Класс цинкового покрытия, цинкование металла

Цинкование — это производственный процесс, использующийся для защиты металла от коррозии путем нанесения слоя цинка (Zn) на его поверхность.

• Процесс цинкования металла
• Методы цинкования металла
• Класс цинкования
• Класс цинкового покрытия по ASTM и ISO

Коррозия металла — это процесс разрушения металлической поверхности под воздействием факторов окружающей среды. Она может происходить из-за реакции металла с водой, кислородом, солями или другими химическими веществами в окружающей среде. Коррозия приводит к образованию оксидов, солей или других соединений металла, которые взывают повреждение и разрушение металлической поверхности.

Цинк, используемый в качестве покрытия на металле, обеспечивает эффективную защиту от коррозии:

• Гальваническая защита. Цинк является более активным химически, чем железо (Fe). Поэтому, когда цинк покрывает поверхность металла, он становится анодом в гальванической паре, а металл, который он защищает, становится катодом. Это приводит к тому, что цинк, а не металл, реагирует с окружающей средой, предотвращая коррозию катода.
• Формирование пассивного слоя. Цинк, подвергаясь окислению, образует на своей поверхности пассивный слой оксида цинка. Этот слой служит барьером, который предотвращает проникновение воды и кислорода к металлической поверхности, что в свою очередь замедляет процесс коррозии.
• «Самоисцеляющие» свойства. Если цинковое покрытие повреждается, цинк, находящийся под поврежденной областью, реагирует с окружающей средой, чтобы замедлить коррозию и заполнить поврежденное место, обеспечивая таким образом своего рода «самоисцеление» покрытия.
• Устойчивость к атмосферным условиям. Цинковое покрытие очень стойко к воздействию атмосферных условий, включая влажность, дождь и солнечное излучение, что делает его эффективным в защите металла от коррозии на протяжении длительного времени.

Эффективность защиты металла цинком зависит от следующих факторов:

• Толщина покрытия. Чем толще цинковое покрытие, тем более надежной будет защита металла. Толщина покрытия обычно измеряется в микронах или граммах на квадратный метр. Чем больше толщина покрытия, тем дольше металл останется защищенным от коррозии.
• Качество нанесения. Важно, чтобы цинковое покрытие было равномерным и плотным. Недостаточное нанесение цинка или наличие дефектов в покрытии, таких как поры или трещины, может привести к уменьшению эффективности защиты.
• Адгезия к металлической поверхности. Цинковое покрытие должно прочно прикрепляться к металлической поверхности. Хорошая адгезия предотвращает отслоение покрытия и обеспечивает надежную защиту металла.
• Равномерное распределение цинка. Цинк должен быть равномерно распределен по всей поверхности металла, чтобы обеспечить однородную защиту от коррозии. Неравномерное распределение цинка может создать уязвимые зоны, где коррозия может начаться с большей вероятностью.
• Окружающая среда и условия эксплуатации. Эффективность защиты металла цинком может быть существенно зависеть от условий окружающей среды, таких как влажность, температура, наличие агрессивных химических веществ или солей. В более агрессивных условиях цинковое покрытие может быть подвержено более быстрой коррозии.
• Состояние и подготовка поверхности металла. Поверхность металла должна быть чистой, сухой и свободной от загрязнений перед нанесением цинкового покрытия. Неправильная подготовка поверхности может привести к плохой адгезии и уменьшению эффективности защиты.

Процесс цинкования металла

• Подготовка поверхности. Прежде чем металлические изделия будут подвергнуты цинкованию, их поверхность должна быть тщательно очищена от жиров, масел, окислов и других загрязнений. Очистка поверхности осуществляется методами пескоструйной обработки или промывкой в щелочных растворах.
• Подготовка цинкового раствора. Цинкование проводится путем погружения металлических изделий в расплавленный цинк или в специальный раствор цинка. Раствор цинка может содержать различные добавки, которые улучшают его адгезию к металлу.
• Цинкование. Металлические изделия погружаются в цинковую ванну при помощи специального подъемного оборудования. Во время погружения поверхность металла покрывается равномерным слоем расплавленного цинка.
• Реакция и образование покрытия. После погружения металлических изделий в цинковый раствор происходит химическая реакция между цинком и поверхностью металла. Это приводит к образованию защитного слоя цинка на поверхности металла, который предотвращает его окисление и коррозию.
• Охлаждение и отделение. После того как металлические изделия были покрыты цинком, их извлекают из ванны и охлаждают. Затем лишний цинк удаляется, и металлические детали могут быть дополнительно обработаны, чтобы придать им требуемую поверхностную отделку.

Методы цинкования металла

Горячее цинкование (горячий погружной способ)

• Этот метод является одним из наиболее распространенных в промышленности.
• Металлические детали погружают в расплавленный цинк при температуре около 450 °C.
• При контакте с расплавленным цинком на поверхности металла формируется сплавное соединение между цинком и базовым металлом.
• Процесс обеспечивает прочное и стойкое покрытие, способное защищать металл от коррозии.
• Такой подход считается наиболее эффективным и долговременным среди всех вариантов цинкования.
• Покрытие, получаемое при горячем цинковании, обладает высокой стойкостью к механическим повреждениям и коррозии.
• Слой цинка, образующийся при этом методе, обычно толще и более равномерен по сравнению с другими методами.

Электролитическое цинкование (гальваническое цинкование)

• Этот метод включает электролитическое осаждение слоя цинка на металлической поверхности при помощи электролиза.
• Металлическая деталь служит анодом, а цинк в виде катода растворяется в электролите.
• Такой подход обычно используется для деталей, требующих тонкого и равномерного слоя цинка, а также для деталей с комплексной формой.
• Метод обеспечивает равномерное и тонкое покрытие, что особенно важно для деталей с сложной формой.
• В отличие от горячего цинкования, электролитическое цинкование может быть более подходящим для деталей, где требуется более тонкий слой цинка или особая точность.

Холодное цинкование (горячий аэрозольный способ)

• В этом методе металлические детали обрабатывают аэрозольными растворами, содержащими цинковые соединения.
• Обычно применяется для мелких или сложных деталей, которые трудно подвергнуть горячему цинкованию.
• Холодное цинкование обычно используется для ремонтов, поверхностной защиты и других специальных случаев.
• Метод менее эффективен и долговременен по сравнению с горячим цинкованием и электролитическим цинкованием.
• Он чаще используется для специальных случаев, ремонта или защиты небольших деталей.

Выбор наиболее эффективного и долговременного варианта цинкования зависит от конкретных условий эксплуатации, требований к покрытию, типа металла.

В целом, если требуется высокая стойкость к коррозии и механическим воздействиям, горячее цинкование предпочтительнее. Однако, для некоторых конкретных случаем или особых требований к покрытию может быть более подходящим другой метод цинкования. Важно учитывать затраты, технологическую сложность и доступность необходимого оборудования при выборе метода цинкования.

Класс цинкования

Класс цинкования – это понятие, которое характеризует толщину цинкового слоя на поверхности металлопроката. Оно используется для разделения оцинковки по уровню защищенности и, следовательно, по долговечности.

Согласно требованиям ГОСТ 14918-80 определяют три класса цинкования:

• Повышенный класс (П): Толщина цинкового слоя составляет 40—60 микрометров, а количество цинка на квадратный метр — 570—585 грамм. Этот класс обеспечивает наиболее высокую степень защиты от коррозии.
• Первый класс (1): Толщина слоя составляет 18—40 микрометров, а количество цинка — 258—570 грамм.
• Второй класс (2): Толщина слоя составляет 10—18 микрометров, а количество цинка — 142,5—258 грамм.

Класс цинкового покрытия выбирается в зависимости от условий эксплуатации, требований к долговечности и степени защиты от коррозии. Для различных проектов и конструкций требуются разные классы цинкового покрытия согласно ГОСТ’ам.

Класс цинкового покрытия по ASTM и ISO

В соответствии с нормативами и стандартами, устанавливаемыми ASTM (American Society for Testing and Materials) или ISO (International Organization for Standardization) выделяют следующие классы оцинкования.

G40

• Этот класс обычно используется для легких промышленных и строительных приложений.
• Средняя толщина цинкового покрытия составляет около 0,4 унций на квадратный фут (примерно 122 г/м²).

G60

• Этот класс обеспечивает более высокую степень защиты от коррозии по сравнению с G40.
• Толщина цинкового покрытия составляет около 0,6 унций на квадратный фут (примерно 183 г/м²).

G90

• Это один из самых высоких классов цинкового покрытия, обеспечивающий очень высокую степень защиты от коррозии.
• Толщина цинкового покрытия составляет около 0,9 унций на квадратный фут (примерно 275 г/м²).