Холодное цинкование металла

Общие принципы холодного цинкования

holodnoe-cinkovanie-metalla-tehnologiya-sostavy-gost.jpg

Горячее цинкование позволяет защитить металл от коррозии на ближайшие 40-50 лет, причем никаких дополнительных мер принимать не потребуется. Технологически сложный и затратный процесс в быту заменило холодное цинкование, которое позволяет получить качественное защитное покрытие с минимальными усилиями, но его придется периодически обновлять.

Процесс холодного цинкования напоминает простое окрашивание металлоконструкций, только вместо обычных красок используют цинконаполненные краски (ЦНК). В их состав входит не менее 94% цинка, остальное – связующие добавки. ЦНК не стоит путать с цинкосодержащими красками: в них доля цинка ниже, а плотность состава всегда менее 2,2 кг/л.

Природа холодного цинкования

Чтобы лучше понимать особенности и преимущества метода, необходимо вспомнить школьный курс химии. Процесс защиты железосодержащих сплавов цинком возможен благодаря уникальным физико-химическим свойствам этого элемента.

Цинк очень легко вступает в химические реакции с разного типа веществами, а при взаимодействии с водой образует практически нерастворимый гидроксид, который покрывает поверхность металла и препятствует дальнейшему взаимодействию цинка и воды. Подобным образом, кстати, ведет себя алюминий.

Если покрыть слоем цинка стальную конструкцию, то цинк на воздухе со временем начнет окисляться. Продукт реакции – оксид цинка, который не реагирует с водой и образует прочную пленку на поверхности конструкции.

Все, на этом дальнейшее прохождение реакции невозможно, так как оксид цинка и гидрокарбонат цинка (образуется в меньшем количестве) инертны по отношению к воде. Это защита по барьерному принципу.

Стоит отметить, что железо также вступает в реакцию с водой с образованием оксидов, которые мы называем ржавчиной, но эти соединения не образуют сплошной плотной пленки, пропуская влагу вглубь металла и провоцируя развитие коррозии.

Помимо барьерной защиты, цинк обеспечивает еще и электрохимическую. Вспоминаем электрохимический ряд напряжений металлов, в котором цинк стоит раньше железа.

Это означает, что цинк химически более активен и в паре цинк/железо будет реагировать первым. В присутствии атмосферной влаги может проходить электрохимическая реакция с образованием карбоната цинка. Это соединение также нерастворимо в воде и останавливает дальнейшее развитие коррозионного процесса.

Читайте также:  Нанесение штукатурки на OSB-плиты

Принцип «работы» цинкового покрытия остается одинаковым, несмотря на способ его нанесения:

  • горячее цинкование;
  • электролитическое цинкование;
  • диффузное цинкование;
  • газодинамическое цинкование;
  • шоопирование;
  • холодное цинкование.

    holodnoe-cinkovanie-metalla-tehnologiya-sostavy-gost2.jpg

Сразу же после защиты металлоконструкции по методу холодного цинкования работает, в основном, электрохимическая защита: пока покрытие еще не достигло максимальной прочности, частицы влаги могут проникать сквозь него и достигать стали.

В этом месте образуется электрохимическая пара цинк/железо. В дальнейшем защита строится по барьерному типу, но если нарушается целостность краски и влага проникает к конструкции, то вновь активируется электрохимическая защита.

Преимущества и недостатки холодного цинкования

Холодное цинкование металла – простой, надежный и один из самых популярных способов его защиты. В быту технология приобрела широкое распространение, так как имеет массу преимуществ:

  • используемые составы отличаются хорошей адгезией как с основанием, так и с декоративными лакокрасочными материалами, поэтому конструкцию можно будет запросто покрасить в необходимый цвет;
  • нанести покрытие можно на изделие любого размера и любой геометрии, а если оно уже установлено и эксплуатируется, то его ненужно демонтировать – все работы можно выполнять на месте;
  • подготовка поверхности перед холодным цинкованием осуществляется относительно просто;
  • металлические детали, защищенные по данному способу, легко свариваются между собой;
  • простота нанесения покрытия, никаких специальных навыков и инструментов не понадобится. Для покраски используют краскопульты, малярные валики и обычные кисти;
  • выполнять работы можно практически при любой погоде (допустимая температура воздуха -20…+400С);
  • невысокие финансовые и временные затраты.

Основной минус холодного цинкования – невысокая устойчивость покрытия к механическим повреждениям. Проще говоря, краску можно просто поцарапать, обнажив стальную конструкцию. С другой стороны, обновить покрытие не так уж сложно и затратно, поэтому минус нельзя назвать уж очень существенным.

Какие составы для холодного цинкования применяются сегодня?

Современные краски-протекторы можно использовать и в процессе формирования пленочного покрытия, и во время его реставрации. Причем на рынке «антикоррозийных» и реставрационных используются как импортные составы, так и неплохие отечественные аналоги. Впрочем,  далее по тексту мы рассмотрим несколько образцов только отечественных протекторов. Ведь с учетом колебаний валютного курса российские составы обойдутся дешевле импортных протекторов.

Состав для холодного цинкования Гальванол

Этот протектор разрабатывался российским НПЦ «Антикоррозионная Защита», выпускающем помимо «Гальванола» еще один интересный продукт – «Алинол» — защитное ЛКП на базе алюминиевой пудры.

При этом оба продукта российской компании можно использовать даже без предварительной очистки металлоконструкции от ржавчины. А уровень влажности воздуха во время окрашивания может быть любым. Словом, «Гальванол» можно использовать везде и практически в любую погоду (рекомендуемый температурный режим – от -30 до 80 градусов Цельсия).

Состав-для-холодного-цинкования-«Гальванол».jpeg

Ну а после нанесения покрытие «Гальванол» может выдержать температурные колебания в диапазоне от -60 до 150 °С. Причем готовое покрытие, перешедшее в фазу монолитного барьера, выдерживает не только высокие температуры, но и воздействие крайне агрессивных сред, к которым можно отнести морскую воду, соли металлов, спирты и  слабые кислоты.

Поэтому «Гальванол» рекомендован к применению и в нефтегазовом секторе, и в автомобилестроении, и в судостроении. А в производстве металлоконструкций этот состав могут потеснить лишь немногие конкуренты. Ведь «Гальванол» соответствует всем требованиям, которые предъявляет к антикоррозийному покрытию ГОСТ 15150-69.

Физически «Гальванол» представляет собой жидкий состав, в который входит электролитический цинк и малая доля летучего связующего вещества. Поэтому данный протектор поставляется в герметичных емкостях и не имеет верхнего предела сроков хранения.

Нанесение состава «Гальванол» возможно как с помощью распылителя (рекомендуемый вариант), так и посредством кисти или валика. Протектор наносится на защищаемую поверхность в один-два слоя, распыляемых из 2-миллиметровой дюзы пульверизатора под давлением 3 атмосферы.

После нанесения покрытие высыхает за  10-50 минут. Причем время «застывания» зависит от внешней температуры. Так, при -30 °С «Гальванол» высыхает около часа, а при 50-60 °С – за 10-15 минут. Поэтому послу окрашивания это протектор подсушивают с помощью строительного фена.

В завершение стоит отметить высокую совместимость данного состава с полимерными, каучуковыми, эпоксидными и прочими красящими или грунтующими составами.

Состав-«Гальванол».png

Стоимость покрытия «Гальванол» зависит от расфасовки – 40-килограммовая банка стоит около 14 000 рублей, а аэрозольный баллончик на 500 грамм – 430 рублей.

Цинконол — холодное цинкование металла полимерной грунтовкой

Протектор Цинконол – это полиуретановая грунтовка, содержащая не менее 94 процентов электролитического цинка (в порошке). Причем после нанесения эта грунтовка твердеет на воздухе, превращаясь в сплошную корку, защищающую металл от возможного контакта с влагой и кислородом.

Состав «Цинконол» можно использовать и в виде самостоятельного протектора и в паре с защитными эмалями, повышающими прочностные характеристики антикоррозийного протектора в агрессивных условиях. Но даже без дополнительных защитных составов протектор «Цинконол» гарантирует сохранность металлоконструкции, приобретающей (после обработки) устойчивость к атмосферному кислороду, парам кислот, щелочам, нефтепродуктам, морской и пресной воде, а равно и к высоким температурам.

В итоге полимерная грунтовка «Цинконол» может использоваться в любых климатических условия. Причем сфера применения этого протектора самая широкая: от судостроения до возведения резервуарных металлоконструкций в сельском хозяйстве.

Технология нанесения состава «Цинконол» предполагает обязательную очистку грунтуемой поверхности от грязи, ржавчины и жира. Причем производитель грунтовки рекомендует использовать пескоструйную обработку с последующим обезжириванием растворителем.

Нанесение состава осуществляется с помощью пульверизатора. Причем отстоявшуюся грунтовку принято разводить смесью, состоящей из осушенного сольвента (3/4 от общего объема) и пропиленметилацетата (1/4 от общего объема).

Грунтовка наносится в сухое и теплое время года — температура не может быть менее 5 градусов Цельсия, а дождь ил снег – исключаются абсолютно. При этом защищаемая  металлоконструкция грунтуется 2-3 слоями, высушиваемыми в течение 60 минут.

Рекомендуемый расход материала килограмм на 4-5 квадратных метров площади внешней или внутренней поверхности защищаемой металлоконструкции. Цена 12-килограммовой банки состава «Цинконол» – 5000-5500 рублей.

Похожие статьи<arti>

Коррозия металла – что это такое?

Коррозия – это естественная реакция металла на контакт с кислородом, который содержится в атмосфере или воде. То есть перед нами классическое окисление, трансформирующее поверхностные слои металла в его же оксиды – ржавчину.

Коррозия-металла.png

Но оксиды различных металлов обладают совершенно непохожими свойствами. Например, оксид железа («классическая» ржавчина) несет только деструктивные последствия, нивелируя и поверхностную прочность, и саму целостность металлоконструкции. В свою очередь, оксиды алюминия и цинка приносят только пользу, образуя на поверхности данных металлов тонкую и прочную пленку, защищающую и от дальнейшего (глубинного) окисления, и от прочих «неприятностей».

Именно поэтому цинк, алюминий, титан, хром и ряд других металлов считаются «нержавеющими». То есть тонкая оксидная пленка, появляющаяся после контакта «чистого» вещества из этой группы с кислородом, способна защитить металл от дальнейшей коррозии.

Причем подобное качество можно трансплантировать и «черным» металлам – чугунам и сталям. Для этого нужно либо «подмешать» некоторую долю стойкого к коррозии вещества в плавящийся «черный» металл (так получают знаменитую «нержавейку», добавляя в железоуглеродистый сплав 20-25 процентов хрома), либо «покрыть» ржавеющий материал слоем цинка или хрома.

Холодное цинкование металлоконструкций – нюансы процесса

Существует около шести технологических процессов, итогом которых будет образование на поверхности «черной» металлоконструкции антикоррозийного барьера, создаваемого на базе цинка. Причем холодное цинкование – это наименее энергозатратный и наиболее дешевый способ защитить металл от ржавления.

Ведь холодная обработка – это, по большому счету, обычное окрашивание металла, проводимое несколько необычными составами, содержащими цинк и летучую связку.

Холодное-цинкование-металла.png

Причем благодаря необычным свойствам «красящего» состава пористое  защитное покрытие, со временем, трансформируется в непроницаемый барьер, защищающий железо от большинства угроз извне. Ведь после нанесения современные составы не только закрепляются на поверхности черного металла, но и образуют электрохимическую пару «железо-цинк», уплотняющую структуру покрытия.

В итоге современные составы обеспечивают технологии холодной обработки самую высокую результативность, сравнимую с электрохимическим или горячим оцинкованием  металлоконструкции.

Покрасочная камера для металлоконструкций

18.01.2015

Проектирование огнезащиты металлоконструкций

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий