Технологии цинкования металлов в домашних условиях

Оценка качества цинкового покрытия

Общие требования к изделиям, которые подвергаются цинкованию, и качеству готового покрытия регламентирует ГОСТ 9.307-89. Согласно данному стандарту, цинковый слой должен:

— быть сплошным;

— при визуальном осмотре иметь шероховатую либо гладкую поверхность;

— цвет покрытия – серебристо-блестящий – матовый темно-серый.

На поверхности должны отсутствовать наплывы, затрудняющие сборку либо эксплуатацию готовой оцинкованной конструкции, вкрапления гартцинка размером более 2 миллиметров.

Дефектами, согласно ГОСТ 9.307-89, не являются:

— цвета побежалости либо светло-серые пятна;

— рябизна поверхности;

— царапины, риски, следы от захватывающих приспособлений, глубина которых не превышает толщину покрытия (т.е. визуально не видно основного металла).

Если после всех технологических операций на детали просматриваются непокрытые  цинком места (не более 2% от общей площади и 2 см в диаметре), допускается нанесение на эти участки: газотермически сформированного слоя (не менее 120 мкм толщиной), либо составов для холодного цинкования с толщиной слоя более 90 мкм и цинком в сухой пленке не менее 80 – 85% (например, Гальванол и др.).

Толщина слоя – от 40 до 200 мкм (более точные значения обуславливаются технической документацией к конкретному изделию и его средой эксплуатации).

Контроль толщины покрытия осуществляется перед хроматированием или нанесением консервационных смазок. В качестве инструмента для измерения применяют такие приборы неразрушающего контроля, как магнитные толщиномеры. Либо проводят металлографический анализ (более трудоемкий процесс).

Контроль прочности сцепления оцинкованного слоя (проверку адгезии) проводят согласно ГОСТ 9.307-89 одним из методов:

— крацевание;

— нанесение сетки царапин;

— удара поворотным молотком;

— нагрева.

Наиболее уязвимыми считаются места сварки и резьба, поэтому при оценке качества горячеоцинкованного слоя, данные участки проверяют в первую очередь.

Стоимость нанесения покрытия методом горячего цинкования

Из всех существующих способов нанесения цинковых покрытий горячее цинкование наименее затратный и экономическая эффективность метода очевидна, особенно применительно к обработке серийных партий изделий, рулонного материала, габаритных профилей или проволоки (при использовании на производстве линий АНГЦ). Обработка емкостного оборудования и труб различного назначения обеспечивает преимущество по сравнению с другими методами защиты поверхности в плане соотношения стоимости обработки и срока службы изделия. В настоящее время предприятия предлагают услуги по горячему цинкованию исходя из стоимости от 20 руб. за килограмм.

Цены на горячее цинкование

Цена на услугу горячего цинкования зависит от многих факторов. На стоимость влияет размер и конфигурация детали, вид изделия, объем заказа. В стандартную цену входят все операции по подготовке к цинкованию, цинкование, сушка. Если требуется прожечь технологические отверстия, либо приварить специальные «ушки», на которых изделия будут закреплены, оплата взимается дополнительно.

При цинковании труб, фактором, определяющим цену, является диаметр стенки трубного проката и объем заказа. Чем толщина стенки меньше – тем большим будет расход цинка на выполнение заказа, и тем цена будет выше.

Стоимость оцинковки мелких деталей, легких, но габаритных, со сложной конфигурацией (наличием полостей, углов, карманов и пр.) зачастую оговаривается отдельно. Горячее цинкование сетки обойдет дороже, чем простые металлоконструкции, от 30 тыс.

2 Холодное цинкование – технология процесса

Описываемый способ цинкования выполняется различными антикоррозионными композициями, состав и свойства которых регламентируются ГОСТ 9.305–84. Именно этот стандарт описывает особенности всех современных неорганических (неметаллических и металлических) покрытий, которые изготавливают химическими и электрохимическими методами. В соответствии с ГОСТ 9.305 холодные составы для цинкования (обзор популярных видов мы приведем ниже) допускается использовать на любых сборочных единицах и изделиях, кроме деталей из магниевых сплавов и сталей повышенной прочности.

Технология обработки металлоконструкций составами для холодного цинкования предполагает подготовку поверхности металла для нанесения защитной композиции. Выполняется эта подготовка по ГОСТ далее описанным образом:

• удаление закоксованностей, естественных загрязнений, вызванных климатическими явлениями, солей с металлической поверхности посредством тщательного ее обмыва;
• выполнение очистки обрабатываемого изделия гидроабразивным, абразивоструйным либо гидродинамическим методом с целью придания его поверхности требуемого уровня шероховатости, а также для удаления окалины и ржавчины со старого покрытия;
• просушивание конструкции в тех случаях, когда очистка выполнялась гидродинамическим либо гидроабразивным способом;
• финишная очистка (производится вручную) поверхности, удаление с нее варочных брызг и заусенцев, острых кромок и углов;
• обеспыливание металлоконструкции посредством направленной струи воздуха под давлением.

ГОСТ говорит о том, что, если на металле имеются жировые и масляные включения, его поверхность дополнительно следует обезжирить, используя растворители углеводородной группы. К качеству обработанной поверхности ГОСТ выдвигает ряд требований. Так, например, уровень обеспыливания нужно проверять по размеру и числу частиц пыли по стандарту ISO 8502-3, уровень обезжиривания – по ГОСТ 12.2.052 (применяется люминесцентная метода проверки), показатель шероховатости – по ISO 8503-1 при помощи стандартного профилометра или специального компаратора.

После подготовки поверхности и проверки качества выполненной процедуры можно приступать к нанесению выбранного состава для холодного цинкования. Технология требует, чтобы операция выполнялась при определенной температуре воздуха, которая оговаривается производителем защитного покрытия в инструкции по его применению. При этом температура обрабатываемой поверхности обязана быть на три и более градуса больше точки росы (если не выполнить это условие, на конструкции образуется влага, которая ухудшит качество защитного покрытия).

Расчет указанной точки выполняется при помощи различных приборов. Это может быть термометр, психрометр и гигрометр либо более современные комплексные устройства. Их показания следует сравнивать с данными, имеющимися в специальных таблицах, предназначенных для точного определения точки росы. Слои защитного покрытия наносятся равномерно и последовательно. Причем нанесение каждого последующего слоя допускается только после того, как предыдущий высох до оговоренного инструкцией к антикоррозионной композиции показателя.

Обработку рекомендуется выполнять при помощи пневматического оборудования или безвоздушным методом. Детали, которые требуют полосовой окраски, обрабатывают валиками и кистями. После цинкования обязательно проводится контроль качества полученного покрытия. Он осуществляется измерительными устройствами, которые позволяют установить толщину защитной пленки и степень адгезии поверхности металла и покрытия, а также визуально с целью определения декоративных характеристик полученного покрытия, отсутствия на нем дефектов и необработанных участков.

Особенности горячего цинкования

Горячее цинкование представляет собой процесс нанесения покрытия сварной стали, погрузив его в ванну с расплавленным цинком. Есть три основных шага в процессе горячего цинкования: подготовка поверхности, цинкование, а также осмотр.

Подготовка поверхности к горячему цинкованию

Когда изготовленная сталь поступает на производство для цинкования, ее подвешивают на проволоку или помещают в оснастку, где она может быть снята и перемещена верхними подъемными кранами.

Затем сталь проходит серию трех этапов очистки: обезжиривание, травление и флюсование. Обезжиривание удаляет грязь, масло и органические остатки, в то время как кислотное травление снимет окалины и оксид железа.

Заключительный шаг подготовки поверхности — флюсование, удалит любые остающиеся окиси и покроет сталь защитным слоем, чтобы предотвратить дальнейшее окисное формирование до цинкования. Надлежащая подготовка поверхности важна, поскольку цинк не будет реагировать с грязной сталью.

Цинкивание

После подготовки поверхности, сталь погружают в расплавленную ванну, по меньшей мере, 98% цинка.

Сталь опускают в ванну под углом, который позволяет воздуху выходить из трубчатых форм или других карманов, для того, чтобы цинк тек по всей стали.

В то время как деталь находится в цинковой ванне, железо в стали реагирует с цинком, чтобы образовать биметаллические слои железо-цинк и внешний слой из чистого цинка.

Контроль

Заключительный шаг — контроль покрытия. Проверка качества покрытия может быть достигнута визуальным осмотром, поскольку цинк не реагирует и не вступает в реакцию с нечистой сталью. Кроме того, магнитным измерителем толщины проверяется толщина покрытия, и соответствие требованиям стандартов.

Преимущества покрытия горячим цинком

Горячее цинкование обеспечивает ряд преимуществ для стали, которую оно защищает. Металлургически соединенные слои сплава цинка и железа не только создают барьер между сталью и окружающей средой, но и катодную защиту стали.

Катодная защита, означает, что гальванизированное покрытие жертвует собой, чтобы защитить основную сталь от коррозии.

Плотное покрытие, у которого прочность приблизительно 250 кг на квадратный сантиметр, также достаточно стойко к трению, поскольку биметаллические слои тверже, чем основная сталь.

Однако даже если покрытие было повреждено, жертвенное действие цинка защитит сталь.
В дополнение к катодной защите, предлагаемой горячим цинкованием, существует несколько других особенностей покрытия, которые обеспечивают долговечность.

Во-первых, реакция в цинковой ванне — диффузионный процесс, что означает, что покрытие становится перпендикулярным поверхности, гарантируя, что все углы и края будут иметь одинаковую толщину на плоской поверхности. Кроме того, полное погружение в цинковую ванну обеспечивает полное покрытие стали, в том числе внутри полых структур.

И наконец, цинковое покрытие естественно развивает непроницаемый слой для коррозии на поверхности, как цинковая патина. Все эти другие особенности, обеспечивают оцинкованной стали долгий срок службы без обслуживания.

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).