Холодное цинкование ZINTEC®. Инновационная защита стальных конструкций от коррозии

Сергей Билык,
заместитель директора по техническим вопросам
НПЦ «Теплоантикорзащита», к.т.н.

В развитых странах миллиарды долларов в год (до 3% ВВП) расходуются на замену разрушенных коррозией металлических конструкций и сооружений. Еще более тяжелые потери связаны с авариями, причина которых — это преждевременный износ отдельных элементов конструкций вследствие коррозии: обрушенные мосты, перекрытия, техногенные аварии на предприятиях, которые приводят не только к потере денег, но и к человеческим жертвам. Очень важно, чтобы конструкции не только выглядели эстетично, но и были безопасными. Поэтому защита от коррозии, особенно конструкций, эксплуатируемых в условиях повышенной опасности, имеет первостепенное значение

Металлоконструкции и изделия, покрытые холодным цинкованием ZINTEC®

Для предотвращения коррозии используют следующие методы:

• пассивная защита (ЛКМ, консервирующие смазки);
• легирование металлов (введение в материал составляющих, которые увеличивают устойчивость к коррозии, делая металл более благородным);
• ингибиторная защита (воздействие на окружающую среду введением веществ, замедляющих процесс коррозии);
• активная защита (протекторная, электрохимическая, цинкование, магниевые аноды).

Наиболее простым и распространенным способом защиты металла являются лакокрасочные покрытия, которые наносятся на поверхность металла и препятствуют его контакту с кислородом и влагой из воздуха, тем самым обеспечивая пассивную защиту стальных конструкций. При качественном покрытии такая защита достаточно хорошо сбережет металл от коррозии в течение нескольких лет. Однако нередко можно увидеть красивый автомобиль с качественной окраской, но в некоторых местах могут быть сквозные ржавые места. Это происходит вследствие ускоренных процессов коррозии за счет солей, влаги и атмосферного кислорода, которые попадая в дефекты покрытия, быстро разрушают металлические основы изделия.

С помощью легирования металлов можно получать высокостойкие к коррозии материалы, но их цена может в несколько раз превышать стоимость черного металла за счет сложности технологии изготовления и обработки, а также высокой цены легирующих элементов.

Если металл используется постоянно в какой-то агрессивной среде, часто применяют ингибиторную защиту. Введение ингибиторов приводит к их адсорбции на поверхности металла, создавая защитную пленку из продуктов коррозии и ингибитора.

Более совершенным методом защиты черных металлов от коррозии является активная протекторная защита. Так как коррозия — это электрохимическая реакция, то используя знания в этой области, можно существенно замедлить и даже остановить этот процесс. Для активной защиты важно создать такие условия, чтобы защищаемая конструкция из черного металла выступала катодом, и на ее поверхности происходили всегда реакции восстановления. (Иногда используется и другой способ — создание анодного потенциала для пассивации металла в определенной среде.) Осуществить такую защиту можно присоединением внешнего электрического источника тока или созданием короткозамкнутого гальванического элемента из двух металлов.

Наибольшую популярность приобрел способ защиты металлоконструкций покрытием из цинка, с оптимальным сочетанием цены, качества и доступности. Цинк, находящийся на поверхности черного металла, электрохимически растворяется и обеспечивает протекание катодного тока через основу конструкции — черный металл. Для защиты металлоконструкций расходуется почти половина мировой добычи цинка.

Отличие активного и пассивного (барьерного) способов защиты схематически изображены на рис. 1.

Рис. 1. Схематическое представление разницы между активным (а) и пассивным (б) способами защиты изделий из стали

Способы создания защитного цинкового слоя на поверх­ности изделий из черного металла

Существует несколько способов нанесения цинкового покрытия на изделия из стали. Каждый из них применяется в разных случаях, имея определенные преимущества и недостатки. При выборе того или иного метода нужно четко определиться с параметрами, предъявляемыми заказчиком для изделий: среда использования, длительность предполагаемой эксплуатации, внешний вид, необходимость последующей защиты другими декоративными или защитными покрытиями, транспортная удаленность объекта строительства от заводов по нанесению цинка, ремонтопригодность покрытия, механические нагрузки на изделия и т.д.

Основные способы создания протекторного цинкового покрытия:

1) горячее цинкование — покрытие стальных изделий слоем цинка (30–100 мкм) для защиты от коррозии путем окунания изделий в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C;

2) гальваническое цинкование — нанесение тонкого слоя (5–30 мкм) цинка на поверхность металлических изделий в растворе электролита. Часто используется для покрытия мелких крепежных деталей, после покрытия цинком также может дополнительно пассивироваться для декоративного вида фосфатными или хроматными пленками;

3) термодиффузионное цинкование — нанесение антикоррозионного покрытия цинка (5–100 мкм) в результате насыщения цинком поверхности металлических изделий в порошковой среде при температуре 290–450 °C;

4) газотермическое цинкование напылением — это процесс нагрева, диспергирования и переноса конденсированных частиц распыляемого цинка газовым или плазменным потоком для формирования на подложке слоя нужного материала (200 мкм и больше);

5) «Дакромет» и «Дельта» цинкование — нанесение цинка (8–10 мкм) методом погружения деталей в суспензию цинковых частиц в водном растворе органических и неорганических компонентов. После удаления излишков суспензии центрифугированием для окончательного формирования покрытия детали подвергаются ступенчатому нагреву, начиная с 80 °C и до завершающей температуры 300°C;

6) холодное цинкование ZINTEC® — нанесение на чистую обезжиренную поверхность металла (желательно после пескоструйной или дробеструйной обработки) специального цинкнаполненного состава с большим содержанием цинкового высокодисперсного порошка. После высыхания, через 20–40 минут, на поверхности образуется прочное покрытие с высоким содержанием цинка (95–98% в сухом остатке). Покрытие является анодом и осуществляет хорошую протекторную защиту (как цинковые покрытия, полученные любыми другими способами). По качеству и защитным способностям покрытие, сформированное при помощи современных составов для холодного цинкования, не уступает покрытиям, нанесенным другими известными способами.

Метод холодного цинкования составом ZINTEC® применяется для покрытия цинком изделий из черного металла: металлоконструкций, труб, арматуры, закладных в бетон, деталей автомобилей, мостовых сооружений, газопроводов, цистерн и т.д.

Технические характеристики состава холодного цинкования ZINTEC®

Преимущества холодного цинкованияZINTEC® перед другими видами цинковых покрытий:

• оцинковывать можно изделия любых размеров и на любой стадии возведения и степени готовности конструкции. Покрытие составом ZINTEC® можно производить любым из способов (пневматическим распылением, безвоздушным распылением, кистью, валиком, окунанием);
• простота подготовки поверхности — нужно лишь очистить металл от ржавчины, старой краски, окалины (рекомендуется наиболее быструю и качественную очистку осуществить пескоструйной обработкой) и обезжирить;
• возможность сваривать конструкцию из отдельных элементов, покрытых составом для холодного цинкования, а также возможность на месте нанести новый слой на механически поврежденный участок или оцинковывать сварные швы;
• возможность наносить цинк на открытых площадках в широком диапазоне температур от –30 до +50 °C, получая эластичное цинковое покрытие, способное выдерживать как механическую деформацию, так и термическое расширение и сжатие конструкции в широком диапазоне температур от –60 до +150 °C (кратковременно до 210 °C, при нанесении порошковых покрытий);
• возможность нанесения любой толщины покрытия цинком в зависимости от требуемой категории коррозионной стойкости и расчетного срока службы эксплуатации конструкции, возможность продления срока службы покрытия путем нанесения повторного слоя цинкового состава через несколько лет эксплуатации (предварительно требуется гидроструйная очистка старого покрытия), а также возможность ремонта старых изделий, оцинкованных горячим цинкованием;
• высокая стойкость монослойного цинкового покрытия в агрессивных средах категории С5 М (очень высокая морская атмосферная нагрузка) и С5і (очень высокая промышленная атмосферная нагрузка) при толщине всего лишь 120 мкм без применения многослойных композиций на основе полиуретановых и эпоксидных покрытий. Такая высокая стойкость цинкового покрытия ZINTEC® позволяет производить им замену высокотоксичного кадмирования изделий из стали в условиях морского и влажного тропического климатов;
• отсутствие транспортных затрат на доставку конструкций на производство и обратно (характерно для горячего цинкования) и отсутствие простоя в работе при возведении конструкций из черного металла, связанных с очередями на заводах горячего цинкования, до одного и более месяца;
• небольшая цена, особенно для тяжелых стальных конструкций (в 10–100 раз дешевле горячего цинкования);
• отсутствие высокотемпературного влияния нанесения цинка — изделия не подвергаются температурной обработке (как в случае с горячим цинкованием), соответственно можно покрывать изделия из комбинированных материалов: металл-пластик, металл-стекло, металл-дерево;
• возможность дополнительной защиты нанесением алюмонаполненного состава SYNTAL и придания декоративного вида изделиям, покрытым холодным цинкованием ZINTEC®.

Среди антикоррозионных покрытий холодным цинкованием, присутствующих на рынке, во избежание покупки подделок следует рассматривать только тех производителей, которые имеют все сертификаты и испытания, а технические характеристики соответствуют заявленным изготовителем. Сейчас на рынке появилось очень много подделок холодного цинкования, когда под его видом продают цинкнаполненные грунты и краски, которые не проявляют протекторных свойств защиты, а служат лишь барьерным слоем. Обычно такие краски имеют малую удельную плотность, плохое качество мелкодисперсного цинка или представляют собой лишь механическую смесь краски с цинковой пылью, такие грунты не обеспечивают контакт цинка между собой и с основанием защищаемой конструкции.

При производстве ZINTEC® используется электролитический мелкодисперсный цинк высокой чистоты 99,995%, с малым содержанием оксидов, что улучшает соприкосновение частиц между собой и с металлом, а также специально приготовленные запатентованные полимерные связующие агенты с активными добавками.

Цинковый протекторный состав ZINTEC® был разработан для создания конкурентоспособного с иностранными продуктами холодного цинкования. ZINTEC® имеет чрезвычайно высокую устойчивость среди однокомпонентных составов в агрессивной среде в соответствии с требованиями ISO 12944–6: 1998 (ГОСТ 9.908–85). Принципиальным отличием состава для холодного цинкования ZINTEC® от зарубежных и отечественных аналогов, является его цена и наличие всех сертификатов и испытаний.

НПЦ «Теплоантикорзащита»

Похожие статьи

• CNF, Yamaha Motor Company. У п’ять разів міцніше сталі
• Муфты с разъёмными ступицами — не роскошь, а экономия ресурсов
• PAINT TECHNOLOGY - ЕКСПЕРТ В АНТИКОРОЗІЙНОМУ ЗАХИСТИ МЕТАЛІВ!
• Шнек. Вопросы и ответы
• Приобретение установок для покрытия инструмента стало трендом
• Новое мышление. Новые материалы
• Упругие кулачковые муфты: возникающие проблемы и их решения
• ООО «Торнадо» — спецодежда как элемент производственной культуры
• Установки формирования покрытий из молибдена от «Промто Плюс»
• Обгонные муфты типа CSK для всех отраслей промышленности