Покрытие цинком металла. Технология цинкования металла в домашних условиях

Завод Свайных Конструкций предлагает нанесение цинкового покрытия толщиной от 20 до 200 микрон различными способами. Стоимость услуг по оцинковке металла зависит от выбранного способа и объема заказа. Подробнее о стоимости услуг вы можете узнать, позвонив в наш офис.

Технологии нанесения цинка.

На сегодняшний день для защиты металлических изделий от коррозии применяются различные анодные покрытия. Одним из самых популярных методов защиты от коррозии является горячее цинкование стали. Данная технология представляет собой обработку поверхности заготовок слоем серебристо-белого металла или же его сплавом. Кроме этого, также производится цинковое насыщение поверхностных слоев металлической конструкции для защиты от коррозийных процессов.

Различные методы оцинковки давно применяются в самых разнообразных отраслях: строительстве, энергетике, газодобывающей, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, автомобилестроении.

Хотя цинковая защита актуальна практически для любых металлических конструкций, чаще всего защищают:

1. Металлоконструкции зданий.
2. Оборудование, используемое на речных и морских судах.
3. Опоры ЛЭП.
4. Дорожные ограждения.

Популярность обработки различных изделий цинком очень легко объясняется. Во-первых, покрытие обладает высокой устойчивостью к различным внешним воздействиям, во-вторых, оно полностью безопасно, в-третьих, цены нанесения покрытия невелики. Стационарный потенциал покрытия на 0.2-0.3 мВ более отрицателен, чем железо, поэтому при воздействии агрессивных сред цинк растворяется медленнее за счет электрохимических реакций, соответственно, защищая ферритную подложку.

Цинковое покрытие - это лучшая защита металлоконструкции от коррозии в средах, значения кислотности которых близки к нейтральным. К примеру, в атмосфере, пресной и морской воде, почве. В сильнокислых или же сильнощелочных средах цинковое покрытие не будет обладать нужным уровнем стойкости.

Как наносятся цинковые покрытия.

Подобные покрытия наносятся путем электроосаждения, погружения в расплав, металлизации, напыления, химического осаждения, диффузии, испарения цинка в вакууме с последующей конденсацией паров на защищаемой поверхности.

Перед процедурой холодного цинкования или нанесения защитного покрытия по иной технологии любое металлическое изделие сначала предварительно обрабатывают для того, чтобы впоследствии избежать образования газовых пузырей. В изделиях проделываются специальные технологические отверстия. Методы нанесения слоя цинка могут быть весьма разнообразны: горячее и холодное цинкование металлоконструкций, гальваническая и термодиффузионная обработка. Метод, а также необходимая толщина оцинковки выбираются исходя из степени агрессивности факторов окружающей среды. Толщина обычно варьируется в пределах 0.8-2 мкм. О каждом методе цинкования мы подробно расскажем чуть ниже.

Горячее цинкование

Технология горячего цинкования наиболее используема, т. к. именно данная процедура обеспечивает высокую коррозийную устойчивость. Этот показатель в несколько раз превышает аналогичный у покрытий, к примеру, нанесенных гальваническим методом. Наши специалисты, которыми осуществляется горячая обработка металлоконструкций, смогут порекомендовать оптимальный метод сбережения ваших сооружений в зависимости от их специфики. Ведь там, где есть плюсы, не обойтись и без минусов. Отрицательные моменты, сопровождающие цинкование металла, выражаются в высокой стоимости покрытия, неравномерности покрытия, а также сложности оборудования для осуществления данной технологии. Также следует сказать о необходимости повторной проточки резьбы и возможном возникновении напряжения в заготовках.

Как происходит горячее цинкование.

Металлические изделия (трубы или другие изделия из стали) окунают в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. С данным покрытием срок эксплуатации металлического изделия продлевается до 50 лет. Во время процесса цинкования между цинком и самой металлической конструкцией образуется очень устойчивое соединение, благодаря которому и достигается высокая устойчивость к коррозии даже с учетом появления на поверхности изделия какого-либо повреждения.

Этапы горячего цинкования:

1. Предварительная обработка металлических изделий: обезжиривание, очищение при помощи пескоструйного метода, травление кислотой, промывка под сильным напором чистой воды.

2. Флюсование. На поверхность изделия наносится тонкий слой пленки, благодаря которой металл не окислится, а взаимодействие с цинком будет лучше.

3. Просушка.

4. Цинкование металла. Изделие погружается в ванну с чистым расплавленным защитным покрытием.

5. Изделия медленно вынимаются, а избыток цинка удаляется при помощи дренажа, вибрирования или же центрифугирования.

6. Охлаждение изделий в воде или на атмосферном воздухе после извлечения из ванны.

7. Проверка.

Холодное цинкование

Если технологии горячего, гальванического и термодиффузионного цинкования достаточно сложны и энергоемки, то технология холодного цинкования металла, которое наша компания осуществляет по самой доступной в Москве цене, не нуждается в создании каких-то особых условий. Также не требуется применение различных реактивов. В качестве предварительной обработки перед началом холодного цинкования осуществляется традиционная очистка металла.

После предварительной обработки на металлическую поверхность наносятся специальные красители или грунтовки. Их основой служит цинковая пудра. Так же, как и при технологии горячего цинкования, цинк становится анодом в гальванической паре с железом, обеспечивая его катодную защиту. Данный вид покрытия наносится при помощи распылителя. После холодного цинкования металлическое изделие будет надежно защищено от коррозии. Следовательно, оно отличается долговечностью в эксплуатации и имеет красивый внешний вид. Говоря о последнем, следует сказать, что при использовании холодного цинкования металлические изделия не будут иметь металлического блеска. Зато на конструкции можно наносить практически любые виды лакокрасочных материалов.

Гальваническое цинкование

Осуществляется за счет электрохимического процесса в специальном барабане и может иметь разный цвет: голубой, белый, матовый белый или радужный. Также толщина покрытия составляет 10-20 мкм, поэтому данный вид покрытия, скорее, можно назвать декоративным.

Технология гальванического цинкования обладает рядом преимуществ. К примеру, высокая производительность, равномерные и блестящие покрытия. Но сразу же стоит сказать и про минусы, которыми обладает гальваническое цинкование, а именно низкие адгезионные характеристики, а соответственно, и коррозийные свойства. Еще одним минусом является возможность водородного охрупчивания металла при анодировании.

В наше время технология гальванического цинкования - самый популярный способ защиты метизов и различных крепежных изделий, т. к. производительность процесса достаточно высока, а себестоимость, наоборот, низкая. Кроме этого, для подобных изделий степень защиты от коррозии достаточна.

Как происходит гальваническое цинкование.

В ванне с электролитом находятся два металла: металлические изделия и чистый цинк. Далее к ним подводится электрический ток. Цинк может иметь форму шаров или пластин, а также любой другой вид. Во время процесса электролиза под воздействием тока цинк растворяется, его ионы оседают на поверхности металлических изделий, тем самым покрывая их. Толщина покрытия составляет от 4 до 20 мкм. Анодное растворение цинковых электродов происходит в результате пропускания через электролит электрического тока с катодной плотностью от 1 до 5 А/дм.

Данную технологию можно разделить на три способа: цианидный, щелочной и кислотный. Чаще всего предпочтение отдается цинкованию в слабокислых электролитах. Благодаря данной технологии обеспечивается высокая степень защиты, а также улучшенный внешний вид изделия. Также применение данной технологии способствует снижению склонности цинкуемых изделий из углеродистых и легированных сталей к водородной хрупкости. Это позволяет цинковать детали сложной конфигурации, в том числе, для изготовления которых использовалась сталь или чугун.

Этапы проведения цинкования.

1. Очистка изделий от окалины, остатков технологической смазки, ржавчины.

2. Нанесение на металл цинкового покрытия.

3. Осветление (декапирование - травление в слабом растворе азотной кислоты).

4. Пассивация с целью не только придания изделию коррозийной стойкости, но и улучшения декоративных характеристик.

Термодиффузионное цинкование

Термодиффузионное цинкование производится при температуре 290-400°C. Нужная температура устанавливается исходя из марки стали, а также типа обрабатываемого изделия и нормативов производителя. Горячее цинкование металлоконструкций по данному методу представляет собой постоянное вращение контейнера с загруженными изделиями, который останавливается только после завершения процесса. Далее он выгружается из печи, остужается и разгружается. После этого происходит пассивация.

Подвергшиеся горячему цинкованию детали проходят через специальную установку и подвергаются обработке специальными пассивационными растворами, благодаря которым достигается невосприимчивость покрытия к агрессии атмосферного воздуха. Параллельно с пассивацией производится галтовка керамическими или пластмассовыми чипсами, которая способствует улучшению внешнего вида покрытия и положительно влияет на его качество.

Пассивация осуществляется только один раз в том случае, если в дальнейшем предполагается какая-либо обработка деталей: окрашивание, склейка и т.д. В остальных случаях пассивация проводится второй раз.

Последним этапом, который включает в себя горячее цинкование металла по данной технологии, является высушивание деталей в установке проходного типа. Время, затрачиваемое на процедуру, составляет 90 или 180 минут. Это зависит от типа используемой цинковой смеси и мощности установки.

Основными плюсами данной технологии являются:

1. Обеспечение высокой коррозийной стойкости.

2. Покрытие точно воспроизводит обрабатываемое изделие, к примеру, любой тонкий рельеф, резьбу, маркировку трубы и т. д.

3. Оцинкованное покрытие обладает высоким уровнем твердости в отличие от других цинковых покрытий. Микротвердость покрытия не только составляет примерно 4500 МПа, но и обладает хорошим сопротивлением абразивному износу.

4. Наводораживание во время нанесения покрытия на сталь или трубы исключено.

5. Учитывая невысокую температуру насыщения, нанесение покрытия возможно на предварительно термообработанные детали.

6. Технология термодиффузионного цинкования может быть применена для нанесения покрытий на пористые изделия, на предварительно собранные узлы, а также на изделия, произведенные по порошковой технологии.

7. В отличие от холодного цинкования данный метод способствует получению минимального адгезионного износа при дальнейшей обработке лакокрасочными покрытиями, резиной, пластмассой и т. д.

8. Предварительная обработка труб и других изделий перед термодиффузионным цинкованием не требует каких-либо больших затрат, а кроме того, на изделиях допускается присутствие пятен от коррозии, остатков смазки или СОЖ.

9. В некоторых случаях толщина покрытия может варьироваться в пределах от 15 до 100 мкм и выше.

Если говорить о минусах данной технологии, то следует сказать о небольшой производительности, ограниченной объемами камер для цинкования, а также об отсутствии эстетических характеристик у изделия: сдержанность цветового исполнения, отсутствие блеска.

Оцинковка труб

Данный процесс представляет собой нанесение цинка на металлическую трубу с целью повышения сопротивления коррозии. Таким образом продлевается срок ее службы. Оцинкованная труба используется для прокладки внутренних коммуникаций в различных помещениях, как жилых, так и промышленных. Компания «Завод Свайных Конструкций» также специализируется на цинковании различных конструкций из металла. Достаточно часто обработке подвергается труба для прокладки в агрессивных внешних условиях. Обратившись к нашим специалистам, вы гарантированно получите качественные услуги. На цинкование труб нами установлена оптимальная для заказчиков из Москвы и других регионов цена.

Самым страшным заболеванием изделий, которые изготовлены из металла, выступает коррозия, которая разрушает их постепенно. Как же можно побороть этот недуг? Одним из способов считается покрытие поражённого участка массой, что содержит значительное количество цинка: доля его содержания может достигать 95%. Процесс создания цинкового покрытия на металле абсолютно ничего сложного собой не представляет и не требует огромных финансовых затрат.

Необходимость защиты от коррозии

Любой металл нуждается в создании защитного покрытия от ржавчины, коррозии и других вредных воздействий, способных разрушить изделие. Благодаря разным технологиям по обработке металлов защитить поверхность металла и продлить срок использования изделия совсем несложно.

В мировой практике из металлических покрытий чаще всего используются цинковые. Главными причинами, что обуславливают выбор в пользу цинковых покрытий для изделий из металла, являются невысокая цена цинка и стоимость цинкования, а также наличие более электроотрицательного стационарного потенциала, чем железо, при воздействии агрессивных сред.

Оцинковка металла (цинкование) - покрытие поверхности металла цинком, который благодаря своей хрупкости и минимальному уровню твердости обеспечивает любому изделию надежную защиту. Слой окиси на покрытии достаточно прочен, цинк является более активным материалом, чем железо, поэтому он значительно замедляет коррозию.

Цинк быстрее вступает в реакцию с коррозией, чем она добирается до основного металлического слоя, поэтому деталь останется не тронутой. И пока на изделии остается хотя бы кусочек цинка, вокруг него железо не ржавеет. Даже если цинковое покрытие имеет повреждения, или отсутствует в некоторых местах, его защитные свойства сохраняются.

Таким образом, цинковые покрытия выполняют роль протекторов, что «размазаны» по поверхности защищаемой детали. Оцинковку металла в основном проводят при помощи специального производственного оборудования разными методами. К тому же возможно осуществление цинкования в домашних условиях.

Методы цинкования

Процедура нанесения на изделие из металла цинкового покрытия производится одним из следующих способов: горячее цинкование, холодная окраска, нанесение гальванических покрытий, газо-термическое напыление цинка и термодиффузионное цинкование. Способ нанесения покрытия на деталь принято выбирать, зависимо от условий будущего использования и желаемых свойств протекторного слоя. В одном изделии может использоваться несколько типов покрытий.

Независимо от выбора метода цинкования, чтобы получить качественный результат, важно правильно подобрать толщину цинкового покрытия, зависящую от времени и температуры процедуры. Также следует помнить, что цинкованное металлоизделие не должно подвергаться никаким механическим воздействиям.

Горячее цинкование

Цинковые покрытия, которые создаются посредством процедуры горячего цинкования, занимают по объему цинковальных производств второе место, а по долговечности и качеству являются сегодня одними из лучших. Хотя и присутствуют проблемы экологической безопасности, которые обусловлены наличием расплава цинка и использованием химической методики подготовки поверхности.

Технология горячего цинкования металла состоит из двух этапов: подготовки поверхности и непосредственно цинкования металла. Подготовка поверхности перед горячей оцинковкой состоит в последовательном выполнении таких операций: обезжиривание поверхности под цинкование, травление поверхности металла, промывание и флюсование металла, а также просушивание поверхности.

После прохождения всех стадий подготовки нужно высушить изделие. Нанесение цинка совершается путем использования специального оборудования для горячего цинкования и погружения сухого подготовленного изделия в ванну с горячим цинком. На поверхности детали образуется сплав Fe-Zn, предохраняющий от коррозии.

Недостатком данного метода служит то, что ванны для обработки металла, зачастую ограничены в размерах и не способны предоставить возможность для обработки нужной конструкции. Хотя в современной ванне легко умещаются строительные леса, мачты освещения и опоры линий электропередач.

Холодное цинкование

Широкое распространение в последние годы получила методика холодного цинкования металла посредством окраски металлоизделий грунтом с высоким содержанием цинкового порошка. В готовом покрытии цинка 89-93%. Способ отличается высокой технологичностью и простотой выполнения. Распыленный цинк наносится на поверхность как обычная краска - с помощью валика или кисточки. Также можно использовать для этой цели распылители, которые сокращают время на цинкование и позволяют достать до самых отдаленных мест.

Такой метод считается очень эффективным для конструкций, которые обработать другим способом нельзя - к примеру, для закрепленных труб, арматуры линий передач, элементов железнодорожных путей, нефтяной арматуры, дорожных ограждений, мебельной фурнитуры и прочих неподвижных стационарных объектов.

Процедура считается действенной и для проведения ремонта поверхностей, что были оцинкованы ранее.
Холодное цинкование стали осуществляется в широких границах температуры, а покрытие получается эластичным, выдерживающим механические деформации и термическое расширение.

Срок службы холодной оцинковки может превышать время эксплуатации горячей в 3-4 раза. К недостаткам методики относят невысокую стойкость к механическому воздействию и потребность тщательного контроля условий труда из-за использования органического растворителя.

Гальваническое цинкование

Процедура гальванического цинкования позволяет создать особенно гладкое и точное цинковое покрытие поверхности металла. Подобная методика оцинковки предполагает нанесения покрытия при совершении электрохимического воздействия. Она подходит для проводящих и не проводящих ток материалов. Толщина гальванического покрытия обычно составляет 20-30 мкм.

При гальваническом цинковании металла осаждаемое покрытие получается точного и равномерного размера, блестящее, декоративное. Адгезия подобных покрытий обеспечена молекулярными силами, которые наблюдаются при взаимодействии основного металла и молекул цинка. На силу подобного взаимодействия влияет присутствие любых пленок (окисных или жировых) на поверхности покрываемого изделия, чего полностью не избежать при массовом производстве.

Технология цинкования электролизом состоит в следующем: стальная конструкция, подвергаемая цинкованию, и пластины цинка погружаются в емкость с электролитом. Пластины и изделие подключаются к источнику тока. Цинковый анод во время электролиза растворяется, оседая на поверхности стальной детали.

Среди преимуществ метода можно выделить хороший декоративный аспект. Вместе с этим процедура электролитического цинкования имеет один серьёзный недостаток: цена цинкования состоит не только из стоимости цинка и электролита. Электрохимическая оцинковка сопровождается образованием опасных отходов, поэтому нужна очистка от цинка сточных вод, что является достаточно дорогостоящей процедурой.

Термодиффузионное цинкование

Процедура термодиффузионного цинкования является еще одним видом цинкования. Методика ТДЦ известна достаточно давно. Впервые она была применена в Англии в начале 20 столетия и получила название «шерардизация». Впоследствии была несколько подзабыта, уступив место другим способам цинкования. Однако с девяностых интерес к методике вновь возрос.

Сущность термодиффузионного цинкования заключается в образовании цинкового покрытия на поверхности железа за счет перехода при температуре больше 2600 градусов атомов цинка в паровую фазу, что способствует их проникновению в железную подложку. В процессе формируется железноцинковый сплав сложнейшей фазовой структуры. Технологию цинкования ТДЦ используют, если необходимо создать слой цинка толщине больше 15 мкм.

Возникновение такого покрытия возможно исключительно при высоких температурах и в замкнутом пространстве муфелей или реторт, которые заполнены цинкуемыми деталями и порошковой смесью, содержащей цинк. Металлические изделия в данном случае проходят аналогичные стадии, как и при процессе горячего цинкования, а в конце загружаются во вращающуюся барабанную печь, где материал и покрывается цинком.

Методика ТДЦ имеет ряд достоинств перед другими методами цинкования:

• процесс цинкования безопасен с экологической позиции;
• получаемое покрытие не имеет пор и отличается высокой адгезией к подложке благодаря диффузионному слою;
• защитная способность цинкового покрытия в 5 раз больше, чем у гальванических покрытий;
• толщина покрытия изменяется в широком интервале;
• покрытие точно воспроизводит форму деталей самой сложной конфигурации (отверстия, резьба, полости, внутренние поверхности, щели);
• отходы процесса не требуют захоронения.

Но вместе с этим методика ТДЦ имеет свои недостатки, к примеру, у цинкового покрытия отсутствуют декоративные свойства - покрытие получается без блеска, темно-серого цвета. Производительность - относительно небольшая, присутствуют вредные аэрозоли цинковой пыли, часто возникают такие дефекты цинкового покрытия, как неравномерность по толщине.

Газо-термическое цынкование

При цинковании напылением покрытие металла цинком осуществляется следующим образом: расплавляется металл в виде порошка или проволоки, и напыление цинка на изделие происходит в газовом потоке. Метализационные газотермические покрытия являются оптимальным решением для защиты крупногабаритных металлоконструкций от коррозии, которые не помещаются в гальваническую ванну или емкость с расплавом цинка.

Расплавленные частицы цинка деформируются при ударении о поверхность металла, образуя так называемое «чешуйчатое» покрытие. Формируется при этом пористое покрытие, которое нуждается в покрытии порозаполнителем в виде лакокрасочных материалов. Подобные комбинированные покрытия обладают долговременной защитой в разных условиях использования - морская и пресная вода, атмосферные условия.

Цинкование в домашних условиях

Перед проведением цинкования своими руками изделие необходимо подготовить и зачистить надлежащим образом поверхность. Чем вы сделаете это лучше, тем ровнее и прочнее ляжет цинк. Потом металлическую деталь следует активировать, для этого опустите её в серную кислоту на 2-10 секунд. Потом сразу же промойте её, погрузив в воду, и приступайте к анодированию.

Установки для цинкования могут быть изготовлены следующим образом. Подберите посуду из инертного материала - винипласта или стекла. Если деталь небольшая, то можно взять даже литровую банку. Учитывайте возможность закрепления электрода и изделия, которое является вторым электродом, на ней. Подвеску электродов осуществляйте на медной проволоке.

Возьмите в качестве источника тока зарядное устройство 2-6 Ампер, 6-12 Вольт. Электролитом для домашнего цинкования теоретически может быть практически любая соль, которая растворяется в воде, на практике же легче приготовить соль цинка. Можно взять аккумуляторный электролит (разведенную серную кислоту), поместите в него цинк. После прекращения реакции цинк останется, а кислота перейдет в соль. Если кислота является слишком концентрированной, то на дне возникнут кристаллы сульфата цинка, тогда слегка разбавьте электролит водой.

После этого процедите электролит и залейте в посуду для цинкования. Цинковый электрод вы можете выполнить из куска цинка, просверлив отверстие в нем и подвесив на проволоке из меди. Площадь поверхности должна соответствовать площади обрабатываемого изделия, форма должна быть плоской и удобной для погружения в емкость. К слову сказать, кусок цинка можно приобрести в любом пункте приема металла.

Подведите минус к изделию и плюс к цинку, цинковый электрод «растворится», а на детали осядет слой цинка. Самым сложным при использовании оборудования для цинкования и проведения самого процесса оцинковки выступает режим цинкования: на изделии может осесть порошок цинка, который легко удалить тряпкой, а может - прочный слой, вам нужен последний вариант.

На качество цинкового покрытия влияют такие факторы:

1. Плотность тока. Этот показатель рассчитывается как сила тока, что делится на площадь поверхности изделия, и составляет 0,5 - 10 ампер на дециметр квадратный. Регулятором напряжения постарайтесь добиться не слишком бурной реакции. Покрытие получится слабым и неровным, если с детали будут чрезмерно активно идти пузырьки.
2. Температура. Подберите для электролита комнатную температуру.
3. Плотность электролита. Данный параметр может изменяться в широких пределах - от значения растворимости солей цинка до нуля.
4. Геометрия изделия. Если деталь имеет сложную форму, то в толщине покрытия может быть значительная разница, зависимо от удаления изделия от цинкового электрода. На острой кромке появляются наросты, в углублении покрытие будет слабое.

Проанализировав выше сказанное, помните, что целесообразно увеличить расстояние до электрода, воспользоваться двумя цинковыми анодами, покрутить деталь, поэкспериментировать. Возможно проведение цинкования в 2 или 3 слоя, с процессом промежуточного удаления на острых кромках образовавшихся наростов.

Таким образом, при работе с различными металлическими изделиями зачастую приходится сталкиваться с ущербом, вызванным коррозией. Металл и сталь имеет прочную структуру, однако она не может спасти его от данной напасти. Поэтому для защиты металлических конструкций и сооружений, что особенно подвергаются коррозии, идеальным вариантом является обращение к технологии цинкования - методу горячего цинкования, холодной окраске, нанесению гальванического покрытия, газо-термическому напылению цинка и термодиффузионному цинкованию.

Изделия из сплавов железа под действием влаги и воздуха подвергаются коррозии. С целью защиты от нее поверхности стальных конструкций покрывают составом на основе цинка.

До недавнего времени использовали три варианта защитного покрытия:

1. горячее цинкование - окунание металлических изделий в расплав на основе цинка;
2. напыление частиц расплавленного цинкового состава;
3. термическая диффузия цинкового порошка, нанесенного на поверхность, при высоком температурном режиме.

Все эти способы трудоемки, нуждаются в наличии особого оборудования и могут использоваться не для всех металлоконструкций, т. к. имеют ограничения по их размерам.

Альтернативой этим методам цинкового покрытия является технология холодного цинкования.

Под холодным цинкованием понимают покрытие стальной поверхности цинкосодержащим составом обычным способом нанесения красок, лаков и других материалов. В составе таких покрытий основным компонентом является цинковый порошок, имеющий высокодисперсную структуру.

Цинк, окисляясь при соприкосновении с воздухом и влагой, сначала берет на себя их разрушающее действие, отвлекая от разрушения железа в сплавах, а затем образует прочную пленку, механически препятствующую проникновению влаги и служащую коррозионной защитой металла.

Преимущества холодного цинкования металлов

Технология холодного цинкования дает немало преимуществ:

• она проста в исполнении;
• не нуждается в сложной технике и специальных площадях, как при способе горячего покрытия;
• покраску можно проводить на изделиях любых размеров без их демонтажа и прямо на месте их расположения;
• метод дает возможность проведения покраски в диапазоне температур от -20оС до +40оС;
• обеспечивает качественную защиту в течение срока эксплуатации;
• обладает высокими эксплуатационными характеристиками: износостойкостью, высоким сцеплением с покрываемым основанием, механической и термической устойчивостью, способностью к самовосстановлению.

Физико-химическое объяснение процесса холодного цинкования

В основе предотвращения коррозии металлических поверхностей методом холодного покрытия цинковым составом лежит катодная защита сплавов с помощью заимствованных у цинка электронов. Суть ее состоит в том что, подвергаясь окислению, цинк защищает тем самым от коррозии железо или его сплав.

Образование ржавчины FeO (OH) происходит таким путем:

1. В результате коррозии молекулы металла разлагаются на отрицательные электроны и положительные катионы. Схема этой реакции такая: Ме = Ме z+ + z e-
2. Свободные электроны, взаимодействуя с кислородом и водой, образуют щелочную группу (ОН-): О2+2 Н2О+4е- = 4ОН-
3. Ионы этой группы вступят в реакцию с катионами, образуя устойчивое соединение: х Ме z+ + у ОН- = Ме х (ОН)у
4. В случае железа это FeO (OH) - ржавчина.

При реакции окисления другого металла, в данном случае цинка, входящего в состав защитного состава, образование электронов, необходимых для восстановления молекул кислорода, он берет на себя, а железо перестает окисляться.

Важным условием является обеспечение электронной проходимости между цинком и железом, без этого перемещение образующихся в цинке электронов к железу невозможно.

Объяснение антикоррозионной стойкости цинкового состава при нанесении его стальную (железную) поверхность лежит в низком электрохимическом потенциале цинка по сравнению с железом. Этот показатель у цинка равен -760 мВ, а у железа - -440 мВ.

При наличии влаги цинк становится анодом по отношению к железу (катоду), отдающим ему электроны: Zn-2e*Zn2+, +> 2OH -

Уменьшение протекания процесса коррозии железа происходит за счет влияния щелочной группы (ОН-), которая нейтрализует окислительный процесс.

Причиной использования цинка в роли защитного слоя для стальных поверхностей является то, что он подвержен коррозии намного медленней железа во многих средах.

Цинковые холодные покрытия имеют два вида защиты:

• протекторной, в случае отдачи электронов цинка катоду железа;
• барьерной, защищающей на подобии обычной краски.

Протекторная защита осуществляется на первоначальной стадии после нанесения состава, когда оно еще не сформировалось в виде устойчивой пленки и имеет пористый характер, позволяющий влаге достигать до стальной(железной) поверхности. Это обеспечивает условия для протекания электрохимической реакции между железом и цинком. Дальше, по мере образования солей цинка, заполняющих поры, образуется защитная пленка, и характер защиты становится барьерным.

Важным свойством цинковой пленки является способность к самостоятельному восстановлению, если целостность ее случайно нарушается. Попавшая внутрь влага вновь провоцирует электрохимическую реакцию, которая протекает, пока не образуется новая пленка, восстанавливающая целостность покрытия.

Этапы технологии холодного цинкования металлов

Соблюдение всех этапов работ по цинковой защите металлических поверхностей является залогом их хорошего качества.

Этапы работ должны включать:

• осмотр рабочей поверхности и выбор способа покраски;
• подготовка поверхностного слоя к оцинковке;
• проведение холодного цинкования;
• контроль нанесенного цинкового слоя на качество.

Сначала нужно осмотреть и оценить площадь, которую предстоит покрыть защитным слоем, чтобы выбрать рациональный способ выполнения покраски и заготовить необходимый объем материалов и нужных инструментов.

Ответственным этапом является качественная подготовка самой поверхности. Она включает: очистку от пыли и грязи, удаление с помощью абразивной обработки старого покрытия, небольших неровностей и ржавчины, а также придания поверхности шероховатого вида.

При наличии жировых пятен нужно провести обезжиривание с помощью специальных растворителей. После абразивной обработки следует удалить все следы абразива, если была использована гидроабразивная обработка, то поверхность нужно просушить путем обдувки сжатым воздухом.

Важно: Нанесение покрытия на основе цинка должно проводиться на сухую, очищенную поверхность!

Металлоконструкций должно проходить при температуре, указанной в характеристиках применяемого состава. При этом нужно не допускать образование конденсата сверху металла.

Окраску проводят нанесением средства кистью, распылением или путем окунания в приготовленный состав. Наносить покрытие лучше в несколько слоев, предварительно просушивая их.

После просушки цинковое покрытие нужно оценить на качество путем визуального осмотра и специальных устройств контроля. Визуально оценивается декоративная привлекательность поверхности: отсутствие неокрашенных мест и дефектов.

С помощью устройства проверяется толщина защитного слоя и его адгезия к конструкционной поверхности.

Составы используемые для цинкования

Защитные цинковые продукты, которые представлены в ассортименте материалов, подразделяют по характеру связующего компонента. Они бывают двух типов: с органическим и неорганическим связующим веществом.

Органические содержащие цинк покрытия бывают:

• эпоксидными;
• уретановыми;
• алкидными;
• хлоркаучуковыми.

Неорганические покрытия представлены силикатными материалами, содержащими цинк.

Составы для холодного цинкования подразделяют по количеству отдельно упакованных веществ, подлежащих смешиванию. Они могут состоять из одного, двух и трех отдельно упакованных компонентов.
Органические составы являются в основном однокомпонентными, поэтому они удобны в использовании и имеют длительный срок защитной способности.

Неорганические силикатные покрытия отличаются своей долговечностью, независимо от толщины покрытия. Но существенным недостатком силикатных покрытий является необходимость выполнения высокого качества подготовки стальных поверхностей перед покрытием.

Независимо от разновидности состава покрытия его качество во многом зависит от основного цинкового компонента, представляющего мелкодисперсный порошок. Сухая пленка в соответствии с международными стандартами должна содержать не меньше 94% цинкового порошка при размере его частиц от 12 до 15 мкм и 88% - при величине частиц от 3 до 5 мкм. Параметры частиц и количественное содержание цинка определяют основную роль в качестве покрытия.

Область применения краски холодный цинк

Благодаря удобному применению холодного способа нанесения цинкового состава и надежности покрытия, такая технология имеет широкие области применения. Краска холодный цинк используется:

1. Для покрытия черных металлов, которые применяются в конструкциях, эксплуатируемых в открытых атмосферных условиях, при холоде и жаре, а также в условиях морского климата. Например, такое защитное покрытие применяют для конструкций мостов, строительных металлических сооружений.
2. Для труб различного назначения, в том числе и газопроводов.
3. Для защиты резервуаров, а также изделий бытового назначения.
4. Для окраски отопительных радиаторов, водопроводных труб.

Защита металла от возникновения и развития коррозии является очень актуальным вопросом, решение которого позволяет значительно продлить срок службы металлических изделий, а также сделать их эксплуатацию более надежной. Самым распространенным способом, позволяющим обеспечить такую защиту, является цинкование, подразумевающее нанесение на поверхность металла покрытия, в химическом составе которого может содержаться до 95% цинка. Цинкование металла можно выполнять по различным технологиям, каждая из которых применяется в определенных ситуациях и имеет как достоинства, так и недостатки.

Для чего на сталь наносят слой цинка

Хорошо известно, что изделия, изготовленные из стали, очень подвержены коррозионным процессам, особенно при эксплуатации в условиях повышенной влажности. Между тем, если оцинковать стальную деталь, можно обеспечить ей надежную защиту от коррозии. Объясняется это тем, что цинковое покрытие образует с основным металлом гальваническую пару, в которой цинк имеет большую степень электроотрицательного заряда, чем сталь.

В такой гальванической паре при воздействии на ее составляющие агрессивных факторов внешней среды подвергается воздействию коррозии именно цинк, а химические реакции стали практически исключаются. Таким образом, коррозионная защита стали будет обеспечена до тех пор, пока покрытие, состоящее из цинка, полностью не разрушится. При этом на тех участках стального изделия, где покрытие из цинка по каким-либо причинам разрушается, под воздействием кислорода и влаги формируется гидрооксид цинка, который также обладает хорошими защитными свойствами.

Цинкование изделий из стали позволяет обеспечить им не только барьерную, но и электрохимическую защиту. Цинкование металла может выполняться по разным технологиям, для реализации которых применяется различное оборудование. Используя отдельные виды таких технологий, можно выполнить цинкование в домашних условиях и при этом добиться отличного результата.

Методы цинкования

На сегодняшний день цинкование металла осуществляется с помощью следующих методов:

• горячего;
• холодного;
• гальванического;
• газотермического;
• термодиффузионного.

Выбор метода, который будет использоваться для цинкования деталей и конструкций, изготовленных из стали, зависит от условий их эксплуатации, а также от характеристик, которым должен соответствовать защитный слой. Вне зависимости от используемой технологии цинкования необходимо заранее определиться с толщиной формируемого защитного слоя, которая зависит от таких параметров технологического процесса, как время воздействия на металл рабочей среды, а также от температуры выполнения обработки. При использовании стальных деталей и конструкций, на поверхность которых нанесен слой цинкового покрытия, следует иметь в виду, что они не должны подвергаться значительным механическим воздействиям, так как защитное покрытие из данного металла отличается высокой хрупкостью и может легко разрушиться.

Чтобы разбираться в том, какие виды цинкования следует использовать в той или иной ситуации, надо хорошо изучить каждый из них.

Горячее цинкование

Горячее цинкование металлоконструкций, хотя и позволяет добиться наилучшего качества и долговечности обработанных изделий, занимает среди подобных технологий только второе место по распространенности. При использовании этого метода возникает проблема экологической безопасности, так как его реализация требует применения сильных химических реагентов для подготовки обрабатываемой поверхности, а сама процедура выполняется в расплавленном цинке.

В процессе оцинкования стали с использованием горячего метода выделяются два этапа:

1. подготовка поверхности изделия к обработке;
2. сама процедура покрытия металла цинком.

В свою очередь подготовка обрабатываемой поверхности также выполняется в несколько этапов:

1. очистка и обезжиривание;
2. травление с использованием кислотных растворов;
3. промывка после травления и флюсование;
4. тщательная просушка.

После того как изделие прошло все этапы предварительной подготовки и полностью просохло, его помещают в специальную ванну, наполненную расплавленным цинком. В результате на поверхности стального изделия формируется тонкий слой, состоящий из железа и цинка (Fe-Zn), который и обеспечивает надежную защиту от коррозии. После извлечения из ванны изделие обдувают сжатым воздухом, за счет чего обеспечивается не только его просушка, но и удаление с обработанной поверхности лишнего цинка. Большим недостатком данного метода цинкования металла является то, что размеры изделий, которые могут быть ему подвергнуты, ограничены габаритами ванны с расплавленным цинком. Между тем на крупных производственных предприятиях процесс оцинкования стали – строительных лесов, мачт освещения, опор ЛЭП (линий электропередачи) – осуществляется именно таким способом.

Поскольку данный метод связан с большими трудозатратами и необходимостью применения сложного технологического оборудования, для цинкования металла в домашних условиях он не применяется.

Холодное цинкование

Широкая популярность, которую метод холодного цинкования стали приобрел в последние годы, объясняется рядом причин. Самая главная из них состоит в том, что при своей высокой технологичности и простоте реализации такой метод цинкования позволяет создавать на поверхности металла слой, отличающийся высокими защитными свойствами. Немаловажным является и то, что при этом не требуется оборудование для цинкования металла, поэтому такую оцинковку можно выполнить своими руками даже в домашних условиях.

Суть технологии холодного цинкования заключается в том, что на поверхность обрабатываемого изделия наносится специальная цинкосодержащая смесь, в качестве которой может быть использован цинконол или любой другой состав. Наносить цинконол или другую смесь можно при помощи обычной кисточки или валика. В тех случаях, когда покрыть такой смесью необходимо изделия сложной конфигурации или труднодоступные места, для ее нанесения можно использовать краскопульт. Цинконол и другие составы, используемые для выполнения холодного цинкования, позволяют получить на поверхности металла защитный слой, содержащий 89–93% цинка.

Оцинковка металла с помощью холодного метода является безальтернативной в тех случаях, когда требуется обеспечить защиту от коррозии конструкциям, которые не могут быть покрыты слоем цинка по другим технологиям. К таким конструкциям, в частности, относятся уже смонтированные трубы, опоры линий электропередач, элементы железнодорожных путей, а также другие металлические элементы, которые находятся в смонтированном (стационарном) состоянии.

Цинконол и другие составы для выполнения холодного цинкования широко используются и при ремонтных работах, когда необходимо восстановить поврежденный цинковый слой на металлическом изделии или конструкции. В частности, при помощи данного метода может быть выполнена восстановительная оцинковка кузова автомобиля (более того, использовать цинконол и другие смеси можно и для начального, полного цинкования кузова своими руками).

Составы для холодного цинкования представляют собой полимерные растворы с добавлением высокодисперсионного цинкового порошка

Выполнять холодное цинкование изделий из стали можно в достаточно широком температурном интервале, при этом сформированное покрытие отличается не только высокими защитными свойствами, но и хорошей эластичностью, устойчивостью к механическим повреждениям и температурным расширениям.

Если говорить о недостатках метода холодного цинкования, то к ним можно отнести недостаточно высокую устойчивость сформированного покрытия к механическим воздействиям, а также необходимость в строгом соблюдении техники безопасности при осуществлении такой процедуры, требующей использования органических растворителей.

Гальванический метод

Гальваническое цинкование, при выполнении которого на поверхность обрабатываемого изделия оказывается электрохимическое воздействие, позволяет получать покрытия, не только отличающиеся высокой точностью по толщине, но и обладающие исключительной гладкостью. Такое электрохимическое цинкование обеспечивает формирование на поверхности металла защитного слоя, толщина которого находится в интервале 20–30 мкм.

Гальваническое цинкование позволяет регулировать толщину формируемого защитного слоя, при этом он отличается равномерностью и высокой декоративностью. За счет того, что при выполнении гальванической оцинковки металл и цинк, который наносится на его поверхность, соединяются на молекулярном уровне, готовое покрытие отличается исключительно высокой адгезией с основным металлом. Между тем на степень адгезии оказывает влияние наличие на поверхности обрабатываемого изделия жировых и окисных пленок, удалить которые полностью (особенно в условиях массового производства) практически невозможно.

Гальваническое цинкование выполняют следующим образом. Обрабатываемая конструкция и цинковые пластины помещаются в электролитический раствор, а затем подключаются к положительному и отрицательному контактам источника электрического тока. За счет сформированной таким образом разности электрических потенциалов пластины начинают растворяться в электролите, и молекулы цинка устремляются к поверхности обрабатываемого изделия, оседая на ней и формируя однородный защитный слой.

Большим преимуществом, которым гальваническое цинкование отличается от других технологий, является то, что оно позволяет сформировать на поверхности изделия защитный слой, отличающийся исключительными декоративными характеристиками. Гальваник при этом может регулировать толщину такого слоя.

К наиболее значимому недостатку данного метода можно отнести его достаточно высокую себестоимость, которая складывается не только из стоимости цинковых пластин и электролита. Например, использованный электролит, который содержит достаточно большое количество опасных отходов, необходимо тщательно очищать перед отправкой в канализацию, что также серьезно отражается на себестоимости метода.

Термодиффузионное цинкование

Термодиффузионная технология цинкования металла (ТДЦ), которую часто называют шерардизацией, была разработана еще в 20-х годах прошлого столетия, но долгое время применялась недостаточно активно. С конца прошлого века оцинковывание металла по данной технологии вновь обрело популярность.

Суть данного метода покрытия металлического изделия цинком заключается в том, что обрабатываемую деталь вместе с цинкосодержащей сухой смесью помещают в герметичный контейнер, в котором создается высокая температура – порядка 2600°. Под воздействием такой высокой температуры атомы цинка переходят в газообразное состояние, что значительно облегчает их диффузионное проникновение в поверхностный слой обрабатываемого изделия. Используют такую технологию цинкования преимущественно в тех случаях, когда на поверхности обрабатываемого металла необходимо сформировать защитный слой, толщина которого превышает 15 мкм.

Термодиффузионное покрытие изделий из металла цинком, подготовка к которому выполняется так же, как и при горячем цинковании, отличается рядом преимуществ, к которым следует отнести:

• полную экологическую безопасность процесса, так как он выполняется в герметичном контейнере;
• практически полное отсутствие пор на готовом защитном покрытии, отличающемся высокой адгезией к обрабатываемой поверхности;
• высокую защитную способность покрытия, полученного по данной технологии (в 5 раз выше, чем у цинкового слоя, сформированного гальваническим способом);
• возможность регулировать толщину цинкового слоя в достаточно большом диапазоне;
• сохранение даже сложной формы и геометрических параметров покрытого цинком изделия;
• отсутствие необходимости в специальной утилизации образующихся отходов.

Есть у данного метода покрытия металлических изделий цинком и свои недостатки, к которым следует отнести:

• не слишком привлекательный грязно-серый цвет готового покрытия и отсутствие металлического блеска;
• невысокую производительность;
• наличие включений цинковой пыли в окружающем воздухе при выполнении такого процесса, что наносит вред человеческому здоровью;
• неоднородность цинкового покрытия по толщине.

Газотермическое напыление цинка

Чтобы покрыть слоем цинка металлический лист или объемную деталь, можно использовать газотермический метод цинкования. Суть такого метода заключается в том, что цинк, присутствующий изначально в составе сухой смеси или проволоки, напыляется на поверхность обрабатываемого изделия в составе газовой среды. Использовать такую технологию оптимально в тех ситуациях, когда цинковый слой надо нанести на крупногабаритные изделия, которые нельзя подвергнуть обработке другими способами.

Покрытие металлического изделия цинком при использовании такого метода происходит следующим образом. Частички расплавленного металла, ударяясь об обрабатываемую поверхность, формируют тонкий слой, напоминающий по своей структуре чешую. Такое покрытие, которое характеризуется наличием большого количества пор, дополняется нанесением лакокрасочных материалов. Созданный в результате такого комбинирования слой обладает защитными свойствами, позволяющими металлическому изделию, на которое он нанесен, длительное время успешно эксплуатироваться в достаточно агрессивных средах (высокая влажность, постоянное воздействие морской и пресной воды и др.).

Современные доборные элементы для кровли способны сформировать любую геометрию и выполнить функцию декоративного оформления кровли вашего дома. Это отличает один дом от другого и делает их неповторимыми. Естественно, что эти изделия — это не только декоративное дополнение к зданию, но и конструктивные детали для защиты кровельных покрытий.

Наш завод предлагает Вам изготовление кровельных доборов с любыми покрытиями и цветами, а также под конкретный заказ по чертежам и эскизам клиента.

Внимание! Акция!

Бесплатный выезд на Ваш объект и замеры при покупке доборных элементов для крыши нашего производства!

Условия акции:

Завод Железный форт предлагает услугу выезда профессионального замерщика на Ваш Объект, который сможет точно снять параметры фасонных элементов, необходимых для монтажа. Стоимость такого выезда и замеров составляет от 4000 до 5000 рублей. В дальнейшем при покупке продукции у нашего завода, мы предоставляем скидку на стоимость данной услуги!

Доборы для кровли фальцевой и металлочерепицы

Крыша — это не только часть здания, покрытая металлочерепицей, мягкой кровлей или глиняной черепицей. Металлическая крыша — это сложное технологическое изделие, включающее в себя соединительные, подшивочные, завершающие и декоративные элементы кровельного покрытия. К таким важным компонентам кровельных конструкций относятся оцинкованные детали крыши. Без них невозможно надлежащее устройство стыков, изгибов, торцов и обеспечение хороших эксплуатационных качеств. Если оставить щели и зазоры открытыми, то это нарушит эстетический вид и пропустит грязь, пыль, атмосферные осадки, что существенно навредит всему зданию.

Основа безопасности и долговечности — доборные элементы для крыши

От этих, казалось бы, не заметных деталей строительства и оформления фасада зависит безопасность, герметичность здания, а также индивидуальность фасада вашего здания. Доборы для крыши создают защиту вашему частному дому или промышленному зданию, закрывают все стыки на кровле. Качество исполнения этих изделий покажет, как долго кровля вашего здания будет служить Вам и отводить естественные осадки от построенного вами сооружения. Такие изделия, как снегозадержатели и парапеты защищают водосточную систему от разрушения сползающими с крыши массами снега и льда. С кровельными доборами и водосточной системой, изготовленными нашим заводом, ваш дом прослужит Вам очень долго.

Виды доборных элементов для кровли:

• Костыль для кровли — крепежный элемент, устанавливаемый под кровлю для жесткости уё крайней части.
• Капельник или карнизная планка — доборный элемент для кровли и фасада, который защищает стропильную систему крыши от ветра и влаги в нижней части крыши.
• Торцевая планка (ветровая планка) — защищает стропильную систему с торца здания и препятствует деформации крыши при сильном ветре.
• Планка примыкания (верхняя и нижняя) — деталь для примыкания кровли к трубам, мансардным окнам и другим конструктивам на крыше здания.
• Ендова верхняя — планка для соединения разных частей крыши на наружном изломе. Устанавливается над металлочерепицей.
• Ендова нижняя — планка устанавливается под металлочерепицу и служит для соединения частей крыши на внутреннем изломе.
• Конёк круглый — декоративная планка круглой формы для соединения разных скатов крыши в верхней части. Устанавливается над металлочерепицей.
• Конек прямой — декоративная планка прямая для соединения разных скатов кровли в верхней части и монтируется на металлочерепицу.
• Конек LHS — декоративная планка сложной формы. Служит также для соединения разных скатов кровли в верхней части и также устанавливается над металлочерепицей.
• Планка для снегозадержания — важная планка, которая задерживает активное сползание снега с крыши и защищает водосточную систему от выхода из строя.
• Парапет — деталь кровли, защищающий фундаменты, карнизы, заборы, ограждения и другие строения от прямого попадания атмосферных осадков.
• Нащельник — соединительная деталь для стыковки окна и оконного откоса.
• Уголок для облицовки — профиль для различных стыковочных швов и выполняет, также, декоративную функцию.

Производство доборных элементов для крыши от нашего завода

Наша компания располагает собственной производственной мощностью с современным и высокоточным, прошедшим сертификацию, оборудованием. На этом оборудовании мы не только изготавливаем нашу продукцию, но и предоставляем любых металлических деталей для фасадов и всех видов кровельного покрытия.

Изготовление оцинкованных доборов для кровли ведется только из качественной стали и на оборудовании, произведенном в Германии. Используется широкая цветовая гамма, включающая в себя более двухсот оттенков, что позволяет клиентам подобрать оптимальные цветовые вариации с .