цинк. Процессы, которые выполняются на этом этапе, будут представлены разрушением флюса и взаимодействием структур двух металлов. Длительность погружения зависит от размеров конструкции. Обычно на это уходит от 5 до 10 мин. Гораздо важнее определить оптимальную скорость погружения и извлечения заготовки. Например, горячее цинкование с медленной скоростью погружения будет способствовать освобождению металла от предварительно нанесенного пассивированного покрытия.
С другой стороны, высокая скорость приводит к захвату остатков солей на поверхности, что неизбежно понижает качество результата. Оптимальная же скорость выбирается исходя из размеров объекта, длительности погружения и характеристик поверхностей.
Контроль качества горячего цинкования
В основном о качестве полученного изделия судят по двум характеристикам: прочности и толщине покрытия. Для оценки по этим параметрам специалисты выполняют анализ резьбовых соединений и сварных узлов, которые считаются наиболее уязвимыми с технической точки зрения участками. Что касается проверки толщины, то здесь следует опираться на требования, которые предъявляет ГОСТ. Горячее цинкование в соответствии с нормативами должно быть выполнено таким образом, чтобы толщина в местах, удаленных от накатки, углов и резьбы на 5 мм, соответствовала проектным. Конкретные значения параметров слоя определяются исходя из требований к конкретному изделию, но метод проверки должен осуществляться именно на свободных участках.
Сколько стоит горячее цинкование?
В среднем стоимость горячего цинкования составляет 30-35 тыс. руб. за 1 т. При этом встречаются и отклонения от данного коридора, если речь идет о нестандартных заказах. Влияет на ценник и состояние изделий. Нередко предприятия предлагают полный цикл обслуживания, что подразумевает многоступенчатое горячее цинкование. Цена полного цикла, в котором будут и подготовительные операции, может достигать и 50 тыс. За эту сумму, как правило, предлагается использование качественных реагентов, сушка обработанных изделий в специальных камерах и подтверждение качественно выполненной работы экспертной документацией.
Преимущества и недостатки метода
Для крупных производств, которые работают с большими объемами металлопроката, этот способ защиты от коррозии является оптимальным в первую очередь по экономическим соображениям. Кроме того, технология дает надежный барьер перед процессами коррозии и в то же время не снижает показатели тепло- и электропроводности материала. Что касается недостатков, то горячее цинкование металлоконструкций требует высокого расхода компонентов для активной массы и тщательной организации общего процесса обработки. К минусам горячего цинкования можно отнести и ограничения его применения по отношению к мелким деталям – тонкий слой в данном случае наносить просто нецелесообразно.
Заключение
Технология защиты металла цинкованием используется достаточно много лет, и по сей день ей нет достойной альтернативы. Распространенность метода обусловлена тем, что горячее цинкование качественно справляется с главной задачей – предотвращением образования ржавчины. Этот надежный способ себя зарекомендовал и в промышленности, и в строительстве.
Там, где на первый план выходят именно вопросы достижения прочности и долговечности металлических конструкций, себя оправдывает и покрытие цинком.
