Технологии, плюсы и минусы разных способов цинкования металла

Содержание статьи:

1. Процесс цинкования металла
   • Горячее цинкование
   • Гальваническое цинкование
   • Гальваническое и горячее цинкование — отличия
   • Холодное цинкование
   • Холодное и горячее цинкование — разница
2. Какой метод цинкования металла лучше
3. Цинкование в домашних условиях
   • Оборудование
   • Процесс

Цинкование — покрытие металлической поверхности слоем цинка. Главная цель процедуры — защита металла от коррозии. Нанесение выполняют на ровных участках и поверхностях с небольшим изгибом, на которые не приходятся механические нагрузки.

При сквозном повреждении слоя, противокоррозионные свойства оцинковки утрачиваются. Но под воздействием кислорода, постепенно формируется новая антикоррозийная пленка из гидроксида цинка. По этой причине, труба оцинкованная, даже при точечном разрушении покрытия, служит дольше, чем аналог без ОЦ.

Процесс цинкования металла

Основные технологии цинкового нанесения — горячая, холодная и гальваническая. Газотермический метод подразумевает напыление порошка цинка на заготовку с большой скоростью с помощью источника открытого пламени. При термодиффузионной методике, цинкование производят в насыщенной цинковым порошком среде — в электромагнитном поле и под высокими температурами.

При выборе любого способа, срок службы оцинкованных труб холодного водоснабжения и ГВС возрастает. Цинк и защищаемый им металл образуют гальваническую пару. Из-за повышенного электроотрицательного заряда цинка, влага и другие разрушающие воздействия приходятся на него, а не основу.

Горячее цинкование

При температуре около +450-540 °C, металлоизделие погружают в ванну с расплавленным цинком. Затем, удаляют из емкости и щетками или паром снимают избыток цинка.

Типовая толщина покрытия на трубе из оцинковки составляет 45-65 мкм. Но возможная толщина слоя — 40-100 мкм и более. Адгезия, за счет образования связей на уровне кристаллической решетки, высокая.

Способ подходит только для средних и крупных элементов простой формы. Причина — покрытие неравномерное и толстое. Создать тонкую пленку до 30-40 мкм, необходимую, например, высокоточным деталям, нельзя.

Гальваническое цинкование

Заготовку опускают в электролитный раствор с анодами (цинковыми пластинами). Через раствор пропускают электроток. Покрытие образуют ионы, отделяющиеся от анодов под воздействием электрического заряда. Ионы оседают на основном металле, являющимся катодом.

Толщина пленки — 6-20 мкм (20 мкм — максимально). Метод обеспечивает высокую адгезию, равномерность и монолитность (без пор, пузырьков воздуха) покрытия. Обрабатывать можно детали сложной формы. Но из-за малой толщины слоя, способ подходит только для элементов, которые не будут сталкиваться с механическими воздействиями и агрессивной средой.

Гальваническое и горячее цинкование — отличия

Методы различны по проводимым технологическим операциям и по предоставляемому результату. Срок службы оцинкованных труб, защищенных горячим и гальваническим способом, окажется разным.

Холодное цинкование

На подготовленную (очищенную, обезжиренную) поверхность с помощью краскопульта, валика или кисти наносят состав, 85-96% которого — цинковый порошок. В другом случае, деталь опускают в ванну с цинковым составом.

Толщина слоя — до 120 мкм. Цинк не расплавляют, заготовку — не нагревают: процедура окрашивания простая и быстрая. Работы можно проводить при температуре от -20 °C до +40 °C, в том числе, в полевых условиях.

Для высокоточных деталей и при необходимости в равномерном защитном покрытии, методика не подходит. Равномерно распределять состав, используя любой инструмент, невозможно.

Холодное и горячее цинкование — разница

В обоих случаях покрытие — толстое и сравнительно (с гальваническим слоем) неравномерное. Ключевое отличие заключается в условиях, необходимых для проведения оцинковки:

• Для горячего цинкования обязателен демонтаж металлоконструкции и ее доставка в помещение с технологической ванной;
• Выполнить холодное цинкование, например, с помощью кисти или краскопульта, можно, не демонтируя элемент. Процесс безопасный — операций, связанных с высокими температурами, нет.

Из-за разного расхода времени и цинкового состава, горячая методика предпочтительна для оцинковки в промышленных объемах. Окрашивание разовых больших и серийных партий металлоизделий даже краскопультом — нецелесообразный (долгий и финансово невыгодный) процесс.

Какой метод цинкования металла лучше

Однозначно сказать, какая технология лучше, нельзя. Выбирать способ нужно, учитывая требования к покрытию и защищаемому металлоизделию:

• Адгезия цинка и основного металла. Разные методы обеспечивают различную прочность фиксации противокоррозионного слоя. Если изделие подвергается трению или вибрациям, параметр имеет первостепенное значение;
• Толщина покрытия. Чем толще пленка, тем лучше защита от коррозии. Но для особо точных деталей важнее не выходить за заявленные показатели диаметра и прочих размеров.

Если труба ОЦ будет эксплуатироваться в особо сложных условиях, например, для перемещения агрессивной химии, выбираемый способ оцинковки должен обеспечивать наибольшую равномерность покрытия по всей площади отрезка.

Цинкование в домашних условиях

Полезную информацию для предприятий и частных лиц, интересующихся оцинковкой, содержат ГОСТ 9.305-84 и ГОСТ 9.307-89.

Самостоятельно оцинковать металл можно, но не всеми способами. Недоступно, например, создание защитного слоя по термодиффузионной технологии. «Домашние» покрытия — неравномерные и толстые.

Для маркировки стальных изделий используйте краску или маркер на водной основе. Не используйте масляную краску!

Оборудование

Обязательные химически стойкие СИЗ — фартук, очки, перчатки, допустим, из нитрила. Кроме них и подвесов для металлоизделий, понадобятся:

• Источник цинка — цинковые аноды. При наличии электролита с растворенным цинком, можно использовать стальную пластину;
• Ванна для электролита — стойкая к химическим реагентам стеклянная или пластиковая емкость;
• Источник постоянного тока — регулируемый лабораторный блок питания, АКБ автомобиля. Параметры источника — ток 1-10 А, стабильное напряжение — 6-12 В.

Процесс

Этапы работ:

1. Подготовка. Обезжирьте и очистите металлические поверхности. При необходимости, зашлифуйте их. Пятен коррозии, жира и других загрязнений быть не должно. В ином случае, адгезия будет низкой.
2. Протравливание. Снимите поверхностный слой металла, используя серную кислоту или другую разрушающую кислую среду. Операция необходима для формирования оксидной пленки. Она хорошо сцепляется с цинком.
3. Просушка. Начинайте работы, только после того, как металлоизделие «отдохнет» в течение нескольких дней.
4. Цинкование. Включите источник тока. Разогрейте порошок цинка до температуры +450-500 °C. Масса металла должна быть жидкой и однородной. Опустите деталь в ванну. Доставайте изделие из емкости только после того, как смесь заполонит все щели, углы, отверстия и поры элемента.
5. Просушка. Оставьте деталь сохнуть при комнатной температуре. Ускорять процесс отверждения слоя, используя фен, другой источник холодного или горячего воздуха, не нужно. Это негативно отразиться на прочности покрытия и адгезии с основой.

«Домашняя» оцинковка имеет низкую стойкость к истиранию и механическим воздействиям. Поэтому дополнять ее рекомендуется лакокрасочным слоем. Для труб и других металлических изделий, следует выбирать порошковую краску.

Автор статьи

Павлов Артём Иванович

Руководитель отдела продаж,
эксперт по технологическим трубопроводам

Понравилось?

Расскажите друзьям:

Задать вопрос автору статьи

Оцинкованная труба

Оцинкованный лист

Оцинкованный рулон

Услуги из статьи

Цинкование металла