Дефекты цинкового покрытия и их влияние на срок службы изделия. - НКП ЦРЦ
поиск
 
Дефекты цинкового покрытия и их влияние на срок службы изделия.

Дефекты цинкового покрытия и их влияние на срок службы изделия.

Журнал Стройметалл

В современном мире цинк наиболее широко применяется для защиты от коррозии. 45-50% выплавляемого в мире цинка расходуется на нанесение антикоррозионной защиты на металлоизделия, 25% идет на производство латуни, около 15% — для литья изделий и деталей из цинка под давлением. В России доля цинка, используемая для защиты стали, составляет 60-70% от всего производства в стране. Оживление рынка цинка в России, за последнее десятилетие, происходит в основном за счет увеличения потребления металлургическими комбинатами, выпускающими оцинкованный лист и заводов горячего цинкования, которые цинкуют готовые металлоконструкции. Поэтому, если 10 лет назад большая часть цинка производимого у нас в стране экспортировалась, то в настоящее время производители цинка (ОАО «ЧЦЗ» и ОАО «Электроцинк») ежегодно сокращают долю экспорта. Если тенденции роста потребления цинка для защиты от коррозии сохранятся, то к концу десятилетия мы можем столкнутся с дефицитом цинка на внутреннем рынке.

Почему выгодно защищать металлоконструкции от коррозии? Использование оцинкованного проката даёт увеличение сроков службы самого здания и сооружения (хотя это уже не мало!), и в этом случае не требуется ежегодно подкрашивать и периодически менять поврежденные коррозией конструкции, не надо содержать (и возить на объекты) целую армию работников, ежегодно тратить деньги на краску, грунтовки и пр.

Если говорить о государственном уровне решения проблемы защиты от коррозии, то использование оцинкованного проката, это сотни тысяч тонн стали, электроэнергия и нефть, человеческие ресурсы и огромные суммы инвестиций, которые сохраняются для страны в целом и могут служить будущим поколениям.

Во всём мире основными потребителями оцинкованных металлоконструкций является строительная отрасль. Однако, у нас в стране строители не являются основным потребителем оцинкованных металлоконструкций, хотя и лидируют в потреблении непрерывно оцинкованного листа и листа с полимерным покрытием. Это объясняется двумя причинами:
- оцинкованный лист хорошо известен отечественному потребителю, а его использование оговорено в многочисленных нормативных документах. Альтернативы применению плоского оцинкованного проката нет! Ситуация с оцинкованными металлоконструкциями другая. Потребителя отпугивает «высокая» цена услуг по нанесению «горячего» цинка и как не обидно осознавать не всегда высокое качество покрытия.

Ошибочность мнения о дороговизне защиты металлоконструкций с помощью горячего цинкования объяснить легко. Как правило, при расчете суммы затрат на защиту строения, начальную стоимость работ делят на предполагаемый срок эксплуатации. Однако забывают учесть, что оцинкованная конструкция за весь срок службы не потребует ремонта покрытия, тогда как поверхность, окрашенная даже в несколько слоев, за тот же период потребует минимум одного, а то и трех перекрашиваний. Таким образом, более дешевое окрашивание при большом сроке эксплуатации сооружения оказывается намного дороже. При этом необходимо учитывать такие важные факторы, увеличивающие стоимость поддержания конструкции в рабочем состоянии, как:
- остановку эксплуатации сооружения на время поддерживающего ремонта;
- возведение строительных лесов;
- выбор времени проведения ремонта с учетом погодных условий, связанных с возможностью дождей или выпадения росы на подвергаемые перекраске изделия.
Эти дополнительные факторы могут увеличить стоимость на 35-45%.

Но как объяснить заказчику наличие дефектов, причину их появления и способы устранения, ведь это серьёзно влияет на объемы заказов, а разбирательства с рекламациями отнимет много сил и времени. Необходимо помнить, что основное требование к изделиям – это срок их службы, а не внешний вид! Срок службы изделия определяется как толщиной покрытия на изделии, так и степенью коррозионной активности атмосферы, где оно будет эксплуатироваться.
Следует обращать внимание на прочность покрытия и наличие возможных дефектов, которые могут возникнуть в результате неправильного выбора стали, погрешностей в технологии горячего цинкования и неудовлетворительного хранения, как на складе производителя, так и заказчика.
В то же время необходимо иметь в виду, что внешний вид покрытия сразу после изготовления будет отличаться от внешнего вида того же покрытия, через несколько месяцев после эксплуатации.

Внешний вид оцинкованной конструкции
Рис. 1. Сравнение внешнего вида только что установленной секции ограждения и оно же через три месяца, разница между старой и новой секциями незаметна.

Что касается толщины покрытия, то чем толще покрытие, тем дольше жизнь изделия, но избыточная толщина покрытия заказчиком, как правило, не оплачивается.
В этой части статьи мы остановимся на некоторых дефектах возникающих при горячем цинковании и их влиянии на срок службы изделия.
Необходимо иметь в виду, что толстые и тонкие части конструкций будут иметь разные толщины покрытия и часто даже различающийся внешний вид, но на это не надо обращать внимания, если выполняется главное условие – необходимая толщина покрытия. Вместе с тем на внешний вид покрытия оказывают влияние следующие причины:
- неправильно выбранный тип стали;
- ошибки в проектировании изделий;
- ошибки в технологии изготовления изделий;
- ошибки в технологии подготовки поверхности и процесса цинкования;
- неправильное хранение.

Правильный выбор типа стали является одним из условий успешного цинкования. Цинкуются удовлетворительно лишь малоуглеродистые стали (с содержание углерода менее 0,25%) с ограничением по содержанию кремния в 0,3%, именно эти стали используются в 99% случаев. Если содержание этих элементов выше то это вызывает определенные проблемы с качеством покрытия, сталь может быть вообще не пригодна к горячему цинкованию.
Однако, даже на цинкуемых сталях могут получаться покрытия, к качеству которых могут быть претензии со стороны некоторых заказчиков. Вопросы вызывают покрытия, удовлетворяющие требованиям ГОСТа, но неудовлетворяющие заказчика: матовые серые (чаще всего, структурированные)с толщиной 120-140 мкм, матовые гладкие (часто пятнистые) с толщиной покрытия 180 мкм и более.
Но вот, что сказано в ГОСТ 9.307-89:“Цвет покрытия от серебристо-блестящего до матового темно-серого... Рябизна поверхности, светло-серые пятна и цвета побежалости ... не являются дефектами”. На сталях с высоким содержанием кремния и/или фосфора, а так же на толстостенных изделиях наблюдается разнооттеночность покрытия. Серая поверхность состоит из сплава цинк-железо, выходящего на поверхность, а более светлые места это чистый цинк. Чем медленнее охлаждение (толще сечение изделия), тем больше доля «серого» покрытия. Соответственно, чем быстрее охлаждается изделие, тем больше будет доля «светлого», цинкового покрытия. Однако, серые покрытия всегда толще и будут иметь больший срок службы, а цинковое покрытие защитное, а не декоративное.


Рис. 2. Пятнистое покрытие на изделии

Использование в одном изделии сталей с различающимся химическим составом или поверхности (горячее- или холодно- катанный прокат), не может не влиять на товарный вид конструкции.


Рис. 3. Разный цвет покрытия в одном изделии

Отслаивание цинковых покрытий происходит на сталях с высоким содержанием фосфора, которые не пригодны для цинкования.

Черные пятна непроцинковки объясняются следующим:
- когда время между операциями флюсования и цинкования слишком велико или высокая температура в сушильной камере. В результате разрушается слой флюса.
- высокое содержание алюминия в расплаве

Тем не менее, соседние участки с нормальным покрытием защищают металл в этих местах, незначительно снижая срок службы. Хотя, на всякий случай, такие участки следует «ремонтировать» цинк-содержащими красками. Однако при наличии не оцинкованных участков большой площади изделие необходимо цинковать повторно.


Рис.4 Черные пятна непроцинковки

Рыбий скелет появляется когда скорость извлечения изделия слишком велика или слишком низкая температура расплава, чтобы не позволяет цинку стекать обратно в ванну при извлечении изделия.


Рис.5 Дефект типа рыбий скелет

Коричневые потеки на оцинкованных изделиях через некоторое время начинают появляться коричневые потеки. Причина в неправильной сварке металлоконструкций. При не сплошном шве или сварке внахлест образуются полости в которые затекает кислота при травлении (которая не вымывается при промывке) и/или флюс. При эксплуатации, в полостях образуется конденсат и развивается коррозия с образованием ржавых потеков. Неправильная сварка с образованием полостей, в которых скапливается влага, при нагреве до температуры цинкования может привести к тепловому взрыву с выплеском цинка и разрушением конструкции.


Рис. 6. Потеки вследствие неправильной сварки

Заплывание резьбы Заплывание резьбовых соединений возникает из-за плохого стекания цинка с резьбовых соединений. Вообще на обычном оборудовании добиться хороших результатов при цинковании деталей с резьбой невозможно.


Рис.7. Заплывание резьбовых соединений

Разрывы в покрытии. Объясняются нарушением технологии обработки поверхности. Это и недостаточное время травления, когда на изделии имеются локальные участки, покрытые более толстым слоем ржавчины, загрязнение поверхности красками или маркерами при изготовлении изделия, что препятствует травлению и образованию цинкового слоя.


Рис.8. Несплошности покрытия

Дренажные капли появляются на краях изделий в виде наплывов и застывших капель. Появляются в результате неправильного угла наклона изделия и не эффективной работой рабочих-оцинковщиков. Устраняется вручную, перед сдачей заказчику, но совершенно не влияют на срок службы изделия.


Рис.9. Дренажные потеки цинка на готовом изделии

Отложения гартцинка на поверхности изделия в виде большого количества крупинок. Следует помнить что цинковое покрытие – это покрытие техническое, а не архитектурное, небольшие количества мелких крупинок (размерами не более 1 мм) допускается. Появляется в результате «загрязнения» расплава легким дроссом или если слишком длинное изделие попадает в область гартцинка на дне ванны.


Рис.10. Крупицы гартцинка на поверхности изделия

Оксидные линии различного цвета образуются на поверхности извлекаемого изделия на воздухе. Их возникновение обусловлено остановками при извлечением. Однако это не может является браковочным признаком, поскольку, кроме внешнего вида, отрицательных моментов нет – он не влияет на срок службы покрытия, а через какое-то время цвет конструкции станет одинаковым.


Рис.11 Полосы оксида цинка на поверхности конструкции

Комки цинка внутри трубных конструкций. Тяжелые металлические конструкции служат «поглотителями» тепла при погружении изделий в цинк, поэтому при погружении таких изделий в жидкий цинк он застывает и при быстром извлечении изделий в них могут образовываться комки нерасплавившегося цинка. Поэтому производитель должен убедится, что весь цинк внутри изделий вновь расплавился и стек при извлечении.


Рис.12. Комки цинка внутри трубных конструкций

Ремонт оцинкованных изделий можно осуществлять, как непосредственно на производстве, так и на месте монтажа. Он проводится в следующих случаях:
- если дефекты не превышают размеров допускаемых стандартами;
- если в процессе удаления наплывов, при подгонке одних частей изделия к другим в целях совместимости, при транспортировке или монтаже нарушен цинковый слой;
- если проводится сварка оцинкованных деталей.

Применяется несколько методов ремонта в зависимости от степени повреждения цинкового слоя, а также особенностей эксплуатации изделия. Это и плазменное напыление и механическое нанесение цинка, но наиболее простым и эффективным при ремонте небольших участков являются эпоксидные или полиуретановые цинковые краски, а также цинковые краски на основе эфиров кремневой кислоты.
Как видно из вышеперечисленных примеров, большая часть дефектов цинкового покрытия не влияет на срок службы изделий и достаточно легко устранима. К сожалению, формат статьи не позволяет описать все виды дефектов возникающих при горячем цинковании и методы их устранения, тем не менее мы надеемся, что представленная информация будет полезна, как производителям оцинкованного проката, так и их заказчикам. Поможет избежать ошибок и лишних споров, а так же поможет увеличить число заказов на услуги горячего цинкования.

 

 

Автор : Admin

 

Опубликована : 17.12.2013

Просмотров : 16990

© НКП «Центр по развитию Цинка», 2000-2010. Все права защищены.
Тел: +7 (495) 772-07-39; Тел/факс: +7 (495) 955-01-98