Обзор процессов цинкования

Обзор процессов цинкования

Когда речь идет о строительстве, то сталь является незаменимым материалом. Мосты, аэропорты, железнодорожные сети, уличная мебель, фонарные столбы, защитные ограждения – все это сделано из металла.

Оцинкованная сталь в огромном количестве используется в строительстве домов и квартир. Будь то сборная или цельнометаллическая конструкция: решетки над шахтой подвала, перила балкона, наружные лестницы, крыши, зимние сады, игровое оборудование, садовая мебель и многое другое.

Если сталь используется на открытом воздухе, то есть в естественных погодных условиях, она должна быть защищена от коррозии в течение длительного времени и, по возможности, не требовать дополнительного технического обслуживания.

Нанесение металлического покрытия из цинка на сталь обычно называют цинкованием.

Технологические процессы отличаются толщиной слоя и производством цинкового покрытия, что влияет на продолжительность коррозионной защиты и механическую прочность.

Наиболее распространённые способы цинкования:

  • Прерывистое горячее цинкование (штучное цинкование);
  • Непрерывное горячее цинкование (полосовое цинкование);
  • Цинкование напылением (металлизация цинком);
  • Электрическая гальванизация.

Общим элементом всех процессов цинкования является нанесение цинкового покрытия.

Прерывистое горячее цинкование (штучное цинкование)

Процесс заключается в нанесение цинкового покрытия на отдельные стальные детали или отливки путем погружения их в расплавленный цинк.

Цинковое покрытие, полученное данным методом, обеспечивает полную и всестороннюю защиту, так как используются уже готовые детали или изделия. Дальнейшая обработка которых обычно не предусматривается технологическим процессом.

Штучно-оцинкованные покрытия имеют значительно большую толщину слоя, чем покрытия, полученные методом непрерывного цинкования. Поэтому им свойственны значительно более высокая антикоррозионная защита.

Технологический процесс

Предварительно стальные детали в ваннах освобождаются от примесей, таких как жиры, масла, ржавчина и окалина. Затем происходит горячее цинкование – материал погружают в ванну с жидким цинком при температуре около 450 С.

Антикоррозионная защита

В случае прерывистого горячего цинкования отдельных деталей полученное покрытие, препятствует пассивному барьерному воздействию окружающей среды.

В процессе гальванизации, в результате взаимной диффузии жидкого цинка со стальной поверхностью, образуется покрытие из различных слоев железо-цинкового сплава. При извлечении оцинкованных горячим способом предметов слой чистого цинка обычно остается в верхнем слое.

Обычная толщина цинкового слоя штучных оцинкованных покрытий составляет от 50 до 150 мкм.

Области применения

Частично оцинкованные компоненты и конструкции в среднем достигают периодов защиты от 30 до 100 лет в зависимости от качества окружающего воздуха.

Как следствие, они используются практически для всех наружных применений – металлоконструкции, строительство и машиностроение.


Непрерывное горячее цинкование (полосовое цинкование)

Это непрерывный процесс горячего цинкования, при котором длинная стальная полоса погружается в расплавленный цинк, а затем подвергается дальнейшей химической обработке.

Технологический процесс

Исходный материал обычно представляет собой неотожженную холоднокатаную стальную полосу толщиной от 0,4 до 3 мм и шириной от 600 до 2000 мм (или полосу шириной от 20 мм до 600 мм), которая намотана в рулон (бобину).

Перед процессом гальванизации стальная полоса разматывается и сваривается, образуя бесконечную полосу, так что процесс цинкования осуществляется непрерывно.

Фактическая зона обработки состоит из печи непрерывного действия, ванны расплава, устройства для регулировки толщины цинкового покрытия и охлаждения.

Перед цинкованием полоса подвергается предварительной термической обработке и отжигу.

Затем в зоне охлаждения ленту охлаждают в защитном газе до температуры, близкой к температуре ванны, где находится расплавленный цинк (450-460 С).

Полученную оцинкованную стальную полосу, затем обычно химически обрабатывают различными способами и сматывают в рулон.

Антикоррозионная защита

При обработке металла на поверхности образуется очень тонкий слой железо-цинкового сплава, который образуется при вытягивании ленты из ванны расплава.

Обычная толщина оцинкованного покрытия составляет от 5 до 25 мкм.

В случае оцинкованной листовой стали с покрытиями из чистого цинка можно предположить, что скорость коррозии будет сопоставима с показателями оцинкованного покрытия. Однако, из-за значительно меньшей толщины цинкового слоя этих покрытий, по сравнению со штучным горячим цинкованием, происходит значительное увеличение скорости коррозии.

Области применения

Оцинкованные полосы обычно используются в местах с низким уровнем коррозии. Типичными примерами являются кабельные каналы или элементы кондиционирования воздуха. Из-за низкой антикоррозионной защиты они обычно не применяются для наружного использования, поскольку они не могут обеспечить требуемых периодов защиты в несколько десятилетий.


Цинковое напыление (металлизация цинком)

При распылительном цинковании, также называемом термическим распылением цинка, цинк распыляется с помощью распылительного пистолета на поверхность стальных деталей.

В отличие от горячего цинкования, полученное цинковое покрытие и сталь не образуют совместный сплав.

Толщина цинковых покрытий обычно составляет от 80 до 150 мкм.

Такой тип цинкования обычно используется в качестве защиты от коррозии стальных деталей, которые не могут быть оцинкованы другими способами.


Гальваническое цинкование

В гальваническом процессе цинк осаждается на стальных деталях с помощью электрического тока. Используются в основном кислотные или цианидные электролиты.

Получающиеся в результате цинковые покрытия сравнительно тонкие и в основном имеют толщину не более 5 микрон.

Поэтому гальванизация используется главным образом для временных задач защиты от коррозии в слабо коррозионных средах. В отличие от других процессов цинкования, таких как горячее цинкование, оно не приводит к образованию сплава между цинковым покрытием и сталью. Финишное покрытие состоит из чистого цинка.

Одним из наиболее известных оцинкованных продуктов являются серебристо-глянцевые шурупы, на поверхности которых образуется красная ржавчина уже через несколько лет использования на открытом воздухе.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

семнадцать − 4 =

Пролистать наверх