Технология горячее цинкование: Технология горячего цинкования металла – метод покрытия оцинковкой металлоконструкций
alexxlab | 12.07.1979 | 0 | Разное
Горячее цинкование, технология, методы, ванна для горячего цинкования
В современном мире для покрытия металлов защитным раствором применяются различные вещества. одним из самых распространенных является цинк, который покрывает слой тонким слоем и выполняет помимо декоративной функции еще и защитную.
Горячее цинкование металлоконструкций
На современных промышленных предприятиях не редко используется горячее цинкование при обработке стальных материалов. Данный метод обработки представляет собой процедуру, которая заключается в погружении предметов из стальных материалов в специально разработанную емкость с расплавленным цинком. Его температура нагрева составляет не менее 450 градусов Цельсия.
Данная процедура не является сложной, если в наличии имеется необходимое оборудование. Она является проверенным методом покрытия стальной поверхности защитной пленкой, эффективность которой проверена многими годами использования. Ее толщина тщательным образом контролируется, чтобы металлу была обеспечена надежная защита от влияния окружающей среды.
Благодаря цинковому сплаву обеспечивается гораздо более долгая защита от коррозии, чем при использовании обычных методов, в числе которых и адгезия. Во время данного процесса между железным сплавом и цинковым появляется взаимодействие. Они соединяются в одно вещество. Это не просто адгезия железа к цинку. Это уже отдельное вещество, состоящее из смешивания сплавов этих двух металлов. Благодаря этому антикоррозийное свойство сохраняется на более продолжительный период времени.
Кроме придания металлу устойчивости к появлению коррозии обработка горячим цинковым сплавом придает металлу еще ряд свойств, которые проявляются в:
- улучшении внешнего качества изделия,
- увеличению эксплуатационного срока,
- устойчивости е агрессивным влияниям окружающей среды.
Главным отличием покрытия стали цинковым сплавом от всех других методов обработки является то, что этот метод защиты является более надежным. Цинк помогает контролировать появление ржавчины и других дефектов на предметах из стали. Другие же методы лишь маскируют недостатки.
Внимание: На сталь, покрытую цинковым сплавом можно нанести лакокрасочное покрытие, которое может придать не только привлекательный внешний вид с эстетической точки зрения, но и обеспечить двойную защиту металла.
Таблица 1. Сравнение показателей стоимости и срока службы стали после горячего цинкования с другими способами защиты (себестоимость принята за 100%)
Способ защиты | Средний срок службы до покраски, годы | Себестоимость, % | Расходы после 25 лет эксплуатации, включая уход,% |
---|---|---|---|
Горячее цинкование | 25 | 100 | уход не требуется |
Дробеметная очистка, окраска в три слоя | 12 | 75 | 150 |
Дробесруйная очистка вручную, окраска в три слоя | 12 | 120 | 195 |
Травление и окраска в три слоя | 10 | 200 | |
Очистка металлической щеткой и окраска в три слоя | 8 | 75 | 230 |
То же и окраска в два слоя | 5 | 55 | 280 |
Метод горячего цинкования
У данного метода обработки стальных предметов имеется большое количество достоинств, которые делают его таким популярным:
Во время погружения отдельных элементов в ванну с горячим цинком происходит покрытие защитным слоем сразу всех элементов предмета. Покрытию подвергаются даже самые недоступные участки, которые можно с легкостью пропустить, используя другие методы обработки.
Процедура обработки стали цинком не является сложной. Для этого достаточно лишь опустить металлический материал в сплав и подождать определенное количество времени.
- Экономичность
На проведение процедуры горячего цинкования предметов из стали не затрачивается изначально большого количества средств. Данный процесс отличается своей дешевизной и способностью изготовлять изделия, которые в среднем служат не менее двадцати лет.
- Доступ к труднодоступным элементам
При обработке предметов из стали обычными методами появляется большое количество трудностей, потому что в некоторые места практически невозможно добраться. При обработке цинковым сплавом такого не происходит.
Технология горячего цинкования
Технология горячего цинкования делится на несколько этапов:
1. подготовка поверхностиПеред процедурой необходимо тщательным образом подготовить стальную поверхность к нанесению цинковой пленки. Сначала необходимо обезжирить поверхность, чтобы с нее были удалены масла или загрязнения. После этого нужно тщательным образом промыть материала или изделия из стали, что поверхность была идеально чистой. На следующем этапе подготовки важно произвести процедуру травления. Она заключается в устранении с поверхности всех оксидов металла. Сделать это можно благодаря нагретой соляной кислоте или ингибоиторам. После этого проводится обработка металла специальными веществами для того, чтобы остановить процессы окисления. На заключительном этапе осуществляется сушка металла или металлического предмета.
На данном этапе осуществляется нагревание цинка до температуры 450 градусов Цельсия.
- Погружение металла в ванну с горячим цинком
Важно: Во время погружения материалов для покрытия их цинковым сплавом необходимо соблюдать определенную скорость, потому что медленное погружение позволит на поверхности металла образоваться оксидам, чего нельзя допустить.
Данный этап является завершающим. Он осуществляется на открытом воздухе. Сплав на поверхности стали застывает.
Оборудование для горячего цинкования
В современном мире для процедуры горячего цинкования используются виды оборудовании, которые подходят для сильного нагревания цинка. К ним относится ванна горячего цинкования. Ведущими поставщиком такого оборудования в мире является Китай.Ванна горячего цинкования
Есть несколько категорий таких ванн:
- ванны для мелкогабаритных изделий,
- ванны для обработки цинковым сплавом труб,
- ванны для крупногабаритных изделий.
Они отличаются своими размерами. Он способна нагреваться благодаря:
- системе электронагревания,
- жидкому топливу,
- сжиженному газу,
- каменному углю.
У каждой ванны имеется своя система нагревания, которая позволяет за короткое время расплавить цинк и нагреть его до определенной температуры.
Горячее цинкование металлоконструкций – полное описание технологии
Для предохранения металлов от коррозии существует много способов, отличающихся и эффективностью, и себестоимостью. Один из них – анодное покрытие. Оно производится по различным методикам, которые предполагают использование соответствующего оборудования, характеризуются определенной сложностью процесса и необходимым временем на его проведение.
Пожалуй, самая известная из них (и наиболее широко распространенная) – горячее цинкование. По популярности уступает лишь способу электролитического покрытия металлоконструкций, но только в плане финансовых вложений, так как по долговечности намного его превосходит.
Принцип цинкования
Поверхность заготовки покрывается слоем этого металла (как правило, толщиной 40 – 65 мкм). В результате исключается прямой контакт «основы» с жидкостями и обеспечивается надежная антикоррозийная защита. Применяется (в основном) для обработки железа или стали. Но делается это разными способами.
С точки зрения оптимального сочетания экономичности и высокого результата лучшим вариантом считается именно горячее цинкование. По оценкам специалистов, при эксплуатации металлоконструкций даже в самых неблагоприятных условиях эффективность такого покрытия не снижается на протяжении не менее 65 – 70 лет. Вот эту технологию и рассмотрим подробнее.
Преимущества горячего цинкования
- Возможность обработки любых заготовок, независимо от сложности их формы.
- Способность к «самовосстановлению». Если какой-либо участок металлоконструкции получил механическое повреждение, то дефект покрытия постепенно минимизируется и полностью устраняется без постороннего вмешательства.
- Устойчивость перед жидкостями примерно в 6 раз выше аналогичного показателя «защищенности», обеспеченной другими методиками.
- Все имеющиеся дефекты основы (раковины, поры и так далее) тщательно скрываются слоем цинка.
- Надежное скрепление защитного слоя с поверхностью заготовки.
- Низкие эксплуатационные затраты. Основной пункт экономии – отсутствие необходимости в регулярной обработке и окрашивании металлоконструкций.
Принцип и технология горячего цинкования
Суть процесса коротко можно описать так – после предварительного «освежения» (этап подготовительных мероприятий) деталь погружается в резервуар с расплавленным цинком. Металл буквально «обволакивает» заготовку, проникая в самые труднодоступные места конструкции.
Более подробно ознакомиться со всеми нюансами цинкования по «горячей» методике можно в ГОСТ № 9.307 от 1989 года. Мы же рассмотрим основные операции, и этого будет вполне достаточно, чтобы понять принцип такой обработки деталей.
Подготовка металлоконструкции
Данная работа включает в себя несколько операций (технологических этапов).
Механическая обработка
Производится с целью удаления с поверхности заготовки грязи, окалины и тому подобное. То есть фракций инородных веществ. На производстве это делается пескоструйными аппаратами в специальных боксах.
Обезжиривание
Производится при средней температуре +75 ºС с целью повысить качество скрепления цинка с основой. Присутствие на ней в процессе дальнейшей обработки каких-либо химических соединений (к примеру, масляных пятен) не допускается, так как это может привести впоследствии или к отслоению покрытия, или к неравномерности его толщины (а то и образованию «голых» зон). Удаление посторонних веществ производится специальными средствами (реагентами).
Промывка
Смысл данной операции понятен – удалить с детали все использовавшиеся в процессе обезжиривания химикаты.
Травление
На поверхности металла, подлежащего цинкованию, всегда присутствуют в определенных долях различные окислы (в том числе и ржавчина). Вот от них и очищается заготовка. Это делается с использованием кислоты, преимущественно соляной, при комнатной температуре (порядка 22 – 24 ºС). Ориентировочная концентрация раствора – от 140 до 200 г/л (зависит от степени загрязнения металла).
Особенности
Во-первых, если ранее заготовка подвергалась цинкованию, то сначала в отдельной емкости удаляется защитный слой. Во-вторых, для минимизации воздействия кислоты на материал основы и исключения усиленного выделения водорода используются специальные вещества (ингибиторы), которые вводятся в раствор.
Промывка
Эта операция необходима для удаления продуктов химических реакций, протекавших на этапе травления, и остатков кислотного раствора.
Флюсование
На этом этапе производится окончательная подготовка заготовки к обработке расплавленным цинком. Во-первых, тонкий слой используемого средства (флюса) предотвращает окисление материала (а данный процесс идет постоянно). Во-вторых, по аналогии с пайкой, повышает надежность «сцепки» (цинк + основа).
Обработка производится в условиях + 60 ºС раствором концентрацией порядка 500 г вещества на 1 л воды. Как правило, это состав из хлоридов аммония и цинка.
Особенность
В процессе флюсования осуществляется постоянный контроль над содержанием железа, кислотностью и плотностью раствора. При необходимости вводится перекись водорода. Она снижает процентное содержание железа путем образования его солей, которые выпадают в осадок.
Термическая подготовка металлоконструкции
После обработки растворами заготовку необходимо тщательно просушить. Если в процессе ее погружения на поверхности будут остатки жидкости, то это приведет к образованию ее паров и отразится на качестве конечного покрытия. Кроме того, такое предварительное повышение температуры образца (до 100 ºС) позволяет снизить эн/затраты в ходе операции по цинкованию.
Подача (выемка) заготовок в печь производится механизированным способом. Для обеспечения высокого качества осушки используется не менее 2-х термических камер.
Покрытие слоем цинка
Собственно, это является конечной целью всех подготовительных операций. Необходимый температурный режим выбирается исходя из местных условий и специфики заготовки. В среднем это +420 ºС (предельное значение – до +455).
Особенности
- Наличие эффективной вытяжки, так как процесс цинкования сопровождается интенсивным парообразованием.
- Строгое соблюдение скорости погружения и времени выдержки детали в резервуаре с «расплавом».
- Качество охлаждения металлоконструкции.
Основные операции
- Погружение.
- «Выдержка» в емкости (порядка 4 – 10 минут). Если образуется шлак, то он удаляется механическим способом.
- Выемка заготовки из ванны. Толщина слоя защитного покрытия во многом определяется скоростью извлечения детали из емкости, поэтому рассчитывается индивидуально для каждого образца.
Охлаждение
Может проводиться или принудительно, или протекать естественно, в условиях помещения.
Вот, собственно, и весь смысл технологических операций, которые позволяют обеспечить качественное цинкование материалов. Для общего понимания сути всех процессов вполне достаточно.
Технологический процесс горячего цинкования – Цинковый портал
Технологический процесс горячего цинкования — это закономерная последовательность технологических операций по предварительной подготовки металлической поверхности перед оцинковкой, цинкования, финишной обработки . Качество цинкового покрытия напрямую зависит от тщательного соблюдения технологического процесса горячего цинкования.
Технологический процесс горячего цинкования. Предварительный этап
1. Загрузка металлоизделий
Обрабатываемые детали закрепляются на специальном транспортном приспособлении (траверсе) при помощи проволоки. Для различных по габаритным размерам изделий используется проволока определенной толщины. Обязательным условием при горячем цинковании является наличие на каждом обрабатываемом изделии технологических отверстий для крепежа.
Схема участка горячего цинкования
2. Технологический процесс горячего цинкования. Обезжиривание
Процесс предварительной подготовки перед горячим цинкованием включает в себя удаление с обрабатываемой поверхности органических (жировых) и неорганических (пыль, стружка) загрязнений.
Обезжиривание изделий может производиться:
· химическим способом,
· электрохимическим методом,
· путем термической обработки (отжиг).
Химическое и электрохимическое обезжиривание производятся в водных растворах, содержащих щелочь (натр едкий), тринатрийфосфат, жидкое мыло. Поверхностно — активные вещества вводят в рабочий раствор для уменьшения коэффициента сцепления масла и жировых загрязнений с обрабатываемой поверхностью.
Состав и режим химического обезжиривания горячего цинкования
• Натр едкий – 25 г/л,
• Сода кальцинированная – 50 г/л,
• Тринатрийфосфат – 15г/л,
• Жидкое стекло – 3 г/л.
Температура рабочего раствора находится в диапазоне от 80 до 90 ° С.
Альтернативой щелочного обезжиривания при горячем цинковании может служить кислотное удаление жировых пленок и неорганических загрязнений. Основным компонентом рабочего раствора является фосфорная кислота. Рабочая температура технологической операции – 40 ÷ 50 ° С.
Электрохимическое обезжиривание
Состав рабочего раствора такой же, как и при химическом обезжиривании.
Температура электрохимического процесса – 70 ÷80 ° С.
Плотность тока – 2 ÷ 5 А/дм2.
ЭХО активно используется для удаления травильного шлама.
Недостатком электрохимического обезжиривания является:
· наводораживание поверхностного слоя, потому закаленные тонкостенные детали не следует обрабатывать таким способом;
· низкая рассеивающая способность (сложнопрофильные, рельефные изделия не очищаются должным образом в глубоких канавках и впадинах).
3. Промывка
Для удаления остатков щелочного раствора, эмульсии и других остаточных продуктов, обрабатываемые изделия тщательно промывают сначала в промывке с горячей водой, а затем в холодной проточной воде.
Следы коррозии, термическую окалину можно удалить с обрабатываемой поверхности, применяя
· химическую обработку — травление,
· механический способ.
4. Травление
При химическом удалении загрязнений с металлической поверхности в процессе горячего цинкования используются кислотные составы:
• 18 ÷ 22 % — ный водный раствор серной кислоты,
• 20 ÷ 25 % — ный водный раствор соляной кислоты.
Каждый травильный состав обладает определенными специфическими свойствами.
При химической обработке в серной кислоте термическая окалина удаляется на 15 ÷ 20 % от основного объема, при травлении в соляной кислоте этот показатель увеличивается до 40 ÷ 50%.
После травления в кислотном соляном растворе поверхность имеет более гладкую текстуру, чем после обработки в серном растворе.
Травление обрабатываемого изделия в серной кислоте может привести к повреждению матричной основы («растравливанию»). Для устранения этой проблемы используют специальные ингибиторы.
Химическая обработка в соляной кислоте практически не наводораживает поверхностный слой изделия.
Для травления в серной кислоте рабочий раствор необходимо нагреть до 60 ÷ 80 °C.
Себестоимость состава травления в соляной кислоте выше, чем в серном растворе.
Отработанную серную кислоту можно использовать в дальнейшем для других технологических нужд.
Механический метод очистки
Сущность метода — воздействие на обрабатываемую поверхность мелких, дисперсионных частиц под высоким давлением.
Оборудование для очистки – дробеструйный агрегат, дробеметный аппарат.
5. Промывка
Промывка производится в проточной воде. Служит для удаления травильного раствора и остатков химического воздействия. Температура технологической операции – 25 ÷ 30°C.
6. Флюсование
Заключительная подготовительная операция перед цинкованием. Флюсование предназначено для химического удаления
• образовавшихся после травления металлических оксидов и солей с обрабатываемой поверхности,
• солей с поверхности расплавленного цинка в местах соприкосновения при погружении изделия в рабочий раствор,
• для улучшения параметра смачиваемости обрабатываемой поверхности расплавленным цинком при погружении (путем снижения коэффициента поверхностного натяжения цинкового расплава).
Операция по нанесению флюса может проходить двумя способами.
1. Расплавленное флюсование («мокрый» способ). Флюсовый слой находится непосредственно на зеркале расплава цинка. Обрабатываемое изделие перед оцинковкой проходит сначала безводный расплавленный флюсовый слой, а затем погружается в рабочий цинковый расплав.
2. Флюсование в специальном водном растворе с последующей сушкой. После такого способа обработки на металлической поверхности образуется слой «сухого» флюса.
Флюсовая смесь состоит из солей хлористого цинка и хлористого аммония.
Состав и режим флюсования
• раствор хлористого цинка (водный) – 150 ÷ 300 г/л.
• раствор (водный) хлористого аммония — 100 ÷ 150г/л.
Температура обработки – 60 °C.
7. Сушка
Сушка офлюсованных изделий позволяет решить ряд технологических вопросов.
- Получение на обрабатываемой поверхности равномерного флюсового слоя.
- Подогрев изделия перед оцинковкой облегчает нагрев рабочей ванны цинкования, улучшая технологические параметры процесса.
- После сушки образуется плотная солевая пленка на обрабатываемой поверхности, которая предохраняет изделия от окисления перед цинкованием.
Сушку производят в специальных камерах. Для ускорения процесса и улучшения качества обработки сушильные камеры оснащают системой рециркуляции горячего воздуха.
Продолжительность обработки и температурный режим зависят от массы обрабатываемых изделий.
Оптимальная температура поверхности после сушки находится в диапазоне от 120 до 150°C, при таком нагреве флюс не разлагается, сохраняя технологические свойства.
Горячее цинкование
1. Цинкование — технологический процесс горячего цинкования
При горячем цинковании обрабатываемое изделие погружают в цинковый расплав (450°C). Погружение деталей в рабочий раствор производится на большой скорости, чтобы предотвратить возможность дополнительного окисления обрабатываемой поверхности.
Скорость извлечения изделий из рабочего расплава невелика. Это дает возможность излишкам расплава стечь обратно в ванну цинкования. Чтобы получить равномерное покрытие по всей длине, на поверхности обрабатываемой детали должны присутствовать дополнительные технологические отверстия (для улучшения оттока излишков расплава).
Толщина цинкового слоя напрямую зависит от
• времени выдержки в цинковом расплаве,
• температуры цинкового расплава,
• скорости извлечения детали после оцинковки.
Tехнологический процесс горячего цинкования. Финишная обработка
1. Охлаждение
Обработанное изделие после оцинковки имеет температуру поверхности ~ 450°C. Охлаждение до комнатной температуры может производиться:
• на открытом воздухе,
• в специальной ванне с чистой водой.
2. Разгрузка металлоизделий
Оцинкованные изделия снимаются со специального транспортного приспособления (траверсы).
Путем шлифования убираются застывшие излишки цинкового расплава.
Контролируемые параметры технологического процесса горячего цинкования — это толщина цинкового покрытия и внешний вид изделия.Готовые изделия после технологического процесса горячего цинкования пакетируются для последующей транспортировки.
Горячее цинкование: экономика и технология
За последние 15 лет у нас в стране сформировалась новая отрасль — горячее цинкование готовых деталей и конструкций. Если ранее такие производства существовали, как не большие вспомогательные цеха на судостроительных комбинатах, с размерами ванн 3,5-7метров, то сейчас это самостоятельные производства цинкующие металлоконструкции своего производства, а так же выполняющие заказы на защиту от коррозии поступающие от сторонних организаций. За эти годы в России появилось свыше 50 новых заводов, большинство из которых имеет линии длинной 12-13 метров, позволяющие цинковать крупногабаритные металлоконструкции, например элементы ЛЭП. Причём эти заводы построены по последнему слову техники и отвечают всем требованиям, как технологической, так и экологической безопасности. Оборудование поставляется ведущими западными фирмами: W.Pilling, BISOL, WESTECH, INGENIA, Sirio, Maccabeo, KVK, Koerner, LOI и другие. Химические реактивы для нужд наших заводов поставляются, как иностранные компании Herwig, Soprin так и отечественный ИНТЕРХИММЕТ.
В настоящее время Россия занимает первое место в мире по темпам роста числа заводов горячего цинкования. Чем же был обусловлен такой взрывной рост этой отрасли. Дело в том, что в начале 2000-х ряд отраслей, а именно железные и автомобильные дороги, строители ЛЭП, в рамках оптимизации своих расходов на обслуживание инфраструктуры своих объектов приняли решение на повсеместное использование оцинкованной металлопродукции. Это позволило увеличить срок службы изделий в 4-5 раз, снизить расходы на эксплуатацию и ремонт. Более того были подготовлены внутренние ТУ (технические условия) оговаривающие использование оцинкованных металлоконструкций. Именно потребность этих заказчиков позволило успешно развиваться отрасли горячего цинкования.
Сейчас, на фоне постоянного роста числа предприятий горячего цинкования, на рынке наблюдается некоторое снижение числа заказов в пересчете на 1 завод. Для этого есть как субъективные, так и объективные причины. На фоне после кризисных явлений снизилось общее количество инвестиций во все отрасли экономики. У основных заказчиков — энергетиков, происходит объединение МРСК и ФСК — с неясной судьбой денежных потоков по приобретению новых и замен старых линий электропередач. Наблюдаемое уменьшение заказов создает иллюзию насыщения рынка, однако, это не так! Если рассмотреть структуру европейского, американского и российского рынка горячее оцинкованных конструкций мы увидим, что «ведущими заказчиками» за рубежом являются строители, у нас они занимают почетное второе место, не говоря уже об отсутствии в структуре отечественного рынка потребности сельского хозяйства. Если к западным строителям добавить заказы для нужд городской инфраструктуры, то доля этого сегмента рынка составит 45-55% от общего объема рынка! К сожалению, строители, не имеющие даже своего министерства и оперирующие устаревшими СНиПами, не могут и не хотят использовать защищённые от коррозии конструкции. Для них использование оцинкованного проката это вынужденная мера и является скорее исключением. Причина в том, что «заказчик», «проектировщик», «строитель» и «потребитель» это совершенно разные организации преследующие совершенно разные цели и задачи! Эффективные менеджеры от строительства, использующие дешёвые не качественные материалы не заинтересованы в увеличении срока службы зданий и сооружений! Чем быстрее проржавеет, тем раньше можно получить заказ на строительство нового или ремонт — это вообще золотое дно – только успевай красить!
Кроме того, вследствие молодости отрасли горячего цинкования ощущается острая нехватка специалистов и технического персонала и следовательно высокая себестоимость цинкования, из-за элементарного отсутствия опыта и не подготовленности персонала. Овладение опытом западных коллег и постоянное снижение технологических издержек производства позволит снизить стоимость цинкования и привлечь новых клиентов.
Таким образом, ситуация на рынке услуг горячего цинкования далеко не критическая и имеет великолепные перспективы роста! Если на Урале число заводов ГЦ удовлетворительное, то в Центральной Россиии, в Сибири и на Дальнем Востоке, их всё ещё не хватает.
Нужно проводить активную рекламную и просветительскую работу по информированию о преимуществах оцинкованного металлопроката. Активно сотрудничать с проектировщиками и архитекторами, вести просветительскую работу с заказчиками и городскими властями, объясняя порочность практики постоянной окраски.
Необходимо постоянно повышать технический уровень персонала, овладевать всеми нюансами технологии цинкования. Именно для этого НКП «Центр по развитию Цинка», проводит обучающие семинары, ближайший из которых состоится в конце мая в Санкт-Петербурге. Семинар, который мы организуем в ноябре, во время проведения выставки Металл-Экспо, призван улучшить представление о рынке ГЦ и его структуре. Словом, отрасль горячего цинкования имеет хорошие перспективы и остается весьма привлекательной с точки зрения инвестиций.
В целом процесс горячего цинкования состоит в погружении стальной конструкции, химически очищенной от масел, окислов и окалины в расплав цинка с температурой 4500 C.
Сама технология горячего цинкования начинается с навески металла на траверсы. Это операция совершается с помощью гидравлических подъемников в специально отведенной для этих целей зоне.
Дальше, траверсы с навешанным черным металлом перемещаются в зону химической подготовки, где последовательно проходят ванны: обезжиривания, травления, промывки и флюсования. Операция обезжиривания обеспечивает удаление грязи и жиров с поверхности цинкуемых изделий. Травление предназначено для удаления с поверхности металла изделий окислов, препятствующих образованию качественных цинковых покрытий. Промывка служит для удаления остатков кислоты и солей железа с поверхности металлоконструкций. Задачами флюсования является: удаление с поверхности изделий оставшиеся после травления солей железа, не полностью удаляемые при промывке; растворение окислов, которые образуются на протравленной поверхности при взаимодействии с водой и воздухом; очищение зеркала расплава от окислов цинка в месте выхода металлоконструкции из ванны горячего цинкования; способствовать смачиванию поверхности металлоконструкции расплавленным цинком снижая его поверхностное натяжение и увеличивая физико-механическое сцепление железа и цинка. Ванны химической подготовки представляют собой металлический жесткий каркас с химически стойкой футеровкой. Многие производители оборудования уверяют насколько важен выбор материала для футеровки, и что от этого выбора зависит работа всего завода и качество получаемой продукции, но они лукавят: от выбора материала ванны может зависеть только возможная долговечность самой ванны. Также не стоит забывать, что никакой супер-материал никогда не защитит ванну от ошибок рабочих, которые могут плохо закрепить металл на траверсе. На новых заводах ванны устанавливают в вытяжной короб для предотвращения вредных выбросов во внутрицеховое пространство и в окружающую среду, но это скорее эстетическая мера: на производительность и на качество продукции никак не влияет. Нужно помнить, что установка кожуха обязательно влечет за собой автоматизацию крановой системы в зоне химической подготовки, так как управлять кранами, работающими внутри кожуха, через просмотровые окна очень сложно. Воздух, удаляемый из вытяжного короба зоны предварительной подготовки, проходит очистку в скруббере. Отработанные растворы и промывные воды поступают на установки нейтрализации или передаются для очистки на другие предприятия.
Пройдя обработку на участке химической подготовки поверхности, металлоконструкции, на тех же траверсах, подаются в сушильную печь, представляющую собой камеру с циркулирующим нагретым воздухом. Операция сушки и предварительного нагрева металлоконструкций происходит при температуре 1200 C. Главной задачей сушки является удаление избытка воды из флюса, а также предварительный нагрев изделий перед цинкованием.
После сушки металлоконструкции переносятся к печи цинкования, где металл окунают в расплав цинка при температуре 4500 С. Обычно печь цинкования – это металлическая конструкция со встроенными горелками. Внутри нее находится ванна цинкования. Над печью устанавливают защитно-вытяжной короб, который служит для улавливания так называемых «белых дымов» и для защиты персонала от возможных выплесков цинка. И конструктивно может быть подвижным или стационарным. После цинкования металлоконструкции подвергаются охлаждению, а также в случае необходимости пассивации, и после отправляются в зону разгрузки, где их снимают с траверс.
Сердце линии — печь горячего цинкования. Главное различие печей – это используемое для нагрева топливо. Во всём мире большее распространение получил газовый нагрев, но также встречаются печи с электрическим нагревом и на жидком топливе. Электрический нагрев в нашей стране в основном используется на старых печах «шахтного» типа. На современных печах также можно встретить данный нагрев, но большого распространения он не получил из-за более сложной конструкции печи и большого потребления электроэнергии. Но этот энергоноситель может быть хорошей альтернативой газу в регионах с дешевой электроэнергией: например рядом с крупными электростанциями. Также редким явлением среди печей является использование жидкого топлива – мазута. Линии с этим нагревом можно встретить лишь в странах Персидского залива. В свою очередь самые распространённые газовые печи разделяются по типу горелок — плоскопламенные и высокоскоростные. При плоскопламенном нагреве горелки располагаются по периметру ванны и пламя горелок направлено перпендикулярно к стенкам ванны. Наиболее совершенным и современным считается высокоскоростной нагрев ванны цинкования. В данном исполнении горелки располагаются вдоль стенок ванны напротив друг друга. Данный способ нагрева был разработан английской фирмой Hasco-Thermic в 1976 году, но и до сих пор данный метод совершенствуется за счёт внедрения и использования современных систем горения, контроля и управления печью. Отходящие горячие газы используют для подогрева ванн химической подготовки или сушильной печи, прогоняя их через специальные теплообменники. Стоит обратить внимание, что выбор качественной и производительной печи во многом гарантирует успешную работу всего цеха, так как её мощность является главным тормозом наращивания объемов производства. Что касается ванны, которую нагревает печь, то все основные поставщики оборудования используют ванны немецкой фирмы Pilling. Исключением является только китайские коллеги, которые используют ванны своего собственного производства, но, сожалению, низкого качества и с малым сроком эксплуатации. По размеру ванны сейчас преобладает длина 13 метров, и наметилась тенденция на увеличение ширины, что связано с увеличением объема цинкования многогранных опор.
Если рассмотреть планировки линий, то самый распространённый вариант – это классическое линейное расположение с различными вариациями. При линейной схеме все оборудование установлено по одной оси в одном пролете здания. Передача металла из заготовительного пролета в технологический осуществляется с помощью рельсовых тележек. Все технологические операции совершаются с помощью мостовых кранов, защитно-вытяжной короб в данном варианте подвижный, и крепится на двух балочном кране над печью. Первое усовершенствование этой линии произошло за счет установки кольцевого монорельса вместо двухбалочного крана. В этом исполнение передача траверсы на участке от сушильной печи до тележки совершается с помощью тельферных пар, которые движутся по кольцу монорельса. Дальнейшая эволюция этой линии связана с установкой кожуха над зоной химической подготовки и с автоматизацией крановой системы внутри её. Само здание для этого типа представляет собой двух пролетный цех, с шириной пролета 18 метров.
Совершенно новый вид полностью автоматизированной линии был разработан австрийской компанией Ingenia GmbH. Основной принцип данного цеха – полностью закольцованная система, где всеми основными процессами управляет автоматика по заданной программе. Перемещения по всем технологическим этапам происходит с помощью автоматических тельферных пар, а изменение направления их движения совершается с помощью поворотных столов. Большое количество зон загрузки и выгрузки, также является огромным плюсом данной линии. Данные факторы позволяют увеличить производительность данной линии до 50000 тонн в год.
В цифрах данное производство выглядит так:
Линия с ванной 7 метров:
- Необходимая площадь: от 1500 м2
- Стоимость: от 1.500.000 €
Линия с ванной 13 метров:
- Необходимая площадь: от 2200 м2
- Стоимость: от 3.000.000 €
технология и метод по ГОСТ
Изделия, изготавливаемые из стали, подвергаются агрессивным воздействиям окружающей среды. Образование коррозии невозможно предупредить без обработки после производства изделия. Наиболее действенным, долговечным способом является горячее цинкование. Популярность появилась после проверки временем обработанных изделий и экономичности производства.
Горячее цинкование сталиДля каких целей металлоконструкции подвергают оцинковке
Процесс подразумевает наложение тонкого слоя цинка, перед нанесением поверхность обрабатывается механическими и химическими способами. Покрытие обеспечивает защиту не только барьерную, но и электрохимическую реакцию. Горячее цинкование используется в большинстве случаев при работе с металлами, так как оно наиболее подвержено градирующим процессам. Способ горячего цинкования является наиболее приемлемым, так как имеет сбалансированную стоимость процесса, высокий результат.
Способ горячего цинкования на производстве
Основное назначение цинкования – повышение прочности металлоконструкции. Оцинкованную деталь не нужно окрашивать для защиты от коррозии, в совокупности процесс приближен к стоимости окраски, но имеет больше преимуществ.
Происхождение метода
В конце 17 века проводились первые опыты по погружению металлической детали в горячий цинк. Французский химик отметил появление защитного слоя после процедуры – оцинковка металла. В 1836 году во Франции отдается патент на применение горячего цинка с целью использования для антикоррозийных свойств металлоконструкций. Метод горячего цинкования был налажен уже через 10 лет после открытого патента, а широкое распространение получил в середине прошлого века.
Применение оцинкованных изделий
Изделия, обработанные цинком возможно использовать при любых условиях, кроме щелочной среды. Изготовление представлено некоторыми сложностями во время производства, однако они перевешиваются плюсами.
Достоинства и недостатки метода
Основными преимуществами метода является стоимость при долгосрочном использовании. Уход после процедуры горячего цинкования за деталью не требуется при отсутствии механических воздействий. Цинкование металлоконструкций имеет ряд преимуществ:
- Обработка может производится к деталям любой формы и сложности, так как подразумевает опускание изделия целиком в ванны с цинком.
- При незначительных механических повреждениях, покрытие имеет свойства к самовосстановлению, при некоторых случаях без вмешательства человека.
- Горячее цинкование осуществляется при обработке емкостей и труб, так как стойкость к коррозии и другим воздействиям повышается более, чем в 5 раз.
- В процесс обработки забиваются все мелкие недостатки изделий.
- Эксплуатация не требует дальнейшего ухода за поверхностями, так как защищена слоем цинка.
Оцинкованные листы
Недостатки существуют абсолютно при каждой работе, обработка цинковым слоем происходит неравномерно. Повышенный расход материала при выполнении работ, обусловленность формой ванны, детали большего размера обработать не получится. Изделия, обработанные слоем цинка получаются габаритнее, обработанные изделия могут доставить трудностей при монтаже или сварке.
Технология горячего цинкования
Обработка происходит в соответствие с ГОСТ, выполняется в множество этапов, которые требуют подготовки. Технология горячего цинкования применяется только после соблюдения всех условий по производству. Перед работами обезжириваются детали, происходит удаление масла, других составов. Горячая оцинковка требует нескольких ванн и печей для сушки, печей для процесса, а также зоны, в которой детали подвергаются охлаждению.
Технология горячего цинкования
Общими правилами установлена, что процесс разбит на этапы. Подготовка поверхности происходит в несколько раз, осуществляются различные работы. Цинкование, процесс состоящий их трёх фаз, которые тщательно соблюдаются. После завершения основных процессов происходит аспирация и транспортировка, действия происходят автоматически.
Подготовка поверхности
Особо важный этап – подготовка, включает множество подтипов:
- Обезжиривание происходит при средней температуре +70 ⁰С, происходит для равномерно расположенного слоя цинка. Если не удалится масляное загрязнение, оцинкованный кусок может обвалиться.
- После происходит промывание, в процессе которого удаляются средства, используемые при обезжиривании.
- Соляной кислотой производится травление, слой окалины удаляется с поверхности металла, под воздействие попадает и коррозия.
- После каждого воздействия определенного средства необходимо осуществлять промывку детали.
- Флюсование обеспечивает хорошее прилегании цинка к поверхности в последующем, противостоит окислению в процессе производства.
- Сушка детали производится в специально отведенной для этого печи.
Наиболее важным процессом отмечается флюсование. Флюс, благодаря химическим свойствам, окончательно удаляет серную кислоту, влагу. Горячее цинкование использует своеобразный флюсовой слой.
Оборудование
Процесс горячего цинкование требует большого помещения и видов оборудования. Основные станки и приборы для обработки:
- Сушильная и цинковальная печи.
- Теплообменник.
- Цинковальные ванны, их количество определяется разновидностью производимых частей.
- Ванна для охлаждения.
- Грейфер, предназначенный для удаления гарт цинка.
Завод горячего цинкования
Перечисленное оборудование не включает в себя автоматизированную линию для транспортировки детали, подготовке к процессу и очистных сооружений, которые обязательно понадобятся для массового производства.
Цинкование
Определенная технология цинкования и ее соблюдение позволяют добиться прочности, надежности детали. Для получения результата необходимо следовать последовательности, которая описана в технологии горячего цинкования металлоконструкций:
- На этапе погружения детали, при повышении температуры, разрушается флюсовая пленка, которая служит для соединения цинка с металлом. Скорость процесса погружения подбирается оптимальной, нельзя допустить полное разрушение пленки, но и остаточный толстый слой.
- Продолжительность операции подбирается от сложности конструкции, время цинкования определено не более 10 минутами.
- Регулируется скорость вынимания для контроля остаточного слоя горячего цинка на металле.
Сушка оцинкованных изделий
Качественная сталь, соблюдение температурного режима обработки (450 ⁰С), степень охлаждения полностью зависят на готовый результат. Сушка изделия зачастую происходит на открытом воздухе.
Контроль качества покрытий по ГОСТ 9-307
Важные моменты при процедуре описаны контролем Госстандарта. Требований к обработке существует множество, основные из них:
- Требования к металлу, при данном разделе описаны категории изделий из стали, которые можно обрабатывать.
- Внешний вид и качество покрытия, а также толщина готового изделия определены согласно ГОСТу.
- Методы контроля качества определяются способами определения качества готовой продукции.
Процесс горячего цинкования труб
Контроль и его методы подразумевают проверку готовой продукции путем нанесения механических повреждений или специальных меток. Горячее цинкование металлоконструкций определяется также температурным воздействием, изделие нагревается до 200 ⁰С, визуально проверяется на наличие повреждений либо отслаивания металла.
Горячее цинкование – что это, технологии, преимущества
Данный метод защиты металла представляет собой покрытие наружной поверхности конструкции специальным слоем цинка. Он пользуется обширным спросом и лишь немногими параметрами уступает гальванической оцинковке. Однако, если принимать в расчет долговечность получаемого покрытия и его стоимость, то горячее цинкование является более подходящим вариантом для любого заказчика.
Для чего необходимо горячее цинкование?
При проведении цинкования на металлическую конструкцию наносится определенный слой цинка толщиною в пределах 35…70 мкм. За счет этого обеспечивается надежная барьерная, а также электрохимическая защита металлоконструкции от возможных проявлений коррозии. Оцинковка может проводиться по отношению к различным металлическим изделиям, но обычно ее применяют при работе со стальными конструкциями. При выполнении заказа, еще на стадии проекта, метод горячего цинкования сравнивается с другими технологическими решениями в плане конечной стоимости и качества получаемого защитного слоя. Заложенные в проект данные показывают, что с учетом даже особо тяжелых условий эксплуатации, конструкции, выпускаемые предприятием KvantEnergy, готовы служить не менее 60 лет. При этом защитные свойства покрытия, полностью сохраняются на время эксплуатации изделия.
Горячее цинкование и его основные преимущества
При сравнительном анализе с похожими технологиями, горячая оцинковка конструкций обладает следующими преимуществами:
Горячее цинкование металлоконструкций используется на нашем производстве в KvantEnergy уже не один год, и за это время, он смог доказать свою полную эффективность.
Инженеры KvantEnergy в Москве и Санкт-Петербурге всегда следят за нормой выполнения технологических требований. Выдача сертификатов соответствия на металлоконструкции, обработанные по данной технологии, происходит только после их экспертного заключения. Партии товара сопровождаются соответствующими сертификатами, поскольку мы строго следим за своей репутацией.
Как работает наш завод?
В СПБ и МСК мы занимаем лидирующие позиции целевого рынка, поскольку можем предоставлять результат европейского качества. Без преувеличения. От конкурентов мы отличаемся:
- Большей актуальностью продукции, популярностью у партнёров. Оптимизируя имеющиеся и внедряя новые технологии, мы постоянно совершенствуем производственные процессы;
- Наличием собственной материально-технической базы. Мы не прибегаем к помощи прочих торгово-производственных компаний, поскольку сами можем обеспечить потребности наших заказчиков;
- Прозрачным ценообразованием. В договоре сотрудничества прописываются все стоимости, влияющие на общий результат. Наши клиенты знают, за что они платят.
Чтобы узнать подробнее о процедуре горячего цинкования в СПБ на заводах KvantEnergy, обращайтесь по телефонам, указанным в шапке сайта. Нужна защита металлоконструкций? Представители ответят на вопросы и помогут выбрать верное решение. Торгово-производственная компания «Металл-К» – это признанный бренд, имеющий все мыслимые сертификаты и гранты. Продукция защищена официальным товарным знаком, в соответствии с законом РФ. Мы всегда идем навстречу нашим клиентам, выполняя пожелания. Металлоконструкции KvantEnergy защищенные по технологии горячего цинкования – экономичный вклад в безопасность. Работайте, используя лучшее.
Наши контакты:
т. 8 (812) 40-99-888
E-mail: [email protected]
Звонок по России (бесплатный)
т. 8 (800) 200-90-22
Оцинкование металлоконструкций, горячее оцинкование изделий из металла
Горячая оцинковка применяется более 250 лет, и по-прежнему это наиболее дешевый и эффективный способ защиты металлических изделий от коррозии. Известно, что изделия из черных металлов ржавеют очень быстро, из-за чего толщина их несущего каркаса становится гораздо меньше расчетной, что нередко является причиной разрушения всей конструкции, порой влекущее трагичные последствия.
Горячее оцинкование защитит изделия из черных металлов и оборудование от коррозии и позволит эксплуатировать их в течение положенного срока. Обычно оцинкованные изделия служат 25−30 лет.
Преимущества горячего цинкования
При горячем цинковании металлоконструкций поверхность металлического изделия покрываются слоем цинка, и по популярности метод уступает лишь гальванической технологии. По стоимости выполнения и долговечности формируемых покрытий этот способ превосходит электрохимический.
Метод предполагает нанесение на поверхность металлоизделия слоя цинка толщиной 40−65 мкм. Это покрытие обеспечивает барьерную и электрохимическую защиту от коррозии. Главным образом цинкуется сталь.
Горячая оцинковка, в сравнении с другими технологиями, отличается оптимальным сочетанием стоимости процесса и обеспечения высоких защитных свойств слоя цинка. Обработанное изделие даже в очень неблагоприятных условиях может прослужить 65−70 лет, сохраняя эти свойства.
Плюсы метода следующие:
- Данная технология применяется даже для обработки изделий сложной геометрической формы. В частности, так обрабатываются трубы.
- Поврежденные механическим воздействием участки цинкового покрытия могут восстанавливаться сами без постороннего вмешательства.
- Устойчивость покрытия при взаимодействии с жидкими средами в 6 раз выше, чем в случае с другими методами оцинковки. Поэтому к данной технологии прибегают при обработке труб и емкостей.
- Эффективно устраняются многие дефекты: поры, раковины и пр.
- Эксплуатация труб и метизов, покрытых цинком по этой технологии, требует минимум финансовых затрат. Поверхности не требуется регулярная окраска, так как уже имеется защита от негативного воздействия внешней среды. Это весьма актуально для труб, эксплуатирующихся в труднодоступных местах (под землей, в стенах).
Этапы оцинковки металлоконструкций
Два этапа:
- Обрабатываемая поверхность тщательно подготавливается.
- Изделие погружается в расплавленный цинк и в результате буквально обволакивается им.
Нюансы горячей оцинковки металла регламентирует ГОСТ 9 .307−89.
Подготовка изделия к процедуре
Согласно ГОСТ, поверхность, подлежащая обработке, должна тщательно подготовиться. Подготовка включает:
- механическую обработку;
- обезжиривание;
- промывку;
- травление;
- промывку после травления;
- флюсование;
- просушку.
Механическая обработка удаляет загрязнения, следы ржавчины, продукты окисления, шлаковые включения. ГОСТ предписывает скруглять острые кромки и углы на изделии, и это тоже делается путем механической обработки. На производстве используют пескоструйные установки.
Обезжиривание выполняется примерно при 75 °C перед основной процедурой для улучшения адгезии защитного слоя с обрабатываемым изделием. Присутствие на поверхности изделия пятен жира и масла может привести к формированию на этих участках неравномерной толщины или отслаивания. Обезжиривание выполняется с помощью химических реагентов, список которых регламентирует соответствующий ГОСТ. Остатки веществ впоследствии должны удалиться промывкой.
Согласно тому же ГОСТ, на трубах и прочих цинкуемых изделиях не должно быть окисленных участков и старого покрытия. Для выполнения этих требований поверхность протравливается обычно соляной кислотой. Процедура выполняется при температуре 22−24 °C, а концентрация раствора кислоты выбирается в зависимости от степени загрязнения поверхности следами коррозии и окислами.
Как правило, для травления используются растворы, где в 1 л воды растворяется 140−200 г кислоты. При травлении раствор может сильно повредить поверхность. Во избежание этого и для минимизации выделения водорода из раствора в состав его вводятся ингибиторы. После травления изделие тщательно промывается для удаления остатков использованных химических веществ.
Флюсование перед цинкованием
Технология предусматривает тщательную подготовку обрабатываемого изделия, позволяет предотвратить окисления и улучшить адгезию покрытия с металлом.
При флюсовании, выполняемом при 60 °C, обрабатываемая поверхность покрывается тонким слоем флюса, который содержится в специальном растворе. Обычно в качестве флюса используются хлориды цинка и аммония, которые смешиваются с водой в соотношении 500 г на 1 л для приготовления раствора для процедуры. При флюсовании крайне важно следить за следующими параметрами раствора:
- кислотность;
- плотность;
- содержание железа.
Когда концентрация железа превышена, в раствор вводится перекись водорода, способствующая образованию солей железа, которые выпадают в осадок.
В любом цехе горячей оцинковки непременно должны иметься термические печи, в которых обрабатываемое изделие после флюсования просушивается. Благодаря подобной термической обработке удаляются остатки жидкости, ухудшающей качество готового цинкового покрытия, деталь нагревается до 100 °C, что позволяет сократить затраты на основную технологическую операцию.
Технология нанесения слоя цинка
Нанесения защитного цинкового слоя может производиться с помощью линии горячей оцинковки или более простого оборудования. Процесс предполагает погружение детали в расплавленный цинк. Температуру, при которой расплав находится в емкостях, определяет ряд факторов, в числе которых геометрические параметры изделия. В среднем температура составляет 420−455 °C .
Если оборудование не АНГЦ (агрегат для непрерывного горячего цинкования), а более простые технические устройства, на производственном участке обеспечивается выполнение таких условий:
- Наличие мощной вытяжки, удаляющей из воздуха пары, которые интенсивно образуются в процессе цинкования.
- Оборудование должно обеспечивать соблюдение скорости погружения в расплав детали и времени выдержки ее в нем.
- После извлечения из емкости обработанная деталь качественно охлаждается.
Метизы оцинковываются так:
- Изделия погружаются в емкость с расплавленным цинком.
- Детали выдерживаются 4−10 мин.
- Извлечение детали из расплава, скорость выполнения которого во многом определяет толщину формируемого покрытия.
- Принудительное или естественное охлаждение.
Представленная технология отличается сравнительно невысокой сложностью. Для осуществления процедуры отсутствует необходимость готовить сложные электролитические растворы, какие делает на производстве гальваник.
У этого метода есть и недостатки. Наиболее серьезный из них в том, что размеры обрабатываемых деталей, ограничиваются размерами емкости с расплавленным цинком. На крупных производственных предприятиях обработка габаритных изделий осуществляется путем применения АНГЦ.
Горячее цинкование (HDG) | Американская ассоциация гальванизаторов
Дом ” Проектирование горячего цинкования » Горячее цинкование (HDG)
Будь то искусная скульптура, сияющая на солнце, или прочный мост, сверкающий над бурной рекой, горячее цинкование защищает сталь от коррозии на протяжении многих поколений во всем мире. Новые технологии и творческая химия продолжают развивать этот 150-летний процесс, что облегчает его дальнейшее использование в бесчисленных приложениях, а также инновационные идеи для новых.
Прежде чем мы углубимся в подробности преимуществ горячего цинкования, важно понять, как наносится покрытие. Процесс цинкования состоит из трех основных этапов: подготовка поверхности, цинкование и осмотр.
Процесс горячего цинкования.Подготовка поверхности
Подготовка поверхности стали.Подготовка поверхности – критический этап при нанесении любого покрытия. В большинстве случаев, когда покрытие выходит из строя до истечения ожидаемого срока службы, это происходит из-за неправильной или недостаточной подготовки поверхности.
На этапе подготовки поверхности в процессе цинкования есть собственные встроенные средства контроля качества, поскольку цинк просто не вступает в реакцию с нечистой сталью. Любые сбои или несоответствия в подготовке поверхности будут немедленно очевидны, когда сталь будет извлечена из цинковой ванны, поскольку нечистые участки останутся без покрытия, и можно будет немедленно принять меры по исправлению положения.
Подготовка поверхности состоит из трех этапов:
- Обезжиривание – Горячий раствор щелочи, слабокислая ванна или ванна для биологической очистки удаляют органические загрязнения, такие как грязь, пятна краски, жир и масло с металлической поверхности. Эпоксидные смолы, винил, асфальт или сварочный шлак, которые нельзя удалить путем обезжиривания, необходимо удалить перед цинкованием с помощью пескоструйной обработки, пескоструйной обработки или других механических средств.
- Травление – Разбавленный раствор нагретой серной кислоты или окружающей соляной кислоты удаляет прокатную окалину и оксиды железа (ржавчину) со стальной поверхности.В качестве альтернативы травлению или в сочетании с ним этот этап также может быть выполнен с использованием абразивной очистки или пескоструйной обработки песком, металлической дробью или крошкой на стали.
- Флюсование – Заключительный этап подготовки поверхности, раствор хлорида цинка и аммония, служит двум целям. Он удаляет любые оставшиеся оксиды и наносит защитный слой на сталь, чтобы предотвратить дальнейшее образование оксидов на поверхности перед погружением в расплавленный цинк.
Цинкование
Погружение в цинковую ваннуСтадия «цинкования» процесса происходит, когда сталь полностью погружается в ванну (котел) расплавленного цинка.Согласно спецификации, химический состав ванны должен состоять из цинка с чистотой не менее 98% и поддерживаться при температуре приблизительно 840 F (449 C). Сталь опускается под углом крановым подъемником. Это позволяет воздуху выходить из трубчатых форм или карманов, которые могут входить в конструкцию готовой детали, и, конечно, позволяет расплавленному цинку вытеснять воздух.
При погружении в котел цинк вступает в реакцию с железом в стали, образуя серию слоев интерметаллического сплава цинк-железо. Как только изготовленное изделие достигает температуры ванны, рост покрытия завершается, и изделия медленно извлекаются из ванны для цинкования.Избыток цинка удаляется путем слива, вибрации и / или центрифугирования. Металлургическая реакция будет продолжаться после извлечения из ванны, пока изделие остается около температуры ванны. Изделия охлаждаются либо погружением в пассивирующий раствор или воду, либо оставлением на открытом воздухе.
Инспекция
Визуальный и технический осмотр оцинкованной стали.Последняя фаза процесса, инспекция, выполняется просто и быстро.Два свойства горячеоцинкованного покрытия внимательно изучаются: толщина покрытия и внешний вид покрытия. Существуют дополнительные тесты на соблюдение режима лечения, но они обычно проводятся только в качестве «судейского» теста или при подозрении на проблему.
Очень точное определение качества гальванического покрытия может быть выполнено путем визуального осмотра материала, поскольку, как было сказано ранее, цинк не вступает в реакцию с нечистой сталью. Также могут быть выполнены различные простые физические и лабораторные испытания для определения толщины, однородности, адгезии и внешнего вида, чтобы убедиться, что покрытие соответствует требованиям спецификации.Продукция оцинковывается в соответствии с давно установленными, принятыми и утвержденными стандартами ASTM.
Процесс цинкования – Valmont Coatings
Процесс горячего цинкования состоит из трех этапов: подготовка поверхности, цинкование и проверка.
Подготовка поверхности: Для высококачественного горячего цинкования сталь должна быть надлежащим образом подготовлена перед погружением в ванну с расплавленным цинком.На этапе подготовки поверхности материал проходит обезжиривание / щелочную очистку, травление и флюсование.
Обезжиривание / щелочная очистка: Горячий щелочной раствор, слабокислая ванна или ванна для биологической очистки удаляют со стали загрязнения, такие как грязь, жир и масло.
Травление: Для удаления прокатной окалины и оксидов железа сталь проходит через разбавленный раствор нагретой серной кислоты или окружающей соляной кислоты.
Флюсование: на заключительном этапе подготовки поверхности любые оставшиеся оксиды удаляются в растворе хлорида цинка и аммония, а на сталь наносится защитный слой, предотвращающий образование любых оксидов перед цинкованием.
Цинкование: После подготовки поверхности сталь погружается в ванну с расплавленным цинком. Цинковый котел содержит цинк с чистотой не менее 98% и поддерживается при температуре 815–850 ° F (435–455 ° C). В то время как сталь погружается в котел, цинк реагирует с железом в стали, образуя ряд металлургически связанных слоев сплава цинк-железо с последним верхним слоем, состоящим из 100% цинка.
Проверка: Процесс проверки оцинкованной стали довольно прост.Цинк не вступает в реакцию с нечистой сталью, поэтому визуальный осмотр продукта даст хорошую оценку качества покрытия. Также будут выполнены испытания на толщину покрытия и соответствие стандартам ASTM.
Чтобы узнать больше о процессе цинкования, запланируйте консультацию или семинар на местном предприятии.
Разработка производственного процесса и технологии горячего цинкования
[1] Miaolixian, Wangzhengyin, Chenjie, Wangfang, Qiuhaifeng.Оптимизированная технология горячего цинкования стальных изделий [J]. Гальваника и отделка, 2006, 25 (11): 20-22.
[2] Юйцзиньшань, Люцзюньлян, Чжанцзиньсю, Уцзяньшэн.Структурный анализ Т-фазы в отожженном гальваническом покрытии [J]. Материаловедение и технологии, 2008, 16 (1): 99-102.
[3] Miaoying, Miaolixian.Оптимизированный процесс снижения расхода цинка при горячем цинковании стальной проволоки [J]. Гальваника и отделка, 2010, 29 (1): 99-102.
[4] Ухайцзян, Янфэйин.Электрохимическая коррозия силанового покрытия на горячеоцинкованной стали [J]. Китайская поверхностная инженерия, 2009 г., 30 (12): 16-20.
[5] Ниеюхуа, Ванвенин.Технология горячего цинкования и борьба с загрязнением [J]. Гальваника и отделка, 2008, 27 (2): 24-25.
[6] Пэншу, Луцзиньтан, Чечуньшань, Вансиньхуа.Микроструктура затвердевания сплавов Zn- (0-6,0%) Al-4% Sb, используемых для горячего цинкования [J]. Журнал Центрального Южного Университета, 2010 г., 41 (3): 930-935.
[7] Лючуньфу, Хэтончжэн, Юдань.Усовершенствование опорных валков, используемых на линии горячего цинкования [J]. Сталепрокат, 2009, 26 (6): 70-73.
[8] Люцзиньтан, Чжанвэйвэй, Конганг.Внедрение и аудит экологически чистого производства горячего цинкования [J]. Защита материалов, 2010, 3 (3): 47-55.
Paint VS Горячее цинкование | Piping Technology & Products, Inc.
Скачать PDF
Горячее цинкование (вещество) VS порошковое покрытие или краска (стиль)
Одна из самых неожиданных проблем, с которой PT&P столкнулась в ходе более 1000 аудитов действующих предприятий, – это коррозия из-за использования систем окраски или порошкового покрытия для защиты от коррозии.Как и в большинстве случаев в жизни, вы не можете съесть свой торт и съесть его. Краска может быть очень привлекательной.
Однако за привлекательность приходится платить…
Рисунок 1 – Фотографии новой оцинкованной трубы и окрашенной стальной трубы |
Рисунок 2 – Изображения 25-летней службы поддержки HDG VS. Окрашенная подставка 8-летней выдержки
Горячеоцинкованная опора PT&P 25 лет эксплуатации в Дубае – соленый воздух из Персидского залива – 100 песчаных бурь в год | Окрашенная поддержка без PT & P 8 лет эксплуатации в Техасе Солевой воздух с побережья Мексиканского залива |
Другое главное преимущество краски состоит в том, что она лучше работает с очень тонкой сталью.Тонкая сталь деформируется под действием горячего цинкования. Очевидно, что сочетание тонкой стали и краски для защиты от коррозии приведет к сокращению срока службы; тем не менее, это дает преимущество с точки зрения снижения затрат за счет снижения веса.
Горячеоцинкованная опора PT&P 25 лет эксплуатации | Техническая поддержка, не относящаяся к PT&P 8 лет эксплуатации в Луизиане |
Наиболее фундаментальное различие между двумя типами защиты поверхности резюмируется ниже:
Покраска – это покрытие – Краска или порошковое покрытие в различных формах – это просто покрытие.Он не более чем прилипает к основной стали, как и следовало ожидать от таких веществ, как эпоксидная смола или акрил, которые не могут сцепляться со сталью. В результате намного легче добиться однородной отделки, не связанной с лежащей под ним сталью.
Горячее цинкование включает химическую реакцию – HDG – это гораздо больше, чем просто покрытие. Этот процесс создает химическую реакцию, которая связывает цинк и сталь вместе до точки, где электроны перемещаются от цинка к стали как часть процесса защиты.Поскольку существует химическая реакция, достичь того же уровня косметики, что и краски, сложнее, но она обеспечивает гораздо более высокий уровень защиты.
Рисунок 3 – Изображение тонкой стали, лучше подходящей для окраски
Любое покрытие, препятствующее проникновению влаги и кислорода в воздух, поможет защитить углеродистую сталь от коррозии. Правильно окрашенная поверхность будет служить барьером, но при контакте с твердыми предметами она подвержена царапинам.
Рисунок 4 – Показывает, как ржавчина может разрастаться и повредить окрашенную поверхность, когда начинается коррозия из-за того, что защитный слой краски нарушается царапиной.
Рисунок 5 – HDG и органические покрытия (из немецкой технической презентации)
Источник: Доклад конференции по цинкованию конструкций автомобильных дорог и железнодорожных мостов для динамических нагрузок (Германия) М.Охснера Технического университета Дармштадта, Фабриана Симонсена, EJOT Tambach GmbH, Дитера Унгермана, Технического университета Дортмунда, Денниса Радемахера, ArcelorMittal Europe.
На рисунке 6 показано, как коррозия повреждает углеродистую сталь. Обратите внимание, что ямочная область справа является анодной и отдает электроны, в то время как катодная область слева (где присутствуют вода и кислород из воздуха) – это место, где появляется ржавчина. Ржавчина не является участком с ямками, на котором углеродистая сталь ослабевает.
Цинк имеет большую тенденцию отдавать электроны, чем углеродистая сталь, поэтому, когда оба присутствуют, цинк становится анодом и защищает углеродистую сталь.
Рисунок 7 указывает на коррозию, когда цинк отдает электроны и образует ямки, в то время как углеродистая сталь остается неповрежденной. Из этого мы видим, что цинковое покрытие защищает углеродистую сталь, «жертвуя собой» до тех пор, пока цинк не истощится. Скорость истощения цинка относительно низкая, когда pH электролита составляет от 4 до 13.
Преимущества против коррозии HDG
Преимущества HDG для защиты от коррозии:
Сопротивление истиранию – HDG – это не один слой покрытия, а на самом деле 4 слоя покрытия с разными свойствами и различными комбинациями цинка и стали.Верхний слой – 100% Zn с жгутом 70 DPN. Каждый слой, расположенный ближе к базовой стали, имеет повышенный уровень твердости вплоть до гамма-слоя, который составляет 75% Zn, 25% Fe и имеет твердость 250 DPN, что тверже, чем базовая сталь, имеющая твердость 159 DPN.
Рисунок 8 – Слои горячего цинкования и связанная с ними твердость
Катодная защита – Аспект защиты HDG, который невозможно воспроизвести с помощью простого покрытия, такого как краска, – это катодная защита цинка.Соленая вода действует как электролит между цинком и сталью в электрохимической цепи, причем цинк действует как анод, а сталь – как катод. В результате сталь защищена от коррозии до полного израсходования цинка. Это означает, что даже незащищенная сталь будет защищена от коррозии цинком вокруг стали. Катодная защита достаточно важна, чтобы требоваться в некоторых системах трубопроводов в соответствии с федеральным законодательством.
Рисунок 9 – Катодная защита HDG VS Paint
Ниже приведены примеры окрашенной опоры трубы с начальной коррозией из-за отсутствия катодной защиты, а также изображение разрушения после того, как начальная коррозия началась.Как видите, любое отверстие, царапина или царапина вызовут процесс коррозии. По нашему опыту с момента производства, многие участки уязвимы для некоторых повреждений поверхностного покрытия во время строительства или после оборота. Это ужасно для окрашенной поверхности.
Рисунок 10 – Реальный пример окраски и отсутствия катодной защиты
В Piping Technology and Products Inc. многие клиенты вернули окрашенные опоры переменной и постоянной пружины, которые больше не могли функционировать из-за коррозии.Затраты необходимо учитывать при составлении спецификации покрытий для опор труб. Владелец и оператор установки должны учитывать затраты на жизненный цикл. Опоры для труб обычно составляют относительно небольшой процент от общей стоимости установки и эксплуатации электростанции, нефтехимического завода, бумажной фабрики или другого крупного объекта. Небольшие дополнительные затраты на горячее цинкование компонентов опор труб из углеродистой стали всегда являются разумным вложением средств.
Рисунок 11 – Реальные примеры HDG VS.Краска / Отсутствие катодной защиты
Поддержка пружины PT&P: 25 лет, но все еще в эксплуатации. Пружина НЕ PT&P: 8 летZinc Patina – Поскольку цинк изначально подвергается воздействию влаги, он вступает в реакцию с водой с образованием пористого слоя гидроксида цинка. По мере высыхания материала он превращается в тонкий слой карбоната цинка, который представляет собой пассивную, стабильную пленку, не растворимую в воде. Процесс формирования цинковой патины занимает примерно 6-12 месяцев с момента горячего цинкования.Этот слой цинковой патины приобретает матово-серый цвет и значительно снижает скорость коррозии. Цинковая патина является одной из причин того, что испытание солевым туманом является очень плохим показателем преимуществ гальванизации, поскольку сохранение влажного оцинкованного материала не позволяет образовывать цинковую патину.
Рисунок 12 – Образование нерастворимого в воде поверхностного слоя карбоната цинка
Сводка
Горячее цинкование почти всегда является лучшим решением для защиты конструкционной стали от коррозии.Случаи, в которых может быть полезна краска, включают работу с тонким материалом (который не может выдерживать высокую температуру обработки HDG без деформации) или ситуации, в которых косметические средства окраски имеют высокую ценность.
Если на вашем предприятии имеется значительное количество окрашенных стальных конструкционных элементов, у которых возникают проблемы с коррозией, обратитесь в компанию Piping Technology and Products. Мы наблюдаем эту проблему на удивительном количестве предприятий и можем разработать стратегию перехода к более устойчивому подходу к предотвращению коррозии.
Как работает горячее цинкование – MarketScale
Горячее цинкование – это, по сути, процесс покрытия стали защитным слоем из цинкового сплава для защиты от коррозии. Это не только относительно простой и рентабельный процесс, но и получаемые в результате выгоды сохранятся на десятилетия. Давайте посмотрим на процесс цинкования от начала до конца.
Процесс ПодготовкаПрежде всего, необходимо тщательно осмотреть саму сталь, чтобы убедиться в соблюдении требований к дренажу и вентиляции.Нельзя с самого начала иметь дефектный продукт.
Очистка стали перед горячим цинкованиемПеред тем, как начать процесс цинкования, сталь необходимо очистить как можно тщательнее. Это не только для приличия. Цинковое покрытие просто не может сцепиться со стальной поверхностью при наличии посторонних материалов. Очистка состоит из нескольких этапов:
- Сталь погружают в резервуар для каустика при температуре 180 ° F, чтобы удалить остатки краски.Затем его промывают в резервуаре для пресной воды при температуре окружающей среды, чтобы удалить едкий материал.
- Сталь протравливается путем погружения в резервуар с нагретой серной кислотой при 140-145 ° F для удаления прокатной окалины. После этого его снова ополаскивают в резервуаре с пресной водой.
- Наконец, сталь промывается в резервуаре для флюса, содержащем смесь хлорида цинка и хлорида аммония, при температуре 140–170 ° F для защиты от окисления перед цинкованием.
После выполнения этих шагов сталь готова к нанесению нового защитного покрытия.
Чайник для горячего цинкованияСвежеочищенную сталь погружают в котел с расплавленным цинком при температуре 830-850 ° F. Затем цинк связывается со сталью в результате диффузионной реакции, создавая совершенно новый слой металлического сплава цинка. Перед тем, как сталь с новым покрытием может быть удалена из резервуара, поверхность расплавленного цинка необходимо очистить, чтобы удалить любые остатки, чтобы гарантировать, что сталь выходит через чистый цинк.
ОхлаждениеСразу после извлечения из котла для цинкования сталь закаливается в водном бихромате натрия при температуре окружающей среды, чтобы охладить ее перед окончательной очисткой.Это также помогает оцинкованной стали дольше сохранять блестящую поверхность.
Заключительная уборкаПосле оцинковки поверхность стали с покрытием очищают от грязи, капель или излишков цинка, чтобы гарантировать готовность конечного продукта к испытаниям.
Испытания результатов горячего цинкованияЗатем сталь перемещают наружу и помещают на столбы для испытаний на измельчение. Эти испытания подтверждают, что процесс прошел успешно и что цинковое покрытие имеет надлежащую толщину.Для различных областей применения стали может потребоваться разная толщина покрытия.
Другие важные аспекты горячего цинкования Защита от ржавчины с помощью горячего цинкованияОсновное назначение стали горячего цинкования – защита от ржавчины, естественного хищника стали. Одним из основных преимуществ покрытия из цинкового сплава, помимо высокой стойкости к истиранию, является то, что цинк и ржавчина являются врожденными врагами.Ржавчина просто не может разъесть цинк, следовательно, она не может разъесть сталь под цинком. или.
Долгая история горячего цинкованияГальванизация металла цинком – это процесс, который мы используем уже более 150 лет. Первое известное использование было в индийских доспехах 17 -х годов -го века, и этот процесс был индустриализирован для защиты железа на британских военно-морских кораблях. С тех пор он нашел применение почти во всех сферах применения стали и чугуна во всем развитом мире.
ЭстетикаКристаллиты цинкового покрытия или зерна являются видимым элементом оцинкованной стали. Эта особенность называется «блестками», и ее можно изменять и настраивать по вкусу, изменяя количество частиц, добавляемых при гетерогенном зародышеобразовании, а также скорость охлаждения во время процесса горячего цинкования. При желании можно сделать блестку однородной, а зерно будет слишком маленьким, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом.
Общие области применения горячего цинкованияГорячее цинкование стали чаще всего применяется в строительстве.Этот процесс обеспечивает защиту каркасов зданий, проходов, лестниц и т. Д. В крупных городах по всему миру. Большинство из нас почти наверняка контактировало со сталью, оцинкованной горячим способом, даже не осознавая этого.
Оцинкованные трубы также широко используются в ирригации и других решениях для хранения воды на открытом воздухе и транспортировки воды из-за их превосходной способности противостоять коррозионным силам элементов и устойчивости к ржавчине.
Экономическая эффективность горячего цинкованияГорячее цинкование пользуется популярностью среди фермеров, инженеров, архитекторов и многих других благодаря своим защитным свойствам, но оно также обеспечивает другие более экономические преимущества.
Из-за долговечности и прочности горячеоцинкованная сталь требует меньшего обслуживания и может прослужить десятилетия, прежде чем потребуется ремонт или замена. Устойчивость к истиранию также делает поверхности более гладкими, которые легче чистить и красить.
Комитет технологии цинкования
Мероприятия комитета Найдите комитет -Безопасность и здоровье -Деятельность комитета -Только для членов -Относящийся к окружающей среде -Деятельность комитета -Только для членов -Когмейзинг -Деятельность комитета -Только для членов -Железнодорожное производство -Деятельность комитета -Только для членов -Прямое восстановленное железо -Деятельность комитета -Только для членов -Электросталеплавильное производство -Деятельность комитета -Только для членов -Кислородное производство стали -Деятельность комитета -Только для членов -Специальные сплавы и литейное производство -Деятельность комитета -Только для членов -Поверхность и вторичная очистка -Деятельность комитета -Только для членов -Непрерывное литье -Деятельность комитета -Только для членов -Горячая прокатка листов -Деятельность комитета -Только для членов -Холодная прокатка листов -Деятельность комитета -Только для членов -Гальванизация -Деятельность комитета -Только для членов -Plate Rolling -Деятельность комитета -Только для членов -Длинные изделия -Деятельность комитета -Только для членов -Tinplate Mill Продукция -Деятельность комитета -Только для членов -Трубка и трубка -Деятельность комитета -Только для членов -Роллы -Деятельность комитета -Только для членов -Металлургия – Сталеплавильное производство и литье -Деятельность комитета -Только для членов -Металлургия – Обработка, продукты и применение -Деятельность комитета -Только для членов -Энергия и коммунальные услуги -Деятельность комитета -Только для членов -Приложения оцифровки -Деятельность комитета -Только для членов -Электрические приложения -Деятельность комитета -Только для членов -Управление проектами и строительством -Деятельность комитета -Только для членов -Обслуживание и надежность -Деятельность комитета -Только для членов -Смазка и гидравлика -Деятельность комитета -Только для членов -Огнеупорные системы -Деятельность комитета -Только для членов -Краны -Деятельность комитета -Только для членов -Материал обработки -Деятельность комитета -Только для членов -Транспорт и логистика -Деятельность комитета -Только для членов Присоединяйтесь к комитету Технологическое обучение Награды и признание комитета Ресурсы комитета
МИССИЯ: Расширять технологические возможности продуктов и процессов с горячим покрытием путем организации встреч, семинаров, посещений заводов и технических сессий для взаимной выгоды производителей и поставщиков.
Старший инженер AIST | Стул | Заместитель председателя |
►Посмотрите полный список доступных вебинаров!
Оставайтесь с нами, просматривая прошлые собрания и мероприятия Комитета по технологии цинкования.
►Посмотреть сейчас
Посетите зону, предназначенную только для членов Комитета по технологиям цинкования, чтобы получить доступ к протоколам собраний, презентациям, спискам и спискам рассылки. Для просмотра вы должны быть активным участником.
►Посмотреть сейчас
Просмотреть участников, которые присоединились к Комитету по технологиям цинкования за последние 30 дней.
►Посмотреть сейчас
Технологические линии Новости черной металлургии
горячее цинкование против холодного цинкования: в чем разница?
Разрушающее воздействие коррозии на металлы было известно веками.Почти с тех пор, как металлы были строительным материалом, люди постоянно искали способы повысить его долговечность в агрессивных средах. Одним из наиболее широко используемых методов защиты металлов (в основном стали) является цинкование.
В 1742 году химик, известный как Мелуин, обнаружил, что цинковое покрытие можно нанести на железо, окунув его в расплавленный цинк. Это открытие вызвало волну исследований в научном сообществе и заложило основу для гальванизации.В 1780 году итальянский физик Луиджи Гальвани, человек, в честь которого был назван этот процесс, заметил, что контакт между двумя разнородными металлами приводит к протеканию электрического тока. (Для справки см. Почему два разнородных металла вызывают коррозию?) Со временем понимание цинкования значительно улучшилось, и к 1850 году британская гальваническая промышленность ежегодно использовала 10 000 тонн цинка для защиты железа. Так зародилась отрасль, которая процветает и по сей день.
Оцинкованная сталь играет важную роль в нашей повседневной жизни. Он часто используется в нескольких секторах, включая строительство, транспорт, сельское хозяйство и производство электроэнергии, и это лишь некоторые из них. Есть два основных метода цинкования стали; это горячее цинкование и холодное цинкование. В этой статье мы рассмотрим эти два метода цинкования и обсудим, чем они отличаются.
Что такое цинкование?
В своей простейшей форме цинкование относится к нанесению цинкового покрытия на поверхность металла (обычно стали или железа).Он в основном используется в качестве защитной меры для предотвращения коррозии и, как следствие, увеличения срока службы защищаемого металлического компонента. При правильном нанесении на стальную поверхность цинковые покрытия обеспечивают два основных типа защиты: барьерную защиту и гальваническую защиту.
Барьерная защита
Когда цинковое покрытие наносится на поверхность, оно высыхает и затвердевает, образуя защитный слой оксида цинка, непроницаемый для воздуха и влаги, тем самым устраняя один из компонентов, необходимых для возникновения коррозии, – электролит.Поскольку нижележащая стальная основа не может контактировать с внешним воздухом или влагой, предотвращается дальнейшая коррозия.
Рис. 1. Слой оксида цинка обеспечивает барьерную защиту лежащей под ним подложки.
Гальваническая защита
Однако гальваника наиболее известна своим одноименным методом защиты. Гальваническая защита, также известная как катодная защита, защищает нижележащую стальную основу от коррозии, в основном, от коррозии, тем самым принося в жертву себя в процессе.Этот тип защиты особенно полезен в ситуациях, когда защищаемая сталь может обнажиться из-за царапин, порезов, вмятин или повреждения покрытия.
Поскольку цинк является высокореактивным и электроотрицательным металлом, он возьмет на себя роль анода, поэтому в первую очередь подвергнется коррозии в том случае, если прилегающая сталь не будет защищена. Цинк будет продолжать обеспечивать гальваническую защиту до тех пор, пока покрытие не будет полностью израсходовано.
Горячее цинкование
Горячее цинкование – один из наиболее распространенных видов цинкования.Этот процесс включает покрытие железного или стального объекта путем погружения его в ванну с расплавленным цинком при температуре около 840 ° F (449 ° C). После извлечения из ванны цинковое покрытие на внешней стороне чугуна или стали вступает в реакцию с кислородом атмосферы с образованием оксида цинка (ZnO).
Оксид цинка далее реагирует с диоксидом углерода с образованием защитного слоя, известного как карбонат цинка (ZnCO 3 ). Эта тусклая сероватая пленка относительно устойчива и плотно прилегает к поверхности чугуна или стали.При горячем цинковании цинк химически связывается и становится частью защищаемой стали.
Хотя концепция горячего цинкования может показаться простой, процесс состоит из нескольких важных этапов (рис. 2). Сталь сначала проходит три этапа очистки, чтобы подготовить поверхность к цинкованию; это обезжиривание, травление и флюсование. Обезжиривание используется для удаления грязи, масла и других органических остатков; ванна с мягкой кислотой, или травление, протравливает сталь и удаляет прокатную окалину и оксид железа; и флюсование дополнительно удаляет любые оксиды и покрывает сталь защитным слоем, который предотвращает образование дополнительных оксидов на поверхности стали перед гальванизацией.
Рисунок 2. Горячее цинкование состоит из последовательности этапов.
После завершения процесса очистки и высыхания конструкции ее можно погрузить в ванну с расплавленным цинком. Расплавленный цинк течет внутрь и вокруг железного или стального объекта, тем самым тщательно покрывая его для защиты всех поверхностей. Затем материал с покрытием вынимают из ванны и сушат на воздухе перед проверкой.
Холодное цинкование
Холодное цинкование – это просто нанесение богатой цинком краски на поверхность стального элемента для защиты от коррозии.Таким образом, термин «холодное цинкование» считается неправильным среди некоторых профессионалов в области нанесения покрытий.
Цинковые краски можно наносить кистями, валиками, краскораспылителями и т. Д. Покрытия также можно наносить методом электрогальванизации. Краски с высоким содержанием цинка, используемые при холодном цинковании, отличаются от обычных покрытий наличием связующего вещества. Эти связующие позволяют цинку механически связываться со сталью, обеспечивая эффективный уровень защиты.
Как и горячее цинкование, холодное цинкование может обеспечить барьерную защиту, а также некоторую степень катодной защиты. Однако цинковая пыль, присутствующая в краске или покрытии, должна иметь достаточно высокую концентрацию, чтобы обеспечить электрическую проводимость между сталью и цинком.
Рисунок 3. Видео с описанием холодного цинкования.
Подготовка поверхности, необходимая для нанесения покрытий с высоким содержанием цинка, менее сложна, чем методы горячего погружения.Перед началом работ по нанесению покрытий поверхность стали должна быть чистой и сухой. Обычно сначала используют проволочную щетку для удаления ржавчины или любых других продуктов коррозии, которые могут присутствовать. Грязь, жир, химические вещества и другие органические соединения также должны быть удалены соответствующим образом. Как только поверхность подготовлена, цинковое покрытие наносится на поверхность в нужном количестве слоев.
Сравнение горячего и холодного цинкования
Хотя горячее и холодное цинкование служат схожим целям, методы их применения и характеристики существенно различаются.К сожалению, холодное цинкование не обеспечивает такой же уровень защиты, как горячее цинкование. Поскольку холодное цинкование представляет собой просто покрытие, оно не может связываться с металлом на химическом уровне и, как таковое, не имеет такой же долговечности, стойкости к истиранию и катодной защиты, как горячее цинкование.
Хотя холодное цинкование не соответствует характеристикам горячего цинкования, оно имеет свои преимущества. Холодное цинкование идеально подходит для экономичного и быстрого нанесения на небольшие конструкции и компоненты.Процессы горячего погружения более дороги и лучше подходят для больших конструкций, как правило, для тяжелых промышленных применений. (Ссылки по теме: Гальванизация и ее эффективность в предотвращении коррозии.)
Выбор метода цинкования в конечном итоге сводится к нахождению правильного баланса между стоимостью и характеристиками покрытия для данного применения.