Металлические поверхности подвержены негативному влиянию внешней среды, поэтому нуждаются в защите. Черные металлы при взаимодействии с кислородом, окисляются. В результате формируется ржавчина. Кислород, проникая через пористый слой ржавчины (оксид), продолжает взаимодействовать с железом, постепенно разрушая его целостность. Чтобы это предотвратить и максимально обезопасить металл, используют цинкование.
Цинкование – что это?
Так называется процесс обработки изделий из металла и конструкций, направленный на обеспечение защиты от влияния коррозии. Применяется несколько методов оцинковки, однако, все они имеют одно и тоже предназначение – обезопасить металл от появления ржавчины и продлить его срок эксплуатации.
Способы и виды цинкования металла
При выборе того или иного метода, следует учитывать требования к цинкованию, поскольку не все они могут быть одинаково продуктивными. Чем же отличаются методы цинкования друг от друга?
- Толщина защитного слоя. Для крупных конструкций из металла целесообразнее создание толстых защитный покрытий. Что же касается высокоточных мельчайших элементов, для их цинкования применимы способы, при которых толщина покрытия должна регулироваться. Для реализации этих условий подходит не любая технология.
- Равномерность защитного покрытия. Снова возвращаемся к тому, что мелкие детали должны быть покрыты равномерным тонким слоем цинка, что, к примеру, не особо важно для нанесения покрытия на опоры ЛЭП.
- Уровень адгезии защитного слоя и металла. На этот фактор в значительной мере влияет какой способ цинкования применялся. К примеру, такие методы как термодиффузионное цинкование и горячее обеспечивают формирование слоя цинка, который не просто покрывает металл, но вступает с ним в реакцию, взаимодействуя на молекулярном уровне, благодаря чему, усиливается прочность защитного покрытия.
- Оцинкованное изделие, в зависимости от используемого метода обработки, выглядит по-другому. То есть, может быть матовым либо глянцевым, иметь разные оттенки (от серого до голубого).
- Устойчивость к механическим нагрузкам. Чем выше этот показатель, тем более продолжительный срок защитное покрытие сохранит свои свойства.
- Возможность самовосстановления. В основном, на это влияет толщина слоя цинка, покрывающего металл, а также условия эксплуатации.
- Устойчивость к коррозии. Этот показатель характерен для любого оцинкованного изделия и включает в себя несколько параметров, включая стойкость к образованию ржавчины.
Перечисленные свойства могут меняться, в зависимости от технологии обработки детали, а также уровня сложности и времени обработки, допустимые объемы и т.д.
На сегодняшний день, из всех вариантов цинкования, можно выделить пять наиболее востребованных в промышленности:
- Горячее цинкование. Суть метода заключается в погружении детали в цинк, нагретый до определенной температуры. Недостатком такой обработки являектся достаточно высокая цена.
- Холодное цинкование проводится с помощью окрашивания изделия ручным способом либо применяя аэрозоль для холодного цинкования.
- Гальваническое цинкование осуществляется методом погружения изделия в цинкосодержащий раствор, под воздействием электрического тока.
- Термодиффузионное цинкование. В результате обработки изделия в среде с порошковым цинком создается прочное надежное покрытие.
- Газотермическое цинкование состоит в том, что на изделие воздействует газовая горелка и в точку максимального нагрева подается порошок цинка.
Рассмотрим некоторые методы более подробно.
Метод горячего цинкования
Этот вариант обработки металлических поверхностей чаще всего используется в промышленности. Технология обработки изделий таким образом включает в себя несколько этапов:
С помощью специального оборудования детали отправляют в район навески. Это один из методов, позволяющих оцинковывать изделия больших размеров.
- Навеска конструкций на подвижные траверсы проводится таким образом, чтобы они могли взаимодействовать с жидкими составами, в которые будут полностью погружаться, не соприкасаясь друг с другом.
- Подготовка изделий из металла к цинкованию. Прежде чем приступать к горячему цинкованию, изделия должны пройти подготовку. То есть их поочередно погружают в емкости с технологическими составами. Здесь проводится очистка, обезжиривание поверхностей, травление, обработка защитным флюсом. Кроме того, на этом этапе металл подвергают нагреванию, прежде чем отправить в расплавленный цинк. Это предотвращает возможные деформации деталей от температурных изменений.
- Сушка и разогрев. Для этого используют многоступенчатую печь, куда поступает горячий чистый воздух. В итоге, перед началом оцинковки, с металлических изделий испаряются остатки жидкости после проведенной предварительной обработки в ваннах со специальными составами. Помимо этого, металлоконструкции дополнительно прогреваются.
- Цинкование. Прошедшие подготовку изделия доставляются с помощью траверсов в герметично закрытую печь, где установлена ванна с нагретым до температуры +450 градусов, цинком. Важно, что такая температура поддерживается постоянно с помощью специальных газовых горелок.
Метод холодного цинкования
Это наиболее доступный и бюджетный вариант цинкования. Изделия после проведенной подготовки подвергают окрашиванию составом, включающим в себя цинковый порошок нужной концентрации. На поверхности детали формируется слой (оксид цинка), который защищает основу от взаимодействия с кислородом. Этот метод подходит для домашнего цинкования, но надо иметь ввиду, что защитное покрытие не относится к высокопрочным и долговечным.
Гальваническое цинкование
Это не самый лучший метод, но довольно популярный, так как в результате обработки, изделия приобретают очень привлекательный вид. Суть метода заключается в том, что изделие опускают в электролит (токопроводящий раствор), в состав которого включен цинк. В результате разрушения цинка, его ионы покрывают поверхность изделия, придавая ему блеск и различные оттенки.
Гальванический метод цинкования предусматривает применение специального аппарата для цинкования. Его можно собрать своими руками из источника тока (сила тока должна быть в диапазоне 2-6А, а показатель напряжения – 6-12 А).
Термодиффузионное цинкование
Обработка поверхности ведется при температуре 260-450 градусов. При максимально возможных температурах получается более качественное однородное покрытие. В зависимости от времени цинкования можно контролировать толщину защитного слоя.
Газотермическое цинкование
Этот метод основан на высокоскоростном напылении цинка на металлические конструкции. Частицы цинка на высокой скорости устремляются на рабочую основу и оседают на ней, формируя защитный слой толщиной от 30 до 50 мм. Чтобы увеличить толщину приходится проводить металлизацию в несколько приемов.
Заключение
Оцинковка изделий из металла — это создание цинкового покрытия для обеспечения защиты от воздействия коррозии. Цинк обладает уникальным свойством – при контакте с кислородом образуется оксид, который не разрушается при механических нагрузках. Даже при значительном повреждении покрытия, коррозия проявляется не так агрессивно.
