Холодное цинкование металла технология

Где применяют холодное цинкование и что это такое?

Холодное цинкование металла технология

Металлические детали, содержащие железо, в процессе эксплуатации могут подвергаться воздействию коррозии. Для защиты металла от ржавчины проводят холодное цинкование, но многие не знают, что это такое. Это метод защиты металла от коррозии, который заключается в покрытии заготовки цинком.

Холодное цинкование

Суть и назначение

Купить оборудование для цинкования не всегда возможно. Когда применение популярных методов покрытия цинком не представляется возможным, мастера проводят холодное цинкование металлического покрытия. На поверхность наносится холодный цинк. При такой обработке на металле формируется защитный слой, предотвращающий коррозию. Свойства и технические характеристики состава не уступают обычным.

Цинкование проводят при широком диапазоне температур окружающей среды от -20°С до +40°С.

Особенности технологии

Холодное цинкование металла — способ нанесения цинкосодержащего состава на материал. Качество регламентирует ГОСТ 9.305-84. В нем указаны требования к составам и характеристикам поверхностей. Оцинкование холодным методом проводят на любых металлических деталях, кроме стальных конструкций высокого качества и сплавов, содержащих магний.

Подготовка заготовки:

  1. Удаляются загрязнения разного вида, остатки окислений и солей, а также участки разрушения металла.
  2. Проводится обработка поверхности путем шлифования абразивом крупной фракции, песком под давлением. В результате снимают слой металла, подвергшийся воздействию коррозии, тем самым получая покрытие нужной шероховатости.
  3. При ручной чистке с металла удаляют остатки заусенцев с острых кромок.
  4. Стружку сдувают струей сжатого воздуха.

Детали не должны иметь жировых пятен. Они удаляются растворителем и бензином. ГОСТ регламентирует следующее:

  • количество и размеры пылевых частиц на металле;
  • при люминесцентной проверке поверхности выявляется уровень обезжиривания;
  • шероховатость проверяют профилометрами и компараторами.

После проверки уровня качества поверхности на нее наносят состав, содержащий цинк. При обработке необходимо обращать внимание на рекомендации производителя, который указывает на температуру окружающей среды.

При этом температура поверхности должна быть на 3°С выше, чем выявленная точка росы. Если мастер не будет соблюдать данное требование, при нанесении состава уровень адгезии будет низкий.

Чтобы определить точку росы применяют гигрометры и психометрические таблицы.

Цинкосодержащую краску наносят в несколько слоев. При этом необходимо выждать время, чтобы высох первый слой. Состав накладывают равномерно. Для этого применяют краскопульты или безвоздушный метод.

При помощи кистей или валиков производят покрытие на небольших участках. Толщину слоя цинкового состава рекомендуется проверять специальными приборами.

Также необходимо проводить осмотр поверхности после оцинкования на наличие дефектов и брака покрытия.

Подготовка металла ( Instagram / max_gor_)

Виды

Нанесение цинка для защиты от коррозии выполняют следующими способами:

  1. Горячий. При этом получаются поверхности высокого качества. Процедуру выполняют в расплаве цинка, а при очистке металла применяют сильные реагенты. Отличается высокой экологической опасностью. Заготовку очищают от загрязнений, обезжиривают и опускают в ванну с жидким цинком. Затем деталь продувают сжатым воздухом. При этом удаляется излишек цинка и просушивается покрытие. Недостатком считают ограничение размеров заготовок.
  2. Холодное цинкование. Можно проводить в домашних условиях, без применения дополнительного оборудования. На деталь наносят цинкосодержащий состав, при этом используют валики, кисточки и пневматический инструмент. Недостатком считается низкая устойчивость покрытия к повреждениям.
  3. Гальваническое нанесение. При помощи данного способа получают слой необходимой толщины, с высоким качеством и устойчивостью к разрушению. Электрическое воздействие позволяет получить молекулярные связи металла на высоком уровне. Перед обработкой необходимо удалить с поверхности все загрязнения. Недостатком считают высокую себестоимость процесса, а также экологическую опасность электролита.
  4. Термодиффузионный способ нанесения. Деталь и цинкосодержащий состав помещают в герметичный контейнер при высокой температуре до 2600°С. В таких условиях частицы цинка переходят в газообразное состояние и проникают в поверхностный слой детали. При этом получают покрытие до 15 мкм. Недостатком считается низкая производительность, отсутствие блеска на покрытии, а также неоднородность толщины покрытия.
  5. Газотермический метод. При этом процессе цинк напыляется на металлическую заготовку в составе газовой смеси. Данный способ применяют для больших деталей. Покрытие отличается высокой прочностью.

Составы для проведения работ

В процессе необходимо применять специальный материал, который содержит цинк. При нанесении применяют специальный состав для холодного цинкования:

  1. Гальванол. Отличается от аналогов высокой адгезией к поверхности детали, скоростью нанесения. Применяется при температуре от -30°С до +50°С, а также высокой влажности. Можно покрывать металл с коррозией.
  2. Цинотан. Применяется в любых климатических зонах страны. Сохраняет свои защитные свойства при контакте с кислотами и солями.

Гальванол ( Instagram / birgroupcompany)

Преимущества

Если нет возможности применять распространенные методы нанесения цинка, на помощь приходит холодная оцинковка. В результате получают покрытия с улучшенными техническими характеристиками. Преимущества метода:

  • высокие адгезионные свойства цинкосодержащего состава;
  • данный метод позволяет получать покрытия для деталей любой сложности;
  • предварительная подготовка не требует затрат;
  • при нанесении применяют валики, кисти, а также краскопульт;
  • применение метода не требует демонтажа заготовки и перемещения до места выполнения обработки;
  • широкий температурный диапазон.

К недостаткам относят низкую устойчивость покрытия к механическим повреждениям.

Обработка

При нанесении покрытия в домашних условиях применяют цинк в виде краски. Нанесение производят при помощи валиков, кистей и краскопультов (при наличии сжатого воздуха). Перед обработкой необходимо провести очистку детали от загрязнений.

Для получения покрытия высокого качества необходимо:

  • тщательно перемешать состав с цинковым порошком;
  • очистить заготовку от коррозии, а также удалить дефекты;
  • нанести первый слой, а затем через 30 минут второй;
  • финишное покрытие выполняют через 24 часа.

Самым популярным способом защиты металлических поверхностей от коррозии считают нанесение цинка. При горячем или гальваническом методе детали не подвергаются разрушению до 50 лет. Холодное цинкование произведенное своими руками позволяет нанести стойкое покрытие, которое длительное время будет защищать деталь от коррозии.

Описание технологии холодного цинкования металлоконструкций

Холодное цинкование металла технология

Изделия из сплавов железа под действием влаги и воздуха подвергаются коррозии. С целью защиты от нее поверхности стальных конструкций покрывают составом на основе цинка.

До недавнего времени использовали три варианта защитного покрытия:

  1. горячее цинкование – окунание металлических изделий в расплав на основе цинка;
  2. напыление частиц расплавленного цинкового состава;
  3. термическая диффузия цинкового порошка, нанесенного на поверхность, при высоком температурном режиме.

Все эти способы трудоемки, нуждаются в наличии особого оборудования и могут использоваться не для всех металлоконструкций, т. к. имеют ограничения по их размерам.

Альтернативой этим методам цинкового покрытия является технология холодного цинкования.

Что такое холодное цинкование

Под холодным цинкованием понимают покрытие стальной поверхности цинкосодержащим составом обычным способом нанесения красок, лаков и других материалов. В составе таких покрытий основным компонентом является цинковый порошок, имеющий высокодисперсную структуру.

Цинк, окисляясь при соприкосновении с воздухом и влагой, сначала берет на себя их разрушающее действие, отвлекая от разрушения железа в сплавах, а затем образует прочную пленку, механически препятствующую проникновению влаги и служащую коррозионной защитой металла.

Преимущества холодного цинкования металлов

Технология холодного цинкования дает немало преимуществ:

  • она проста в исполнении;
  • не нуждается в сложной технике и специальных площадях, как при способе горячего покрытия;
  • покраску можно проводить на изделиях любых размеров без их демонтажа и прямо на месте их расположения;
  • метод дает возможность проведения покраски в диапазоне температур от -20оС до +40оС;
  • обеспечивает качественную защиту в течение срока эксплуатации;
  • обладает высокими эксплуатационными характеристиками: износостойкостью, высоким сцеплением с покрываемым основанием, механической и термической устойчивостью, способностью к самовосстановлению.

Физико-химическое объяснение процесса холодного цинкования

В основе предотвращения коррозии металлических поверхностей методом холодного покрытия цинковым составом лежит катодная защита сплавов с помощью заимствованных у цинка электронов. Суть ее состоит в том что, подвергаясь окислению, цинк защищает тем самым от коррозии железо или его сплав.

Образование ржавчины FeO (OH) происходит таким путем:

  1. В результате коррозии молекулы металла разлагаются на отрицательные электроны и положительные катионы. Схема этой реакции такая: Ме = Ме z+ + z e-
  2. Свободные электроны, взаимодействуя с кислородом и водой, образуют щелочную группу (ОН-): О2+2 Н2О+4е- = 4ОН-
  3. Ионы этой группы вступят в реакцию с катионами, образуя устойчивое соединение: х Ме z+ + у ОН- = Ме х (ОН)у
  4. В случае железа это FeO (OH) – ржавчина.

При реакции окисления другого металла, в данном случае цинка, входящего в состав защитного состава, образование электронов, необходимых для восстановления молекул кислорода, он берет на себя, а железо перестает окисляться.

Важным условием является обеспечение электронной проходимости между цинком и железом, без этого перемещение образующихся в цинке электронов к железу невозможно.

Объяснение антикоррозионной стойкости цинкового состава при нанесении его стальную (железную) поверхность лежит в низком электрохимическом потенциале цинка по сравнению с железом. Этот показатель у цинка равен -760 мВ, а у железа – -440 мВ.

При наличии влаги цинк становится анодом по отношению к железу (катоду), отдающим ему электроны: Zn-2e*Zn2+, +> 2OH –

Уменьшение протекания процесса коррозии железа происходит за счет влияния щелочной группы (ОН-), которая нейтрализует окислительный процесс.

Причиной использования цинка в роли защитного слоя для стальных поверхностей является то, что он подвержен коррозии намного медленней железа во многих средах.

Цинковые холодные покрытия имеют два вида защиты:

  • протекторной, в случае отдачи электронов цинка катоду железа;
  • барьерной, защищающей на подобии обычной краски.

Протекторная защита осуществляется на первоначальной стадии после нанесения состава, когда оно еще не сформировалось в виде устойчивой пленки и имеет пористый характер, позволяющий влаге достигать до стальной(железной) поверхности. Это обеспечивает условия для протекания электрохимической реакции между железом и цинком. Дальше, по мере образования солей цинка, заполняющих поры, образуется защитная пленка, и характер защиты становится барьерным.

Важным свойством цинковой пленки является способность к самостоятельному восстановлению, если целостность ее случайно нарушается. Попавшая внутрь влага вновь провоцирует электрохимическую реакцию, которая протекает, пока не образуется новая пленка, восстанавливающая целостность покрытия.

Этапы технологии холодного цинкования металлов

Соблюдение всех этапов работ по цинковой защите металлических поверхностей является залогом их хорошего качества.

Этапы работ должны включать:

  • осмотр рабочей поверхности и выбор способа покраски;
  • подготовка поверхностного слоя к оцинковке;
  • проведение холодного цинкования;
  • контроль нанесенного цинкового слоя на качество.

Сначала нужно осмотреть и оценить площадь, которую предстоит покрыть защитным слоем, чтобы выбрать рациональный способ выполнения покраски и заготовить необходимый объем материалов и нужных инструментов.

Ответственным этапом является качественная подготовка самой поверхности. Она включает: очистку от пыли и грязи, удаление с помощью абразивной обработки старого покрытия, небольших неровностей и ржавчины, а также придания поверхности шероховатого вида.

При наличии жировых пятен нужно провести обезжиривание с помощью специальных растворителей. После абразивной обработки следует удалить все следы абразива, если была использована гидроабразивная обработка, то поверхность нужно просушить путем обдувки сжатым воздухом.

Важно: Нанесение покрытия на основе цинка должно проводиться на сухую, очищенную поверхность!

Цинкование металлоконструкций должно проходить при температуре, указанной в характеристиках применяемого состава. При этом нужно не допускать образование конденсата сверху металла.

Окраску проводят нанесением средства кистью, распылением или путем окунания в приготовленный состав. Наносить покрытие лучше в несколько слоев, предварительно просушивая их.

После просушки цинковое покрытие нужно оценить на качество путем визуального осмотра и специальных устройств контроля. Визуально оценивается декоративная привлекательность поверхности: отсутствие неокрашенных мест и дефектов.

С помощью устройства проверяется толщина защитного слоя и его адгезия к конструкционной поверхности.

:

Составы используемые для цинкования

Защитные цинковые продукты, которые представлены в ассортименте материалов, подразделяют по характеру связующего компонента. Они бывают двух типов: с органическим и неорганическим связующим веществом.

Органические содержащие цинк покрытия бывают:

  • эпоксидными;
  • уретановыми;
  • алкидными;
  • хлоркаучуковыми.

Неорганические покрытия представлены силикатными материалами, содержащими цинк.

Составы для холодного цинкования подразделяют по количеству отдельно упакованных веществ, подлежащих смешиванию. Они могут состоять из одного, двух и трех отдельно упакованных компонентов.
Органические составы являются в основном однокомпонентными, поэтому они удобны в использовании и имеют длительный срок защитной способности.

Неорганические силикатные покрытия отличаются своей долговечностью, независимо от толщины покрытия. Но существенным недостатком силикатных покрытий является необходимость выполнения высокого качества подготовки стальных поверхностей перед покрытием.

Независимо от разновидности состава покрытия его качество во многом зависит от основного цинкового компонента, представляющего мелкодисперсный порошок.

Сухая пленка в соответствии с международными стандартами должна содержать не меньше 94% цинкового порошка при размере его частиц от 12 до 15 мкм и 88% – при величине частиц от 3 до 5 мкм.

Параметры частиц и количественное содержание цинка определяют основную роль в качестве покрытия.

:

Область применения краски холодный цинк

Благодаря удобному применению холодного способа нанесения цинкового состава и надежности покрытия, такая технология имеет широкие области применения. Краска холодный цинк используется:

  1. Для покрытия черных металлов, которые применяются в конструкциях, эксплуатируемых в открытых атмосферных условиях, при холоде и жаре, а также в условиях морского климата. Например, такое защитное покрытие применяют для конструкций мостов, строительных металлических сооружений.
  2. Для труб различного назначения, в том числе и газопроводов.
  3. Для защиты резервуаров, а также изделий бытового назначения.
  4. Для окраски отопительных радиаторов, водопроводных труб.

Такую краску иногда применяют в качестве грунтовки перед нанесением отделочной краски, но в основном в качестве самостоятельного поверхностного покрытия.

Вывод

При правильном выборе высококачественных лакокрасочных материалов на основе цинка. Тщательной предварительной подготовке поверхностного слоя к работе. Ее проведении с соблюдением технологии холодного цинкования металлов, срок эксплуатации оцинкованных конструкций и изделий не ниже, чем при покрытии горячим способом.

:

Холодная цинковая защита может применяться в любых доступных местах, в том числе и на производственных площадках, как для полной, так и частичной покраски стальных изделий и в этом ее преимущество.

Холодное цинкование металла: технология, ГОСТ, популярные составы

Холодное цинкование металла технология

Холодное цинкование – это методика, при помощи которой поверхность металлического изделия можно эффективно защитить от воздействия коррозии. Суть данной технологии заключается в том, что на металл наносится специальная смесь, в химическом составе которой в большом количестве содержится цинк.

Холодное цинкование магистрального газопровода

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к процессу холодного цинкования можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже. ГОСТ 9.305-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические
Скачать

Альтернатива традиционным методам цинкования

Оцинковка, по мнению большинства специалистов, является одним из лучших способов коррозионной защиты металлических конструкций.

Применение методов гальванического и горячего цинкования позволяет обеспечить антикоррозионную защиту металлу на десятки лет (до полувека).

Между тем применять такие методы цинкования не всегда представляется возможным, так как это требует значительных финансовых вложений в специальное оборудование и технологическую оснастку.

Во всех случаях, когда использование традиционных способов покрытия металла слоем цинка связано с определенными сложностями, хорошей альтернативой является холодное цинкование металла.

При холодном поверхностном цинковании на металлическое изделие наносится цинкосодержащий состав.

В результате такой обработки формируется слой, антикоррозионные свойства которого почти ничем не уступают характеристикам покрытий, полученных другими методами цинкования.

К наиболее значимым преимуществам, которыми обладает технология холодного цинкования, надо отнести следующие.

  • Краска, используемая для холодного цинкования, отличается хорошей адгезией как по отношению к поверхности обрабатываемого изделия, так и к покрытиям любого другого типа.
  • Конструкции, оцинковывание которых выполняется с помощью холодного метода, могут иметь любые геометрические параметры и формы.
  • Метод холодного цинкования не требует значительных финансовых затрат для подготовки изделий к обработке.
  • Металлические детали, которые были подвергнуты оцинковке по данной технологии, хорошо поддаются свариванию.
  • Состав для холодного цинкования может наноситься даже в домашних условиях, для чего можно использовать краскопульт, малярный валик или даже обычную кисть.
  • Такой способ покрытия металла цинком не требует демонтажа обрабатываемой конструкции, нет необходимости транспортировать ее к месту выполнения обработки, а затем доставлять обратно и выполнять монтаж.

Оцинковка, проводимая по холодной технологии, отличается еще одним значимым преимуществом. Заключается оно в том, что осуществлять такой процесс можно в достаточно широком интервале температур: от –20 до +40°.

Между тем цинковый защитный слой, полученный по данной технологии, характеризуется недостаточно высокой устойчивостью к механическим повреждениям, что можно считать недостатком такого метода цинкования.

Однако, учитывая тот факт, что поврежденное покрытие в любой момент можно восстановить, используя состав для холодного цинкования, такой недостаток можно считать незначительным.

Используемые составы

Холодная оцинковка может выполняться с применением различных составов, выбор которых делают в зависимости от целого ряда факторов. Применяются такие смеси как в производственных условиях, так и для того, чтобы выполнить холодное цинкование своими руками в домашних условиях.

Одним из наиболее популярных цинкосодержащих составов, при помощи которого выполняется холодное цинкование металлоконструкций, является «Гальванол». Этим средством можно обрабатывать как наружные, так и внутренние части металлических конструкций, элементы оборудования различного назначения.

Фасовка состава для холодного цинкования «Гальванол»

«Гальванол», который относится к категории однокомпонентных смесей, представляет собой жидкий раствор, содержащий электролитический цинк высокой чистоты, а также связующие компоненты и летучие соединения. «Гальванол» обеспечивает очень высокую степень защиты изделия при холодном цинковании.

К значимым достоинствам, которыми обладает «Гальванол», следует отнести:

  • хорошую адгезию с поверхностями изделий, изготовленных из черных металлов;
  • быстроту и легкость нанесения;
  • возможность использования в широком температурном интервале: от –30 до +50°;
  • возможность нанесения на ржавые поверхности (при условии, что ржавчина на них держится достаточно крепко);
  • возможность использования даже при повышенной влажности окружающего воздуха.

Технические характеристики состава «Гальванол»

Цинковое покрытие, для формирования которого был использован «Гальванол», сохраняет свои защитные свойства при взаимодействии с парами этилового спирта, растворами солей, морской и пресной водой. Важно также, что такой состав для холодного нанесения цинка обеспечивает двойную защиту от коррозии – барьерную (пассивную) и катодную (активную).

Еще одним распространенным составом, при помощи которого выполняется холодная оцинковка, является «Цинотан».

Использоваться он может как в комплексных защитных системах, где выступает в роли грунтовочного слоя, так и в качестве отдельного защитного покрытия.

Покрытия, сформированные с использованием данного цинкосодержащего состава, сохраняют свои защитные свойства при постоянном контакте с сильнозагрязненной атмосферой и соленой водой.

Технические характеристики состава «Цинотан»

Чаще всего «Цинотан» используется для покрытия:

  • элементов гидросооружений;
  • емкостей для хранения продуктов нефтепереработки;
  • элементов ограждающих конструкций;
  • резервуаров и труб холодного и горячего водоснабжения;
  • опор линий электропередач (ЛЭП);
  • промышленных конструкций различного назначения;
  • авто- и железнодорожных сооружений.

Важным достоинством «Цинотана» является и то, что использовать такой состав можно практически во всех климатических зонах нашей страны. Не случайно свой выбор в пользу именно данного состава сделали компании, которые являются лидерами отечественной экономики: «РЖД», «Газпром» и др.

При выборе состава для холодного цинкования стоит прислушаться к отзывам людей, на деле опробовавших технологию

К числу популярных составов, применяемых для выполнения холодного цинкования, также следует отнести:

  • «Мастер АК-100» (применяется для обработки деталей автотранспортных средств, в том числе кузовов автомобилей, различных строительных конструкций, мостов и элементов ЛЭП);
  • «ЦВЭС» (компонентами данного состава для холодного цинкования являются этилсиликат и цинковый порошок, применяют его для обработки высоколегированных сталей);
  • «Цинотерм» (кремнийорганический раствор, который может использоваться в комплексе с различными лакокрасочными материалами);
  • «Цинконол» (полиуретановая грунтовка, содержащая в своем составе цинк и позволяющая получать покрытия с высокими защитными свойствами, повышенной термической стойкостью и эластичностью).

Решая, какую технологию выбрать – горячее или холодное цинкование, – следует иметь в виду, что конструкция, на которой защитный цинковый слой сформирован с помощью холодного метода, может прослужить даже дольше чем та, для обработки которой применялся другой способ. При этом стоимость выполнения холодной оцинковки ниже, да и провести эту процедуру значительно проще, чем горячее или гальваническое цинкование.

Сделай сам
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: