Горячее цинкование – это метод покрытия поверхности металлического изделия слоем цинка, уступающий по своей популярности только гальванической технологии оцинковки. Между тем по стоимости выполнения, а также по долговечности формируемых цинковых покрытий данный способ превосходит электрохимическое цинкование.
Результаты испытаний болтов с различной оцинковкой в растворе соляной кислоты
Ознакомиться с требованиями ГОСТ к горячим цинковым покрытиям можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.
ГОСТ 9.307-89 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия цинковые горячие. Общие требования и методы контроля
Введение
Металлические изделия применяются повсеместно. Но, к сожалению, в мире нет ничего вечного! Даже металл разрушается естественным путем, приводя к миллиардным убыткам. Поэтому неудивительно, что ученые разрабатывают разные технологии, способные защитить стальные конструкции и изделия от коррозии.
Отметим, что именно горячее цинкование является наиболее простым и популярным способом борьбы со ржавчиной. Сегодня мы подробно расскажем о данном технологическом процессе, его свойствах, сильных и слабых сторонах и т.п.
Пруток и проволока горячеоцинкованные
Благодаря горячему цинкованию стальные прутки и проволока становятся очень устойчивыми к коррозии.
Использование таких элементов сегодня очень широко и включает, среди прочего, производство:
- Панелей и сеток для ограждений;
- Технические сетки,
- Фильтры;
- Стропы для подвесных элементов;
- Вешалки;
- Ручки ведра;
- Колючая, пастушья и мелованная проволока;
- Ограды.
Горячее цинкование: что это такое и немного истории
Горячее цинкование – покрытие металлического изделия слоем цинка для защиты от коррозии с помощью его погружения в ванну с расплавленным цинком. Температура металла — 450 градусов по Цельсию.
Основоположником горячего цинкования является Поль Жак Малуэн (французский химик). Именно он в 1742 году додумался «искупать» стальные детали в расплавленном цинке. О своем открытии Поль объявил в Королевской академии.
И лишь спустя почти целую сотню лет эта технология была модернизирована и запатентована. Таких успехов смог добиться Сорель в 1836 году, доказав эффективность метода путем множественных исследований.
Свойства цинкового покрытия. Для каких изделий используется
Покрытие является барьером, защищает от образования ржавчины при контакте с окружающей средой. Доказано, что горячеосажденный цинк эффективно защищает изделия от 20 до 120 лет в зависимости от окружающей среды. Кроме того, элементы и конструкции не нуждаются в повторной окраске, а это реальная экономия!
Как правило, горячее цинкование используется для нанесения покрытия на крупных изделиях, имеющих простую форму. Это могут быть трубы, уголки, листы, балки, проволока и т.п. Данный метод неэффективен для изделий с наличием резьбы, маленьких отверстий или обладающих сложной формой.
Линии оцинковки труб
— Полная автоматическая оцинковка труб.
— Автоматическая оцинковка, основанная на “рецептах” и контролируемая местным и удаленным компьютером.
— Предельно лимитированное вмешательство операторов только для изменения размеров колец внутренней и внешней продувки.
— Всего 3 оператора могут производить до 1.100 труб или 25 тонн труб в час.
— Оборудование подходит для труб длиной от 4 до 9,5 метров.
— Полуавтоматические линии с поддержкой оператора для квадратных и прямоугольных труб.
Горячее цинкование: описание технологии процесса
Насколько долго деталь будет под надежной защитой от коррозии, зависит от качества проведения работ. Ведь процесс оцинковки достаточно емкий и проходит в несколько этапов. Давайте пройдемся детальнее по каждому из них.
1 этап — Обезжиривание
Прежде чем приступить к оцинковке, необходимо подготовить поверхность целевого изделия. Сначала металл-основу предстоит обезжирить, ведь на ней могут быть маслянистые пятна, остатки смазки и разнообразные органические загрязнения. В этих целях используются специальные щелочные или кислотные растворы. Универсального средства нет, специалисты выбирают его, исходя от уровня загрязнения изделия. Нужно сказать, что оптимальный температурный режим для данного процесса составляет 60-80ºС.
2 этап — Промывка
Этой процедурой нельзя пренебрегать! Применяется, чтобы наверняка убрать все остатки жира, пены и средства, использующегося при обезжиривании. Вторая причина – раствор из ванны обезжиривания не должен попасть в последующие ванны.
3 этап — Травление
Такая операция позволяет устранить налет ржавчины и окалины с детали перед оцинковкой. Нужно ее погрузить в ванну, содержащую раствор соляной кислоты с концентрацией 120-210 г/л. Кстати, температура воздуха в цехе в этот момент должна быть в пределах 20 — 25ºС. Травление является одним из наиболее эффективных способов получить ровную и относительно блестящую поверхность.
Имейте в виду, что соляная кислота может причинить вред и самому металлу, поэтому в раствор следует добавлять специальные ингибиторы (добавки, позволяющие кислоте растворять только ржавчину и окалину, не повреждая чистую сталь).
4 этап — Промывка
После травления на поверхности остаются частички компонентов раствора. Их требуется убрать. Поэтому снова нужна промывка.
5 этап — Флюсование
Звучит пародоксально, но после промывки на изделии опять появятся окислы железа. Устранить их можно при помощи флюсования. Данная операция позволяет получить пассивную пленку на поверхности изделия, которая защищает от последующего окисления и обеспечит превосходное смачивание в момент оцинковки.
Для создания раствора используют хлориды цинка и аммония. Можно привести пример одного из популярных составов — 55.4% NH4Cl, 6% глицерина, 38.4% ZnCl2. Для флюсования нужна температура в районе 60ºС. Концентрация раствора должна быть 410 — 590 г/л и ее нужно держать на постоянном контроле! Периодически требуется очищать ванну, добавляя в нее перекись водорода. На дне будут оставаться соли трехвалентного железа. Полученный осадок отправляют в отстойники, затем фильтруют.
6 этап — Сушка
Если в расплавленный цинк погружать мокрое изделие, то остатки воды начнут испаряться, становясь причиной «микровзрывов». Вследствии чего можно будет наблюдать необработанные или неравномерные участки!
Кроме того, влажное изделие начнет понижать температуру расплавленного цинка. А значит, потребуется больше энергии для ее поддержания. Поэтому важно вначале поместить изделие в сушильную печь температурой около 100ºС.
7 этап — Цинкование
Если вы хотите на выходе получить изделие с качественным защитным слоем, то здесь стоит учесть ряд факторов. А именно:
- качество материалов, а также температуру, до которой их нагрели;
- время и скорость погружения изделия;
- скорость, с которой изделия достают из ванны и способ их охлаждения.
Отметим, что при окунании в ванную флюс начинает плавиться, обеспечивая тем самым смачиваемость расплавленного цинка. Критически важна скорость, с которой опускают деталь. Если она будет недостаточной, то флюс успеет расплавиться раньше положенного времени и на поверхности останутся окислы. А если погружать быстро, флюс не расплавится и качество сцепления цинка с изделием резко ухудшится.
Оптимальная технология горячего цинкования металла предусматривает выдержку изделия в ванне с расплавом от 3 до 10 минут. Имейте ввиду, что во время вышеупомянутого процесса на поверхности расплава в ванне появляется слой шлака. Его необходимо убрать при помощи специального скребка, до того как начнете поднимать изделие. В противном случае, этот шлак осядет на оцинкованной поверхности детали.
А вот толщина слоя металла будет зависеть напрямую от скорости подъема изделия. Все дело в скорости кристаллизации расплава. А значит, чем медленнее поднимается оцинкованная деталь, тем толще защитный слой. Стоит учитывать габариты и форму изделия. На их основе рассчитывают индивидуально скорость и наклон подъема.
8 этап — Сушка
В конце металлическое изделие остается охладить. Данную процедуру проводят в два этапа. Сначала на открытом воздухе в цехе, затем на теплом складе.
Сферы применения
Металлоконструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, нуждаются в защите. Покрытие горячим цинком применяют для следующих изделий:
- опор линий электропередач, особенно высоковольтных;
- антикоррозионного покрытия нижней части корпуса корабля;
- металлоконструкций мостов и трубопроводов;
- столбов уличного освещения;
- каркасов зданий;
- ступеней лестниц;
- перил, ограждений балконов и других элементов зданий;
- труб системы вентиляции.
Способ покрытия горячим цинкованием металла применяется для трубопроводов, различных элементов садового и фасадного дизайна.
Контроль качества покрытия, браковочные признаки
После окончания работ следует провести осмотр изделия на наличие недостатков и дефектов. Качество горячего цинкования регламентируется ГОСТом 9.307-89. Требуется соблюсти следующие критерии.
- Допускается гладкое или шероховатое покрытие;
- Слой цинка обязан быть сплошным;
- Цвет матовый в темно-серых тонах или серебристо-глянцевый;
- На поверхности оцинкованного изделия не допускаются наплывы. Вкрапления гартцинка (осадка) если и имеются, то не более 2 мм.
Ряд признаков, которые не считаются дефектами:
- рябизна и незначительные неровности поверхности;
- радужные оттенки или пятна в светло-серых тонах;
- незначительные металлические царапины защитного слоя, если металл-основа не виден невооруженным глазом.
Кроме того, если имеются участки с пробелами, площадь которых не превышает 2% от общей, их можно обработать составами для холодного цинкования или газотермического напыления. Аналогично устраняются и непокрытые цинком участки, в диаметре до двух сантиметров.
Согласно вышеупомянутому ГОСТу толщина защитного цинкового слоя должна быть в диапазоне 40 — 200 мкм. Либо она прописана в паспорте изделия, исходя из его особенностей и условий эксплуатации.
Проверку данного параметра следует проводить до начала хроматирования (нанесение дополнительной защитной пленки поверх цинка) либо нанесения консервационных смазок. Есть два способа:
- при помощи магнитных толщиномеров;
- металлографический анализ.
И напоследок проверяется качество сцепления цинкового слоя. Особое внимание уделяется участкам с резьбой или местами сварки! Для контроля адгезии используется один из четырех ниже перечисленных методов:
- сетка царапин;
- нагрев;
- крацевание;
- удары поворотным молотком.
Достоинства и недостатки горячего цинкования
Преимущества:
- шикарная коррозионная устойчивость;
- относительно недорогой процесс;
- высокопроизводительные линии;
- оцинкованное изделие обладает хорошей теплопроводностью;
- оцинкованный слой не теряет своих защитных свойств даже при его повреждении;
- цех легко обслуживать.
Недостатки:
- данная технология не позволяет наносить тонкие слои цинка, не предназначено для изделий с резьбой и высокоточных деталей;
- не подходит для небольших штучных заказов;
- сложно соблюсти равномерность покрытия;
- высокий расход цинка;
- непрезентабельный внешний вид – серый матовый цвет, не подходит для декоративных изделий;
- невозможно покрывать изделия, превышающие габариты ванны для их погружения.
ОЦИНКОВКА
— До внешнего диаметра 4”две трубы обрабатываются одновременно.
— Трубы диаметром более 4”обрабатываются по одной.
— При обработке одной или двух труб все трубы выходят с одной и той же стороны.
— Внутренняя продувка трубы может производиться как горизонтально, так и под углом.
— Установка погружения является сменной для быстрой замены размеров труб.
— Одни и те же винты подходят для погружения труб диаметром от 2” до 3/8” во избежание замены винтов.
Стоимость горячего цинкования. Факторы, влияющие на формирование цены.
Стоимость услуги индивидуальна, зависит от ряда параметров. Здесь учитываются габариты, форма изделия, сложность обработки, объем работы. Есть и дополнительные «опции», за которые нужно доплачивать. К примеру, создание технологических отверстий или «ушек» для креплений, снятие старого покрытия и т.п.
Одним из главных параметров формирования цены будет расход цинка, чем он выше, тем дороже.
На сегодняшний день средняя цена в России на горячее цинкование будет в диапазоне от 22 000 до 40 000 рублей за тонну. Еще учитывайте, что многие компании берут дополнительную плату за срочность. Отдельно оговаривается стоимость оцинковки деталей весом до 100 килограммов, легких, но габаритных изделий или тех, у которых есть полости, карманы, углы и т.п. Здесь цена может варьироваться от 30 000 до 50 000 рублей за тонну.
Линии горячей оцинковки центрифугой
Ручная и автоматическая оцинковка посредством центрифуги
- Ручной тип с «Монорельсовым циклом»
- Автоматический робот верхней центрифуги на 40 корзин в час
- Автоматический робот верхней центрифуги на 80 корзин в час
Инновационная высокопроизводительная и высококачественная установка оцинковки посредством центрифуги.
Чистая производительность до 4 тонн в час.
100% возврат цинка прямо над поверхностью зеркала без вмешательства оператора для ее очистки.
Очень важная экономия цинка.
Устройство наполнения барабанов и подающие конвейеры.
Закрытый туннель предобработки с автоматическим двойным портальным краном, работающим в соответствии с введенным “рецептом”.
Разгрузка барабана и конвейер перемещения материала.
Ленточная сушилка.
Полностью автоматические процессы взвешивания материала, наполнения корзины, погружения, очистки поверхности цинка, выхода из цинка.
Керамическая печь с верхним нагревом.
Программное обеспечение регулировки и наблюдения автоматической транспортной системы.
