Антикоррозионные свойства цинка

С момента создания первых изделий из железа люди заметили, что они быстро портятся из-за ржавчины. Долгое время люди пробовали различные способы для защиты от коррозии. Об одном из них мы хотим вам сегодня рассказать. Впервые метод горячего цинкования описал Поль Жак Малуэн в 1742 в своем докладе французской Королевской академии. Позже были придуманы и другие способы цинкования, о которых мы расскажем далее.

Защитные свойства покрытий из цинка

Отличительной особенностью цинкового покрытия является то, что он обеспечивает не только барьерную защиту, закрывая материал от воздействия окружающей среды, но и электрохимическую защиту (ее еще называют жертвенной). Железо и цинк образуют гальваническую пару и, поскольку, цинк является в этой паре более активным металлом, именно он будет разрушаться в первую очередь, защищая железо от окисления.

Примечательно то, что цинк защищает сталь от коррозии и на механически повреждённых участках покрытия (царапины, сколы, пробитые отверстия). Даже резьбовые соединения, не покрытые цинком, но контактирующие с цинковым покрытием (гайки, шляпки болтов), значительно менее подвержены коррозии. При этом важно отметить, что длительное температурное воздействие разрушает цинковое покрытие (сварка, резка абразивными дисками, сверление). По этой причине крайне нежелательно при строительстве использовать профили ЛСТК с механически сделанными отверстиями. В местах отверстий цинковое покрытие не обеспечивает защиты от коррозии, становясь уязвимым к появлению коррозии. Завод Штальберг при производстве металлокаркасных зданий использует исключительно профили с автоматической пробивкой отверстий, которые сохраняют все защитные свойства деталей.

Часто, в качестве защитного покрытия предлагают использовать акриловые или полимерные краски. Такой вариант возможен, но следует помнить несколько нюансов. Такое покрытие является только барьером между железом и окружающей средой, и то не самым надежным. При любом механическом повреждении такого покрытия, сталь начинает сразу же окисляться и ржаветь не только в месте повреждения, но и в местах под покрытием. Еще одной проблемой является то, что краску необходимо обновлять, в среднем, раз в 5 лет. В то время как цинкование хорошо работает во время всего срока службы и имеет прогнозируемый и равномерный износ. Это позволяет специалистам рассчитать на сколько хватит такой защиты, в зависимости от ее толщины и условий эксплуатации.

Способы и методы цинкования:

Существует несколько часто применяемых способов защиты стали цинком. Но всех их объединяет одно: на сталь наноситься слой цинка очень тонким слоем, от 5 до 200 микрон (или микрометр, 1 миллионная часть метра). Ниже мы рассмотрим наиболее распространенные способы цинкования.

Например, при использовании в конструкциях стали марки Ст350Zn275 с 20 мкм защитой, даже в условиях крайне агрессивной среды, срок потери защитных свойств составит 3,5 года. Для сравнения, лакокрасочные покрытия, которыми защищают металл, необходимо возобновлять не реже 1 раза в 5 лет. Обратите внимание на тот факт, что, если ЛСТК конструкция при этом не находится на открытом воздухе, воздействие на нее среды ограничивается просто обычным воздушным конденсатом, а срок без коррозийной эксплуатации значительно возрастает. Вполне обычный быстровозводимый склад из сэндвич панелей способен прослужить своему владельцу многие десятки лет без потери первичных эксплуатационных свойств.

• Горячее цинкование. Данный способ предусматривает погружение защищаемого материала в ванну с расплавленным цинком. Такой метод является самым надежным и экономичным способом. По данным American Galvanizer Association срок защиты таким методом в промышленной среде составляет 65 лет. К недостаткам можно отнести ограничения габаритов защищаемого изделия размером ванны и вероятность деформации тонких листов от нагрева.
• Холодное цинкование. Этот вид цинкования очень схож с покраской полимерной эмалью. На подготовленную поверхность наносится состав, основным компонентом которого является цинковый порошок. В результате получается покрытие сочетающее в себе свойства полимерного и горячеоцинкованного покрытий. Недостатком этого варианта называют сложность нанесения на внутренние полости.

• Шоопирование. Данный тип цинкования заключается в нанесении расплавленного цинка с помошью специального инструмента. Такой вариант хорош для крупногабаритных изделий, которые невозможно поместить в ванну для горячего цинкования. К минусам относят нераномерность наносимого слоя.
• Термодиффузионный способ. Такой способ подразумевает обработку метала в порошке цинка при температуре от 300° до 450°. Такой способ еще называют шерардизацией, по фамилии английского изобретателя. Плюсами такого способа можно назвать высокую адгезию и равномерность толщины слоя наносимого покрытия.
• Гальванический способ. Классический способ электролитического нанесения покрытий. Заключается в подключении обрабатываемого изделия в качестве катода, размещении его в электролитическом растворе. В качестве анода используются пластины из цинка. При таком нанесении получается делать очень тонкие и равномерные слои (от 5 мкм). Недостатком данной технологии является ее относительная дороговизна и необходимость очистки использованного электролита перед утилизацией.

Какой из способов выбрать, зависит от назначения изделия, условий его использования. Если у вас есть вопросы о том, как цинк защищает металл от коррозии и какой способ цинкования подойдет для того или иного вида металлопроката, вы может получить консультацию у специалиста нашей компании.

Таблица
Классификация цинкового покрытия в зависимости от толщины цинкового покрытия