Цинкование
Для чего цинк наносят на металл?
Цинкование металла — процесс нанесения цинкового (металлического) покрытия на сталь или железо для защиты от коррозии. Является одним из наиболее эффективных и надежных способов, повышающих долговечность железосодержащих материалов.
Принцип данного метода заключается в следующем: изделия оцинковываются, т.е. покрываются цинком, препятствующим контакту железа и сплавов с кислородом и влагой. При этом цинк сам подвергается воздействию этих сред, благодаря чему на его поверхности образуется слой оксида, плотный и прочный.
Таким образом цинк создает барьерную (пассивную) защиту, однако при нарушении целостности оксидного слоя вступает активный тип защиты (гальванический, катодный), когда оксид цинка затягивает полученную царапину или скол, локализуя коррозию.
Это объясняется тем, что при контакте с влагой, кислородом и различными газами цинк окисляется первым и отдает свои электроны на борьбу с коррозией (выступает в роли анода), а железо, защищаясь от окисления, принимает электроны (выступает в роли катода). Таким образом цинк будет обеспечивать гальваническую защиту до полного истощения защитного покрытия.
Среди преимуществ оцинкованных сталей можно выделить долгосрочную эксплуатацию благодаря устойчивости покрытия к механическим повреждениям и более выгодную стоимость в сравнении с нержавеющими сталями.
Среди прочих видов антикоррозийных покрытий цинкование обеспечивает самую длительную и надежную защиту металлов.
Методы цинкования
Цинковый слой наносится на подготовленную поверхность, тщательно очищенную от любых видов загрязнений для обеспечения высокой адгезии между цинком и обрабатываемым изделием.
Способов цинкования металлоизделий существует несколько:
- Горячее цинкование. Наиболее распространенный метод, технология которого состоит в погружении металлоизделия в ванну с расплавленным цинком, благодаря чему на нем образуется плотное и прочное покрытие толщиной до 200 мкм, длительность защитных функций которого может достигать 100 лет. Горячий способ цинкования является оптимальным вариантом для обработки крупных, габаритных конструкций, которым требуется надежная, продолжительная защита от коррозии.
- Холодное цинкование. Этот метод напоминает обычное окрашивание — защитное покрытие наносится на предварительно очищенную и загрунтованную поверхность составами, богатыми цинком, с помощью кисти, валика или пульверизатора. В отличие от горячего метода толщина таких покрытий значительно меньше и слабо устойчива к механическим воздействиям. Из плюсов можно выделить более низкую стоимость и возможность использования в полевых условиях, например, при монтаже стыковых соединений трубопровода.
- Гальваническое цинкование. На электроды, находящиеся в гальванической ванне, куда помещают стальное изделие и цинковую пластину, подается постоянный ток. Так как изделие выступает в роли катода, а цинковая пластина — анода, то в результате протекающих физико-химических процессов ионы цинка равномерно оседают на обрабатываемом металле. Цинк распределяется равномерно, без наплывов. Толщина покрытия регулируется плотностью тока и составом электролитов. Этот метод считается самым быстрым и дорогим.
- Термодиффузионный способ. В специальной камере, где цинковый порошок при нагревании до 500°C переходит в газообразную форму и оседает на поверхности обрабатываемого изделия, верхний слой металла насыщается атомами цинка. Покрытие получается прочным и долговечным, даже в труднодоступных местах. Технология сложная и энергозатратная, поэтому чаще всего применяется для обработки ответственных, мелких изделий и деталей со сложным геометрическим строением.
- Газотермический способ. Газопламенное напыление цинка осуществляется с помощью газовых горелок, в зону наивысшего нагрева которых подается цинковая проволока либо используется цинковый порошок. Образовавшиеся мелкодисперсные капли цинка оседают на поверхности. Покрытие формируется в несколько этапов, но получается неравномерным, пористым и неустойчивым к механическим нагрузкам.
Статьи в тему:
