Раздел информации о продукции - НКП ЦРЦ
поиск
 
Раздел информации о продукции
Что такое цинкование?

Цинкование - это процесс нанесения прочного цинкового покрытия на сталь

В этом разделе описывается гальваническое покрытие, которое образуется, когда стальная конструкция погружается в жидкий (расплавленный) цинк. Этот процесс известен как "горячее цинкование погружением". Слой цинка покрывает обе стороны изделия из стали и внутренние и наружные поверхности полых участков. Он приваривается к стальной поверхности за счет реакции сплава между цинком и сталью. Он образует прочное, долговечное и непроницаемое покрытие и защищает сталь с помощью замечательной электрохимической системы. Гальванизация (цинкование) названа так в честь Гальвани, одного из первых ученых заинтересовавшегося электричеством. Гальванизация названа в его честь потому, что цинк и железо, входящие в контакт между собой создают электрическое напряжение. Когда непроницаемое цинковое покрытие разрушено, то это напряжение делает процесс корродирования цинкового покрытия преобладающим по отношению к процессу корродирования стального изделия. В 1741 году французский химик Мелоун открыл, что цинковое покрытие защищало сталь от ржавчины, но он. не понял почему. В 1837 году французский инженер Сорель запатентовал процесс горячего цинкования погружением. Сорель использовал слово "гальванизация" потому, что заметил, что гальванический ток защищал сталь даже тогда, когда покрытие было нарушено.Хотя этот процесс и имел коммерческое использование с тех пор, он все еще является одним из наиболее современных и технически передовых систем для защиты стали против ржавчины. Все системы защиты от коррозии строятся на установлении барьерной защиты или гальванического элемента. Цинкование, предоставляющее оба эти преимущества, является экономичной и доступной технологией

Понимание цинкового покрытия

Как образуется цинковое покрытие

Хотя горячее цинкование погружением является простым и эффективным в использовании, металлургический процесс протекающий во время нанесения покрытия представляется достаточно сложным.

Цинковое покрытие образуется за счет реакции между железом и цинком, которые вместе формируют сплав. Но поверхность стальной конструкции часто бывает грязной от ржавчины и масла, а образование сплава имеет место только тогда, когда поверхность стали достаточно чистая для того, чтобы быть смоченной расплавленным цинком. Специалист по цинкованию очищает сталь путем обезжиривания травлением для получения химически чистой поверхности.Гальваническая реакция между цинком и сталью происходит в расплавленном цинке обычно при 445-460° С. При такой температуре железо и цинк вступают в реакцию быстро. Обычно сталь может находиться в цинке только несколько минут. Конструкция извлекается из цинка, когда реакция завершена. Хотя цинковое покрытие уже образовалось, его внутренняя структура продолжает меняться до тех пор, пока сталь не вернется к нормальной температуре.
Что представляет собой цинковое покрытие
Если Вы возьмете поперечный разрез покрытия и рассмотрите его под микроскопом, то увидите, что выглядит так, как на фото 1. В соответствии с Европейскими стандартами собой Дельта слой, который содержит, на сей раз, 10% железа. Толстый слой, в котором Вы можете видеть кристаллы металла, растущие по направлению наружу, является слоем Зет.Он содержит около 6% железа. И, наконец, на поверхности есть слой почти из чистого цинка. Легче понять покрытие, если думать о Гамма, Дельта и Зет слоях как о "слоях сплавов". Но, полезно, знать об их наличии потому, что они придают особые свойства цинковому покрытию. Когда оцинкованная продукция доставлена обратно на Ваш завод или толщина покрытия должна быть не меньше чем 85 мк для стали толщиной 6мм, поэтому, когда Вы посмотрите на фото 1, действительное расстояние между черной линией и вершиной покрытия будет составлять 0.08 мм. Как Вы можете видеть, структура достаточно сложная. Сталь конструкции расположена в нижней части фотографии.Тонкий слой вверху, известный как Гамма слой, составляет около 1рм в толщину. Гамма слой является сплавом из железа и цинка, который содержит 25% железа. Следующий выше слой представляет к месту эксплуатации, то она имеет характерную блестящую поверхность, но некоторые стали придают покрытию серый оттенок с самого начала. Блестящая поверхность покрытия исчезает после продолжительного периода эксплуатации - нескольких месяцев - когда оно тускнеет до металлического серого оттенка. Это результат реакции между цинком и воздухом. Это не влияет на свойства покрытия и, если снова вглянуть на поперечное сечение такого покрытия под микроскопом, то не увидите изменений структуры, представленной на фото 1.
Как покрытие противостоит ударам?

Цинковое покрытие является очень прочным, потому что сталь, слои из сплавов и чистый цинк- все формируют его механические свойства.

Рисунок представляет собой диаграмму механической твердости каждого из слоев. Измерение твердости проводилось по Виккерсу (Hv). Как покрытие противостоит ударамПроцесс цинкования уникален потому, что покрытие имеет широкий диапазон свойств твердости и прочности. Типично мягкие стали имеют по Викерсу около 160 единиц. Слои в сплаве покрытия более твердые, примерно до 240 единиц, в то время как цинк на поверхности находится в более мягком состоянии, чем сталь или сплавы. Цинк является довольно пластичным материалом и способен предотвращать повреждения. Но, если покрытие получает достаточно сильный удар, то слои из сплавов, зачастую оказываются тверже чем сталь, следовательно повреждение не может достигнуть стали, находящейся под покрытием. Чтобы нанести серьезные повреждения покрытию, необходимо, чтобы оцинкованный слой был полностью удален, что требует приложения значительных усилий. Тонкая нижняя часть слоя сплава приваривается к стали, смешиваясь атом за атомом. Даже, когда большая часть покрытия разрушается, то нижний слой остается, обеспечивая электрохимическую защиту.

Понятие об электрохимической защите
Когда два металла, входят в контакт друг с другом, между ними возникает небольшое электрическое напряжение (гальваническая пара). Когда в гальванической паре проходит электрический ток, то один из металлов поддается коррозии в большей степени, чем другой. Такая ситуация объясняется одним из самых основных свойств металла, которое не может быть изменено, и поэтому мы можем быть абсолютно уверены какой металл является защитой для другого. Мы, заинтересованы в защите стали, большая часть которой,составляет железо. К металлам, которые электрохимически защищают железо относятся магний, алюминий, кадмий и цинк. Из них только цинк практически пригодным для защиты путем цинкования горячим погружением. Некоторые другие металлы, такие как никель, медь и латунь, тоже могут быть использованы для подобных целей, поэтому их применяют для обычного повседневного пользования. Но если покрытие из такого металла разрушается, то они, сохраняют себя, за счет коррозии расположенной под ними стали, и практически, ничего нельзя сделать для восстановления такого покрытия.
Подобно этому, лакокрасочные покрытия не имеют электрохимического эффекта. При разрушении такого покрытия, а также в случае неправильного нанесения или когда покрытие стало проницаемым в процессе эксплуатации, сталь будет корродировать под краской.
Почему электрохимическая защита является важной?
Электрохимическая защита иногда известна как жертвенная защита. Это потому, что цинк жертвует собой, чтобы защитить сталь на которой он нанесен. серии отверстий в цинковом покрытииЦинк будет продолжать действовать, таким образом, до самого последнего атома. Вы можете быть уверены в защите до тех пор, пока сохраняется хотя бы некоторое количество цинкового покрытия, даже после эксплуатации в течение неопределенного времени и в плохих условиях, стальная конструкция сохраняет свою структурную целостность. Ни одно другое покрытие, не содержащее цинк, не может обеспечить такой защиты. И такой эффект имеет место, на ограниченных участках, даже в тех случаях, когда покрытия уже нет. Например, рисунок показывает серии отверстий в цинковом покрытии. Они были сделаны с помощью сверления до стальной основы. Поврежденная панель потом была подвержена атмосферному воздействию в течение длительного периода времени. Как Вы можете видеть, небольшие отверстия, вообще, не имеют ржавчины, потому, что влияние электрохимической защиты действовало на всей площади отверстий. А также, продукты коррозии цинка получаются твердыми и прочными. Повреждение типа царапины чаще всего заполняется окислами и карбонатами, образованными цинком, и таким образом замедляют процесс коррозии.
Где возможно использовать цинкование?

Раздел об эксплуатационных свойствах цинкования дает нам некоторые детали об областях, в каких его использование, дает самые лучшие результаты Хорошим руководством для правильного выбора технологии является следующее;

 

Вы можете использовать цинкование для защиты стали, которая эксплуатируется:

  • В любом, умеренно вентилируемом, закрытом пространстве.
  • Почти в любом открытом пространстве.
  • В контакте с холодным воздухом, жесткой водой.
  • В контакте с разнообразной почвой (но необходима консультация эксперта от Ассоциации по цинкованию).
  • При контакте с большинством пород дерева (но необходима помощь Ассоциации).
  • В контакте с большинством других металлов, но не в случае постоянногоконтакта.
  • При температурах до 200°С необходимо регулярное обслуживание и периодическоепри 275°С.

 

Вы никогда не должны использовать цинкование для защиты стали, эксплуатируемой:

  • В кислотных растворах.
  • В сильных щелочных растворах.

Некоторые страны имеют "коррозионную карту", разработанную на основе пробной выдержки, показывающую как долго цинковое покрытие может быть использовано в определенных условиях, прежде чем оно будет полностью изношено. Меры по контролю загрязнений атмосферы в Европейском союзе были проведены успешно и карты показывают, что цинковые покрытия, в настоящее время, имеют более долгий срок службы, чем несколько лет назад.

Оцинкованный металл может быть покрашеным

Многие из тех, кто использует оцинкованный металл, удовлетворены состоянием цинкового покрытия и по мере его старения. Им не приходится нести дополнительные затраты или бремя по обслуживанию покраски. У некоторых пользователей имеются важные требования к внешнему виду. Например, владельцы супермаркетов могут иметь пожелания по окраске стальных конструкций в цвета их марки, торгового знака. Можно легко сделать работупо покраске оцинкованной стали достаточно эффективной, при использовании правильных методов окрашивания. Вы можете прочитать раздел по покраске, если необходимо выяснить детали по тому, как это делать. Следующее руководство поможет Вам начать.

 

  • Любая оцинкованная сталь может быть покрашена.
  • Если Вы изготовили и оцинковали сталь, и Ваш заказчик хочет покрасить ее, то сообщите ему, что потребуется специальная грунтовка под покраску оцинкованной стали.
  • Если Вы изготовитель и хотите произвести покраску в заводских условиях, то можете использовать воздушное дутье для зачистки поверхности или применить соответствующую грунтовку.
  • Если Вы используете T-Wash или другой химический раствор для грунтования, не давайте им высыхать не растертыми потоками. В противном случае краска будет отставать.
  • Если Вы зачищаете поверхность дутьем, строго следуйте рекомендациям по такой зачистке (см. Раздел по нанесению краски). Иначе можно повредить цинковое покрытие.
  • При необходимости покраски старого цинкового покрытия, обработайте его так, как если бы оно было новым, тем самым Вы уберете изношенный слой с поверхности покрытия. В этом случае, есть шанс, что краска будет стоять, даже если Вы загрунтовали неправильно, но все-таки риск присутствует.
© НКП «Центр по развитию Цинка», 2000-2010. Все права защищены.
Тел: +7 (495) 772-07-39; Тел/факс: +7 (495) 955-01-98