Холодное цинкование

Теория и практика

В данной статье рассматриваются теоретические основы и преимущества практического использования холодного цинкования, как наиболее эффективного метода (альтернативного горячему цинкованию) для защиты металлоконструкций от коррозии.

Цель статьи: привлечь внимание предприятий организаций, ведомств, отраслевых проектных и научно-исследовательских институтов, эксплуатационников и специалистов к перспективному методу холодного цинкования для более широкого внедрения его в практику антикоррозийной защиты черных металлов.

Суть и преимущества метода

Хорошо известно, что наиболее длительную (до 20-25 лет) защиту стали от коррозии обеспечивают цинковые покрытия. Однако, нанесение их традиционными методами, такими, например, как горячее цинкование или электрохимическое осаждение, на крупногабаритные металлоконструкции технически трудноосуществимо и на практике не используется.

В сравнении с традиционным методом наиболее доступным, дешевым, а иногда и единственно возможным, оказывается метод холодного цинкования металла.

Холодное цинкование — это нанесение на подготовленную поверхность приемами, используемыми в работе с обычными красками, специального цинксодержащего состава, в результате чего образуется покрытие, обладающее теми же антикоррозийными свойствами, что и полученное методом горячего цинкования.

Цинк и его основные свойства

Прежде, чем перейти к описанию имеющихся сегодня на Российском рынке составов для холодного цинкования, необходимо рассмотреть некоторые теоретические основы самого метода, и в частности, те свойства цинка, которые определяют эффективность его применения для антикоррозийной защиты стали.

Цинк — серебристо-белый, в нормальных условиях довольно хрупкий металл плотностью ~ 7.1 г/см³ и температурой плавления около 420 °C. Так же, как и железо, цинк относится к группе металлов повышенной термодинамической нестабильности, имеющей значение электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при pH=7 (-0.413 В). Однако вода почти не действует на цинк. Это объясняется тем, что при взаимодействии цинка с водой на его поверхности образуется гидроксид, который практически не растворим и препятствует дальнейшему течению реакции. Даже в слабокислой среде коррозия чистого цинка замедлена, что связано с достаточно высоким значением перенапряжения выделения водорода на цинке (~1 В).

При содержании в цинке сотых долей процента примесей таких металлов, как, например, медь и железо, имеющих меньшее значение перенапряжения выделения водорода (соответственно 0.6 и 0.5 В), скорость взаимодействия цинка с кислотами увеличивается в сотни раз.
На воздухе цинк окисляется, покрываясь тонкой, но прочной пленкой оксида или основного карбоната цинка. Эта пленка надежно защищает его от дальнейшего окисления и обуславливает высокую коррозийную стойкость. В противоположность этому ржавчина, например, не образует сплошной пленки на поверхности железа и между отдельными кристаллами гидратированного оксида трехвалентного железа, имеются большие просветы, наличием которых и объясняется склонность железа к прогрессирующей коррозии.

Высокие противокоррозионные свойства цинка при нанесении его на железо (сталь) обусловлены еще и тем, что цинк имеет электрохимический потенциал ниже, чем железо (-760 и -440 мВ, соответственно), поэтому в электрохимической паре цинк-железо, возникающей в присутствии воды (влаги), цинк выполняет роль анода и растворяется, а металлическая подложка (железо) роль катода:

Zn – 2e ↔ Zn² + H₂O + ½O₂ + 2e ↔ 2OH¯

В результате чего, имеет место пассивация стали за счет подщелачивания. Ионы цинка реагируют с диоксидом углерода, находящимся в воздухе. Это сопровождается образованием плотных слоев нерастворимых карбонатов цинка, тормозящих дальнейшее развитие коррозионного процесса.

Два типа защиты

Из перечисленных выше свойств цинка следует, что при нанесении на железо (сталь) цинк защищает его как по барьерному (изоляционному) типу, (что более характерно для горячего цинкования, где цинк сразу образует сплошное влагонепроницаемое покрытие), так и по электрохимическому (протекторному) типу, где цинк, в присутствии влаги выполняя роль анода по отношению к железу, расходуется для его защиты, а образующиеся при этом соединения цинка «залечивают» дефекты покрытия, предотвращая коррозию железа.

Протекторный тип защиты более характерен для холодного цинкования, особенно в стадии первоначального формирования покрытия, когда оно еще имеет определенную пористую структуру, через которую возможен доступ влаги к поверхности стали, приводящий к образованию электрохимической пары «цинк-железо». В процессе дальнейшей эксплуатации происходит уплотнение структуры покрытия и переход  его защитного действия от протекторного к барьерному.

Таким образом, покрытие, полученное методом холодного цинкования, по истечении определенного времени, зависящего от условий эксплуатации (в основном влажности), защищает сталь по тому же механизму, что и покрытие, нанесенное горячим способом.
Дальнейшее действие цинка по электрохимическому типу защиты (также как и для горячеоцинкованных поверхностей) происходит только тогда, когда по тем или иным, в т.ч. механическим причинам нарушается целостность нанесенного покрытия и влага проникает к поверхности стали.

Требования и их реализация

Согласно стандартам ISO 3549 (DIN 55969,) составы для холодного цинкования, обеспечивающие активную электрохимическую защиту по всей поверхности (повсеместную и свободную передачу электронов как между частицами цинка внутри покрытия, так и от частиц цинка к поверхности стали), должны содержать в сухом покрытии не менее 94% чистого цинка с размером частиц 12-15 мкм или не менее 88 % цинка с размером частиц 3-5 мкм.

Более высокие концентрации цинка увеличивают защитное антикоррозийное действие покрытия, а использование атоминизированной (< 5 мкм) цинковой пудры, при прочих равных условиях, способствует повышению адгезии (за счет облегчения междиффузионного взаимодействия цинка и железа), эластичности, снижению пористости покрытия и получению более гладкой (менее шероховатой) поверхности.

Цинкнаполненные (цинкосодержащие) краски, не отвечающие вышеуказанному стандарту, не относятся к составам для холодного цинкования и не образуют электропроводного цинкового покрытия, адекватного по свойствам и срокам эксплуатации с горячеоцинкованному. Цинк, присутствующий в них, выполняет роль специального (в т.ч. цветообразующего) пигмента, усиливающего лишь барьерную (пленочную) защиту за счет своего окисления и «закупоривания пор» в слое краске.

В приведенной таблице рассмотрены основные технические характеристики одноупаковочных органоразбавляемых составов для холодного цинкования производства двух Российских материалов, в т. ч. UR-100 «Жидкий цинк», а также хорошо известной специалистам Бельгийской компании ZINGA METALL. Также указаны основные приемы и рекомендации по предварительной подготовке поверхности и нанесению покрытий.

Одноупаковочные составы для холодного цинкования металлоконструкций

Zinga Компания Zinga Metall  (Бельгия)	UR-100 «Жидкий цинк» («Liquid Zinc») ГОСТ Р 51693-2000 (Россия)	ЦИНОЛ (ТУ 2313-012-12288779-99)  (Россия)
1. Основные требования к подготовке поверхности перед нанесением покрытия
Для обеспечения наилучшего контакта металла с цинком необходимо максимальное удаление с поверхности ржавчины, окалины, старой краски, грязи, пыли и масел (Обезжиривание). Наиболее эффективным способом является абразивно-струйная (пескоструйная, дробеструйная, гидроабразивная) обработка поверхности. Для небольших поверхностей можно использовать ручной или механизированный способ очистки. Оптимальная степень шероховатости поверхности 15-20 мкм. (При тонкослойном нанесении для Zinga и UR-100 достаточно 8-10 мкм). Допускается наличие на поверхности незначительных вкраплений (остатков) плотной ржавчины.
2. Цвет: Серый (серебристо-серый), матовый
3. Характеристика (гранулометрический состав) применяемого цинка в составах для холодного цинкования
Атомизированная цинковая пудра с размером частиц 3-5 мкм		Цинк марки ПЦВД (с размером частиц от менее 4 мкм до более 20 мкм, но не менее 55 % фракции 4-12 мкм.
4. Массовая доля нелетучих веществ в исходном материале (сухой остаток)
80 %	82-85 %	73-78 %
5. Содержание цинка в сухом слое покрытия
96 %	95±0,5 %	95-96 %
6. Рекомендуемая толщина сухого покрытия, обеспечивающая прогнозируемые защитные свойства на срок от 25 до 50 лет в зависимости от условий эксплуатации
80-100 мкм	80-100 мкм	100-120 мкм
7. Расход материала для достижения толщины сухого слоя 40 мкм: ≈ 0.25 кг/м2
8. Высыхание до ст. 3 при t +20±2 °С, и вл. воздуха 70±5 % (после чего можно наносить следующий слой)
1 час	1 час	1 час
9. Исходная вязкость при t +20 °С по ВЗ — 4
60 с	40 – 60 с	16 — 25 с
10. Нанесение:
Температура при нанесении: минимальная -20 °С; рекомендуемая +5 — +40 °С
Максимальная относительная влажность воздуха: 90 %
Допускается нанесение на влажную (без капель и конденсатов) поверхность
11. Методы нанесения:
Составы для холодного цинкования наносятся кистью, валиком, пневматическим или безвоздушным распылением, окунанием. Существенное различие в плотности цинка, с одной стороны и связующего вещества и растворителя с другой, требует перед нанесением и в процессе работы добиваться получения абсолютно однородного состава путем тщательного перемешивания. В противном случае, в сухом слое покрытия может содержаться менее требуемого количества цинка, и оно не будет обеспечивать активную катодную защиту по всей поверхности.
12. Стойкость:
Термостойкость от -40 до +150 °С с кратковременным повышением температуры до +160 °С и выше:
Химстойкость
Высокая, в пределах pH 5-10	Высокая, в пределах pH 5.5-9	Высокая, в пределах pH 6-8. 5
Водостойкость – Высокая, в т.ч. для эксплуатации покрытий под водой.
Бензостойкость – убывает в ряду UR-100 — Zinga — ЦИНОЛ.
При необходимости получения покрытий с более высокими показателями по химической и бензостойкости, рекомендуется применять систему покрытия с нанесением поверх цинкового слоя специальных ЛКМ.
13. Совместимость с другими ЛКМ, наносимыми поверх цинкового слоя
С любыми, в т.ч. вододисперсионными ЛКМ, (ограниченно с алкидными, вследствие возможного «омыления» алкидных смол и преждевременного отслаивания поверхностного покрытия). Применение холодного цинкования в качестве предварительного грунтования в сочетании с поверхностными, химически стойкими ЛКМ существенно расширяет области применения метода, особенно в условиях повышенной агрессивности среды, и гарантирует общий срок эксплуатации такой двойной защитной системы, равный сумме сроков эксплуатации каждого из покрытий, умноженный на коэффициент 1.5 — 2.5.
14. Экономика. В сравнении со стоимостью горячего цинкования при получении адекватного по стойкости покрытия и толщине цинкуемых металлоконструкций 6-8 мм (без учета транспортных издержек, связанных с доставкой металлоконструкций к месту горячего цинкования и обратно).
Покрытие Zinga сопоставимо по стоимости с горячеоцинкованным покрытием	Покрытие UR-100 и покрытие ЦИНОЛ дешевле горячеоцинкованного в 4-5 раз

 

В настоящее время на Российском рынке представлены и другие составы для холодного цинкования, где в качестве связующего используются «жидкое стекло» (цинксиликатные краски), эпоксидные или кремнийорганические смолы. Однако, одним из факторов, сдерживающих внедрение этих материалов в широкую практику антикоррозийной защиты, является их двух- и даже трехупаковочность: (связующее + порошок цинка + отвердитель), (связующее + порошок цинка) или, в лучшем случае (связующее с цинком + отвердитель). Понятно, что это не всегда устраивает потребителя в виду непродолжительной жизнеспособности состава после смешивания.

Помимо этого, возникают определенные сложности, связанные с необходимостью работы с пылящим высокодисперсным цинковым порошком при смешивании компонентов непосредственно на рабочей площадке и применением дополнительных устройств для диспергирования (перемешивания). В этом плане готовые к применению одноупаковочные составы выгодно отличаются от двух- и трехупаковочных.

Еще раз о преимуществах метода

Использование метода холодного цинкования эффективно, как для получения самостоятельного покрытия и предварительного грунтования, так и для межоперационной защиты стали и ремонта ранее оцинкованных поверхностей.

Применение метода имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с горячим цинкованием — это:

• Отсутствие ограничений по размерам цинкуемых поверхностей;

• Возможность производить подготовку поверхности на месте;

• Легкая свариваемость конструкций, покрытых составом для холодного цинкования;

• Возможность на месте оцинковывать сварные швы;

• Простота  ремонта поврежденных (в т.ч. при транспортировке и монтаже) участков цинкового покрытия

• Возможность оцинковывать в широком диапазоне температур от -20 до +40 °С;

• Получение эластичного покрытия, выдерживающего как механическую деформацию, так и термическое расширение и сжатие в широком диапазоне температур;

• Высокая адгезия цинкового покрытия с ЛКМ, в т. ч. с порошковыми красками;

• Возможность оцинковывать собственными силами и любым способом (погружением в состав, кистью, валиком, распылителем).

Уже сегодня перечисленные составы для холодного цинкования металла, как самостоятельно, так и в системах покрытий, успешно используются на практике в России и за ее пределами. Они служат для защиты от коррозии мостовых сооружений, тоннелей, строительных металлоконструкций, городских столбов освещения, опор ЛЭП, металлических кровель, резервуаров, трубопроводов, арматуры зданий, для антикоррозионной обработки агрегатов и деталей кузовов автомобилей и мн. др.

Пользователи отмечают эффективность метода, его простоту, относительно невысокую стоимость и весьма быструю эксплуатационную окупаемость.

И в заключении необходимо еще раз сказать, что более широкое внедрение в практику современных и перспективных методов антикоррозионной защиты, в частности таких, как — холодное цинкование, позволит резко сократить ущерб, приносимый в результате коррозии металлов, который в промышленно развитых странах достигает 5 % национального дохода.

Как оцинковать металл? Рекомендации, которые дадут возможность произвести процедуру даже в гаражных условиях.

0

Март 14, 2016 Советы электрику kmelectric

Сегодня металл широко используется в различных сферах, в том числе и в строительстве. Однако большинство сплавов обладают одним существенным минусом – они подвержены коррозии. Другими словами, в натуральном виде они не могут применяться в средах, которые насыщены влагой.

Специально для защитных целей были разработаны несколько методик. В частности, сплавы металлов покрываются различными покрытиями. Это может быть, как специальный металл:

• медь;
• цинк;
• хром и т.д.,

так и полимер, который горячим наносится на поверхность металла и надёжно защищает его по всей поверхности от влаги. Если Вы планируете приобрести защищённый металлопрокат, то смотрите здесь ассортимент. Цены наиболее доступны. А качество на высоком уровне.

Как осуществляется цинкование металла?

Существует всего два способа: горячее и холодное цинкование. Необходимо отметить, что с точки зрения эксплуатации оба метода абсолютно одинаковы. Они лучшим образом защищают основной металл.

Разница заключается лишь в финансовой эффективности. Горячее цинкование значительно дороже. Но при этом сам процесс осуществляется быстрее. На профильном производстве расположены специальные ванны для цинкования металлических деталей.

В частности, может быть оцинкованы различные детали. Если говорить о широком потреблении, то сегодня большой популярностью обладает оцинкованный металлопрокат, который может быть использован для строительства кровли или забора.

Плюсы цинкования металла очевидны. Отработанная технология позволяет производить защиту различных металлических сплавов на промышленных рельсах. Между тем, цинкование не всегда подходит.

Применение полимеров

Пластмассы с различными свойствами – это новый этап развития защиты металлических изделий. Суть заключается в том, что полимер может защищать не только от агрессивных воздействий окружающей среды (влага, химические реагенты и т.д.), но и от электрического разряда.

Сегодня многие специалисты рекомендуют в равнинных районах странны в качестве кровельных покрытий использовать полимерные. Конечно, это может быть и металлопрокат.

В качестве другого варианта приводится полимерная черепица. Её эксплуатационные свойства не уступают металлу, а монтировать её значительно проще.

Смотрите также:

• Узнайте о том, какое оборудование для резки металла используется сегодня.

• Знаете ли вы, что такое гальваническое покрытие металла — http://euroelectrica. ru/chto-takoe-galvanicheskoe-pokryitie-metalla/?

На видео будет продемонстрировано, как можно выполнить цинкование даже в гаражных условиях:

По материалам: http://tskcorp.ru/catalog/otsinkovanniy-prokat/krug-otsinkovanniy/

Ржавеет ли оцинкованная сталь? Вы будете в шоке

20 июля 2022 г.

Оцинкованная сталь

Не секрет, что мы большие поклонники оцинкованной стали в Южной Атлантике. Химическая связь, которая образуется между необработанной сталью и цинком при горячем цинковании, приводит к получению сверхпрочного строительного материала. Он может противостоять экстремальным погодным условиям и дольше, чем материалы, которые его окружают.

У нас есть большой запас стандартных и изготовленных на заказ изделий из оцинкованной стали, которые мы подвергаем горячему погружению в соответствии со стандартами толщины ASTM A123. Но многие строители и руководители проектов, которые обращаются к нам за оцинкованной сталью, имеют в виду только одно: ржавчину.

Не ржавеет ли оцинкованная сталь при всей своей долговечности? Рассмотрим ближе покрытие, которое отличает этот материал от остальных.

Как производится оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь известна своей превосходной коррозионной стойкостью. Но как далеко заходит это сопротивление? Ответ лежит в науке о материале.

Оцинкованная сталь создается путем погружения обработанной и «протравленной» необработанной стали в большую ванну с расплавленным цинком. После высыхания образуется блестящее твердое покрытие.

Создаваемая в результате этого процесса защита сильнее, чем другие покрытия. В то время как другие покрытия располагаются поверх стали, цинк связывается с ней и образует почти новый тип материала. Эта связь имеет несколько особенностей, которые делают оцинкованную сталь такой особенной.

Наука о свойствах самовосстановления

Связь, которая образуется между сталью и цинком при горячем цинковании материалов, является самовосстанавливающейся. Это означает, что когда цинковое покрытие вступает в контакт с водой, оно вступает в реакцию, создавая для себя дополнительную защиту. Эта защита повышает его устойчивость к ржавчине и коррозии.

Этот эффект самовосстановления останавливает коррозию до того, как она успела начаться. Если на других покрытиях появятся царапины, вода может попасть внутрь и начать разрушать сталь. Одно пятно ржавчины может быстро распространиться и повредить всю конструкцию.

Но с оцинкованной сталью покрытие защищает и восстанавливает само себя. Именно так он сохраняет свою целостность и делает его незаменимым ресурсом для коррозионно-стойкого строительства.

Итак, ржавеет ли оцинкованная сталь?

Это может звучать слишком хорошо, чтобы быть правдой, но из-за своих химических свойств оцинкованная сталь практически не ржавеет.

Может и может, если десятилетиями подвергается воздействию интенсивных элементов в сложных условиях. Но часто другие материалы, используемые в проекте, необходимо отремонтировать задолго до того, как на материалах из оцинкованной стали появятся признаки ржавчины.

Устойчивость к ржавчине и коррозии

Оцинкованная сталь также подвергается коррозии медленнее, чем сталь, даже в экстремальных условиях. Коррозия включает в себя все, что разрушает материал, что может произойти, даже если ржавчина не является ее основной причиной. По данным Американской ассоциации гальванистов, «цинк подвергается коррозии со скоростью примерно 1/30 скорости коррозии стали».

Более низкая скорость коррозии в сочетании с самовосстанавливающимися свойствами делают его популярным выбором. Они помогают проектам, в которых используется оцинкованная сталь, сохранять свою прочность и целостность дольше, чем другие варианты.

Материалы из оцинкованной стали остаются устойчивыми к атмосферным воздействиям

Снова и снова оцинкованная сталь служит дольше окружающих ее материалов, оставаясь как новая после десятилетий использования. Это верно, даже если материал находится в высококоррозионной среде, где преобладают соль и влага.

Независимо от того, ремонтируете ли вы инфраструктуру северных дорог или работаете над новым строительным проектом на влажном юге, материалы из оцинкованной стали — лучший выбор для вашего проекта.

Ваш универсальный магазин оцинкованной стали

Компания South Atlantic гордится тем, что имеет большой запас материалов из оцинкованной стали, готовых к отправке прямо к вам для вашего следующего проекта. Они соответствуют как отраслевым стандартам, так и нашим собственным высоким требованиям к качеству.

Мы строим наш склад путем обработки и горячего цинкования стальных материалов на наших предприятиях. Только так мы можем держать обширный каталог как стандартных, так и нестандартных материалов доступными для наших клиентов. За 50 лет работы в области горячего цинкования мы заслужили репутацию экспертов в отрасли.

Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше и запросить расценки на использование оцинкованных материалов в вашем проекте!

 

Почему горячеоцинкованная стальная лестничная проволока работает лучше 5 причин, по которым гальванизация оказывает благоприятное воздействие на окружающую среду

Подготовка и покраска Гальванизация | KTA University

Цинкование – это нанесение слоя цинка на сталь различными методами, такими как горячее погружение, непрерывное или электроосаждение. Во многих случаях оцинкованная сталь не окрашивается, поскольку срок службы одного только цинкования обычно превышает срок службы обычных защитных покрытий. Когда краска применяется для цинкования, ее часто называют «дуплексной системой». Согласно исследованиям, срок службы системы дуплексного покрытия в 1,5–2,3 раза превышает сумму отдельных сроков службы только при гальваническом цинковании или покраске. [i] Однако фактическое увеличение срока службы зависит от среда воздействия; т. е. дуплексная система при слабом воздействии будет иметь более длительный срок службы, чем при более сильном воздействии.

Для достижения ожидаемого длительного срока службы необходима правильная подготовка к цинкованию. Новая оцинкованная сталь имеет гладкую поверхность, препятствующую адгезии покрытия. Кроме того, некоторые виды последующей обработки (обсуждаемые ниже), которые часто следуют за процессом цинкования, могут отрицательно сказаться на характеристиках покрытия.

Последующая обработка цинкования

Оцинкованную сталь иногда подвергают последующей обработке или пассивации, чтобы остановить реакцию между железом и цинком или замедлить последующее окисление (т.е. подверженность атмосферным воздействиям) цинковой поверхности. Наиболее распространенными видами последующей обработки являются закалка водой, закалка хроматом и фосфатирование. При закалке в воде свежеоцинкованную сталь погружают в водяную баню, чтобы ускорить процесс охлаждения и остановить реакцию между железом и цинком. Последствием закалки водой является то, что вода часто загрязняется маслом или грязью, которые оседают на поверхности цинка. Эти загрязнения могут помешать адгезии, если они не будут надлежащим образом удалены перед покраской.

Хроматная закалка в основном используется для предотвращения образования «белой ржавчины» или «мокрого складского пятна», когда оцинкованная сталь плотно упакована во время транспортировки или хранения. Белая ржавчина относится к солям цинка, которые естественным образом образуются на оцинкованной поверхности, когда цинк окисляется под воздействием атмосферы. Пятна от мокрого хранения — это ускоренная форма окисления, которая происходит, когда более высокие концентрации влаги и кислорода задерживаются между кусками или листами оцинкованной стали, которые тесно уложены друг на друга. Хотя обработка хроматом может предотвратить это окисление, она также может повлиять на адгезию, если позже будет нанесена краска. Обработка хромированием может быть желательной, если покраска не предполагается после цинкования, поскольку обработка обычно приводит к более однородному внешнему виду, поскольку поверхность цинка окисляется и выветривается. «Блестящий» и «блестящий» внешний вид нового цинкования обычно становится серым, тусклым и пятнистым с возрастом.

Фосфатирование стали после цинкования образует нереактивный слой фосфата цинка на поверхности цинка. При этом оцинкованные поверхности сначала очищают и обезжиривают, а затем погружают в фосфатирующий раствор. Фосфатирование предотвращает образование продуктов коррозии на поверхности и способствует сцеплению с нанесенным впоследствии слоем краски.

Выветривание при цинковании

Продукты коррозии (белые соли цинка) начинают образовываться на поверхности цинка, как только он подвергается воздействию окружающей среды. Как правило, образующиеся исходные соединения цинка водорастворимы, пористы и слабо прилипают к поверхности. Со временем эти соединения превращаются в плотно прилегающую нерастворимую в воде пленку, которая служит для защиты поверхности цинка от дальнейшей коррозии. Продукты коррозии образуются при взаимодействии цинка с кислородом воздуха, углекислым газом и водой. Однако время достижения различных стадий выветривания сильно зависит от реальных условий воздействия окружающей среды в конкретном месте. Следующие классификации «выветривания» цинка следует рассматривать как среднее время.

Новое цинкование – менее 48 часов

В первые 48 часов цинкования не образуется заметных продуктов коррозии. В идеале, заводское покрытие гальванопокрытия должно происходить в течение этого периода времени, если это планируется.

Частично выветрившийся – от 48 часов до 2 лет

Окисление поверхности начинается, как только на сталь наносится цинкование. Эти продукты окисления являются относительно пористыми и слабо прилипают к поверхности стали во время раннего формирования. Первоначально на оцинкованной поверхности образуются водорастворимые оксиды и гидроксиды цинка. Этот ранний продукт коррозии иногда называют белой ржавчиной. По мере выветривания цинка первоначальные продукты коррозии медленно превращаются в нерастворимые в воде соединения, состоящие в основном из карбонатов цинка.

Полностью выветрившийся – более 2 лет

После продолжительного периода времени продукты коррозии превращаются в плотный слой карбонатов цинка, которые прочно прилипают к поверхности стали. Этот окисленный слой помогает защитить цинк от дальнейшей коррозии.

Если желательно нанесение системы покрытия, различные стадии атмосферных воздействий диктуют необходимость выполнения отдельных процедур подготовки поверхности в зависимости от возраста цинкования. Как правило, оцинковка под покраску делится на две категории: новые оцинкованные и существующие оцинкованные поверхности. Подготовка оцинкованных поверхностей к нанесению краски более подробно рассматривается в статье Кеннета Тримбера Университета KTA под названием « Подготовка горячего цинкования к покраске — это не слишком сложно».

Покраска Новое цинкование

Подготовка нового цинкования к покраске предполагает, что с момента цинкования прошло минимальное время (менее 48 часов). Тем не менее, цинковые поверхности могут нуждаться в дополнительной очистке, если материал перед покраской хранился на складе.

Свежеоцинкованную сталь необходимо сначала очистить и обезжирить в соответствии с SSPC-SP 1, Очистка растворителем. Это особенно важно, если в качестве последующей обработки использовалась закалка водой, и на поверхности отложились остатки грязи и/или масла. Кроме того, новое цинкование, предназначенное для покраски, не должно подвергаться закалке хроматом. Любые соединения хрома, присутствующие на оцинкованной поверхности, вызовут проблемы с адгезией для последующих покрытий. Если использовалась обработка хроматом, поверхности необходимо тщательно очистить, чтобы удалить обработку, а затем проверить на наличие хроматных соединений, чтобы гарантировать удаление. В идеале спецификации для оцинкованной стали не должны разрешать хроматирование, а вместо этого должны указывать последующую обработку фосфатированием. Как описано ранее, фосфатирование создает поверхность, пригодную для последующего нанесения покрытий. Фосфатирование пассивирует поверхность цинка и создает конверсионный слой покрытия, который идеально подходит для нанесения системы покрытий.

После очистки в соответствии с SSPC-SP 1 новые оцинкованные поверхности можно подготовить к покраске путем нанесения грунтовки, химической обработки или пескоструйной очистки.

Wash Primers

Одним из вариантов подготовки поверхности является нанесение грунтовки на очищенную оцинкованную поверхность. Промывочные грунтовки обычно представляют собой материалы на основе винилбутираля, которые протравливают оцинкованную поверхность кислотой, чтобы улучшить адгезию покрытий. Промывочная грунтовка должна быть совместима с предполагаемой системой покрытия, и следует соблюдать осторожность, чтобы не наносить грунтовку толще, чем рекомендуется, иначе может произойти растрескивание. Следует отметить, что необходимо учитывать соответствие промывочных грунтовок ЛОС (летучим органическим соединениям). Многие отмывочные грунтовки могут не соответствовать федеральным, государственным или местным ограничениям содержания летучих органических соединений для применения в цехах или в полевых условиях.

Химическая обработка

Другим вариантом является химическая обработка с использованием слабокислых или щелочных растворов, которые травят поверхность цинка. Эти продукты могут называться «очистителями перед покраской» и должны быть специально разработаны для использования при цинковании. Средства для очистки перед покраской обычно разбавляют водой, наносят на оцинкованную поверхность и оставляют на короткое время. Хотя для удаления остатков чистящего средства обычно требуется ополаскивание поверхности водой, существуют некоторые чистящие средства, не требующие смывания.

Дробеструйная очистка щеткой

Дробеструйная очистка щеткой также может использоваться для подготовки оцинкованных поверхностей к нанесению покрытия. Тем не менее, очевидная проблема заключается в том, что пескоструйная очистка может повредить и даже удалить значительную часть защитного слоя цинка, если ее не контролировать должным образом. Оцинкованные поверхности следует подвергать пескоструйной очистке в соответствии со стандартом SSPC-SP 16 «Дробеметная очистка оцинкованной стали с покрытием и без покрытия, нержавеющей стали и цветных металлов».

Окраска Существующая оцинковка

Как было сказано ранее, возраст и воздействие окружающей среды на оцинкованную поверхность определяют стадию выветривания. Однако процедуры, описанные в этом разделе для «существующего» цинкования, применимы ко всем стадиям атмосферного воздействия; стадия выветривания будет определять объем очистки, необходимый для получения стандартного хорошо прилипшего покрытия. Обратите внимание, что эти процедуры предназначены для голого цинкования, подвергшегося атмосферным воздействиям, и предполагают, что краска ранее не наносилась; однако процедуры потребуют лишь незначительной модификации для удаления старой, слабо прилипшей краски.

Подготовка к существующему цинкованию должна включать удаление грязи и других загрязнений, слабо прилипших соединений цинка и всей ржавчины, чтобы получить поверхность, пригодную для нанесения покрытия. Первым шагом всегда должна быть очистка растворителем в соответствии с SSPC-SP 1 для удаления загрязняющих веществ, таких как грязь, масло или жир. Также может быть выполнено тестирование на хромат или другие виды последующей обработки, хотя маловероятно, что проблемы, связанные с последующей обработкой, все еще будут присутствовать при полностью выдержанном цинковании. Последующая подготовка поверхности чаще всего достигается путем очистки водой под давлением.

Очистка водой под давлением

Очистка водой под давлением является предпочтительным методом очистки существующего цинкового покрытия, поскольку он имеет меньшую вероятность повреждения или удаления слоя цинкового покрытия по сравнению с другими методами (например, абразивоструйной очисткой или очисткой с помощью электроинструмента). Хотя оцинкованную поверхность необходимо очистить перед покраской, слой цинка должен оставаться неповрежденным, так как именно он обеспечивает гальваническую защиту стали.

Все поверхности должны быть очищены в соответствии с SSPC-SP WJ-4/NACE WJ-4 «Водоструйная очистка металлов – легкая очистка» с использованием воды под давлением от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм. Давление воды и зазоры при очистке должны быть отрегулированы по мере необходимости для достижения указанного уровня очистки при минимальном повреждении защитного слоя цинка. Вода под давлением удалит рыхлый коррозионный материал, растворимые соли и другие загрязняющие вещества. Дополнительная очистка с использованием ручного или электроинструмента может потребоваться, если произошла ржавчина нижележащей стали.

Системы покрытий

Существуют различные системы покрытий, которые хорошо зарекомендовали себя при цинковании. Типичные системы включают акриловые покрытия, эпоксидные/полиуретановые покрытия или влагоотверждаемые уретаны. Коррозионно-стойкая или обогащенная цинком точечная грунтовка обычно рекомендуется для подкраски обнаженных ржавых участков на существующей оцинкованной стали перед нанесением полного покрытия.

Важно отметить, что алкидные покрытия (на масляной основе) не следует применять для цинкования из-за возможной реакции между щелочными продуктами коррозии цинка (белая ржавчина) и алкидной смолой покрытия. Когда это происходит, покрытие часто разрушается (омыляется) и выходит из строя.

Другим вариантом цинкования новых изделий является использование заводского порошкового покрытия. Порошковые покрытия наносятся электростатическим распылением или в псевдоожиженном слое, что делает этот процесс гораздо более специализированным по сравнению с типичными жидкими покрытиями, наносимыми распылением. Порошок наносится и удерживается на металлической поверхности за счет электростатического заряда, а затем запекается при высоких температурах, чтобы расплавить и сплавить порошок в твердую пленку покрытия. Порошковые покрытия для воздействия атмосферных воздействий обычно представляют собой материалы на основе полиэстера, такие как триглицидилизоцианурат или TGIC, но эпоксидные порошковые покрытия также широко используются на подземных трубах (например, трубопроводах для распределения газа и нефти). Порошковые покрытия обеспечивают превосходную адгезию, высокую стойкость к истиранию, низкий уровень выбросов летучих органических соединений и минимальные потери материала.