В чем разница между горячим цинкованием и холодным цинкованием

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Железо и сталь — это материал из которого изготовлен скелет современной технологической цивилизации. Но — увы! — и у стальной основы нашей цивилизации есть свое уязвимое место. Оно называется коррозия, от которой железо и сталь не имеют той естественной защиты, какой является оксидная пленка для многих цветных металлов — олова, цинка или алюминия.

Сталь нуждается в защите от коррозии — и лучшей защитой для нее будет цинкование. (или оцинковка). Оцинкованный лист прослужит гораздо дольше обычного стального.

Почему именно цинк?

Прежде всего потому, что цинк достаточно распространен и недорог, сам по себе коррозии практически не поддается, плавится при не очень высокой температуре (около 420 градусов, что гораздо ниже температуры плавления железа), обладает приемлемой прочностью. И при этом — что важно! — имеет стационарный электрический потенциал -0,76 В., то есть гораздо более отрицательный, чем у железа.

Оцинковка металлических поверхностей – это один из самых эффективных способов создания долговечной и стойкой защиты металла от коррозии. С помощью разных технологий на металлическую поверхность наносится тонкий слой цинка, который создает прочный антикоррозионный барьер. Чаще всего цинкование ведется по горячей и холодной технологии. В отдельных случаях, требующих специального подхода к антикоррозионной защите, используют газотермическое напыление и термодиффузионное оцинкование.

Цинкование является химическим процессом, при котором нанесенный на поверхность слой цинка образует гальваническую пару с различным электроотрицательным зарядом. При воздействии на металлическую поверхность воды или химически активных веществ во взаимодействие с ними первым вступает цинк, имеющий больший заряд. Прямое взаимодействие влаги и воздуха с металлом становится невозможным. Защита поверхности будет работать, пока не истончится цинковый слой. Но даже после того, как он будет разрушен полностью, металл будет находиться под защитой гидроксида цинка. Соединение цинка с атмосферным кислородом образует прочную пленку, способную ограничить доступ к металлу воды и активных веществ, существенно продлевая срок эксплуатации конструкций.

Словосочетание «холодное» цинкование у всех на слуху, а что же оно означает? И чем метод «холодного» цинкования лучше традиционного метода – «горячего» цинкования?

Для начала рассмотрим метод «горячего» цинкования. Что это такое?

Горячее цинкование – это когда изделие полностью погружают в емкость с расплавленным до 400⁰С «жидким» цинком, в результате чего цинк покрывает всю поверхность изделия равномерным слоем и на поверхности изделия образуется цинковая пленка, которая надежно защищает от коррозинного воздействия окружающей среды.

У данного метода есть преимущества, такие как:

• изделия небольшой формы окунаются легко и быстро,
• 100% нанесение покрытия в труднодоступные места и на сложные конструкции,
• качество покрытия не зависит от квалификации и знаний того, кто осуществляет процесс нанесения,

но есть и недостатки :

• процесс нанесения цинкового покрытия осуществляется только на производственном предприятии,
• ванны для окунания изделий определенных, ограниченных размеров и осуществлять нанесение цинкового состава на крупногабаритные изделия не представляется возможным,
• поврежденное покрытие не возможно отремонтировать, необходимо только заново производить процесс цинкования всей конструкции,
• после процесса цинкования при сушке изделия остаются некрасивые подтеки «жидкого» цинка, которые портят внешний вид изделия,
• при сборке конструкции после цинкования стыки и места сборки необходимо дополнительно защитщать от коррозии.

Как мы видим, у метода «горячего» цинкования есть свои преимущества и недостатки. Существует альтернатива этому методу – «холодное» цинкование.

«Холодное» цинкование – это нанесение на подготовленную поверхность металла состава с сожержанием цинка не менее 80%. В результате нанесения на поверхности образуется плёнка полимера с цинковым порошком, которая защищает металлическу поверхности от воздействия окружающей среды.

«Холодным» метод называется потому, что для создания цинкового покрытия на поверхности металла, нет особых требований соблюдения температурного режима, так при «горячем» методе для нанесения цинового покрытия неоходим разогрев цинкового состава до 400⁰С .

Как и «горячее» цинкование, метод «холодного» цинкования имеет свои преимущества и недостатки.

Горячее цинкование

Это самый, на первый взгляд, простой и надежный метод создания цинковой пленки на изделиях их чугуна и стали: эти предметы просто погружают в расплав цинка, а потом вынимают уже покрытыми слоем цинка толщиной от 40 до 80 микрон — то есть достаточно плотным и износостойким.

Однако не все так просто: для того, чтобы цинковая пленка надежно «зацепилась» на поверхности черного металла, эта поверхность должна быть тщательно очищена и офлюсована (то есть покрыта составом, который должен предотвратить ее окисление до соприкосновения с расплавом цинка, и обеспечить надежную адгезию цинковой пленки).

При этом нужно иметь в виду, что расплавленный цинк застывает довольно быстро и может поэтому образовывать наплывы до 1 мм. толщиной, что нежелательно в тех случаях, когда на поверхность оцинкованных изделий есть резьба. Кроме того, сама технология накладывает ограничения на размеры изделий, которые мы хотим оцинковать таким способом — они не могут быть больше, чем ванны с расплавом цинка (а они не могут очень большими по определению).

Газо-термическая оцинковка

В последнее время все более широко начинает использоваться еще один вариант нанесения цинкового покрытия — газо-термический. В этом случае цинк в виде тонкой проволоки или порошка подается к соплу специальной горелки, расплавляется в потоке раскаленного газа и мельчайшими каплями оседает на поверхность стального или чугунного изделия.

В принципе, такой метод можно было бы считать разновидностью горячего цинкования, если бы только капли расплавленного цинка, ударяясь о поверхность металла не деформировались, создавая «чешуйчатое» пористое покрытие.

Такое покрытие требует дополнительного слоя краски для заполнения микропор в слое цинка.

Это, конечно, недостаток, но зато такие комбинированные покрытия отличаются отличной адгезией и обладают устойчивостью в самых неблагоприятных условиях эксплуатации (в морской  воде, частых атмосферные осадках, кислой среде и т.д.), где они могут сохраняться до 30 лет.

Видео по теме:

Термодиффузное цинкование

Главного недостатка гальванического цинкования — «водородной хрупкости» позволяет избежать технология термодиффузионного цинкования.

Она основана на том, что цинк при определенных условиях может испаряться с поверхности цинксодержащего порошка и проникать в поверхностные слои железа, так что в результате образуется сложный сплав цинка с железом.

Такая диффузия становится возможной при

высокой (от 290 до 400 градусов) температуре и наличии электрического потенциала, при котором стальные изделия являются анодом.

Процесс термодиффузии производится во вращающемся контейнере при пониженном давлении (0,1 атмосферы) в восстановительной водородной атмосфере. На термодиффузное цинкование каждой партии крепежных метизов требуется от 90 до 180 минут.

В результате эти детали приобретут мышино-серый цвет — но вместе с ним и повышенную прочность поверхности и отменную устойчивость к коррозии ( в 3-5 раз лучшую, чем при гальваническом цинковании и в полтора-два — чем при горячей оцинковке).

При этом равномерность покрытия будет идеальной, а про адгезию такого покрытия говорить и смысла нет — оно просто «сливается» с черным металлом, так что отделить ее от него просто невозможно. Конечно, внешний вид оцинкованных таким способом метизов, большого эстетического удовольствия не доставляет, но от болтов, гаек, пружин и шурупов особой красоты и не требуется.

Недостаток же у термодиффузного цинкования только один, но существенный — в силу особенностей технологии применять ее можно только в отношении небольших по размеру предметов.

Преимущества «холодного» цинкования

• универсальность в нанесение : ручной (валиком или кистью), пневматический метод или окунанием изделия,
• возможность обработки деталей любых размеров: от маленьких, до больших- таких как трубопроводы и резервуары,
• технологичность — перед нанесением состава окрашиваемую конструкцию не демонтируют и не подвергают разборке, что позволяет наносить цинкосодержащий материал не только в заводских, но и в полевых условиях,
• после «холодного» цинкования можно проводить любые сварочные работы, которые не влияют на целостность покрытия. В последствие, на сварной шов можно нанести свежее покрытие, тем самым защить и шов, и всю конструкцию от коррозии.
• высокая проиводительность — процесс нанесения цикосодержащего покрытия не занимает много времени.

Технология «холодного» цинкования не имеет ярко выраженных минусов. Существуют два фактора, которые тяжело назвать недостатками:

• для достижения качественного покрытия необходима тщательная подготовка поверхности перед окрашиванием,
• для обработки различных полостей необходимо приложить усилия.

При «холодном» цинковании для получения надежной защиты конструкции от коррозионных разрушений на длительный срок необходимо строго соблюдать технологию на всех этапах работы.

Подводя итог, можно с уверенностью заявить, что метод «холодного» цинкования обладает преимуществом перед традиционным «горячим « цинкованием.

Несмотря на надежность метода «горячего» цинкования, его использование несет большие расходы, на транспортировку и саму процедуру цинкования.

«Холодное» цинкование позволяет сэкономить на защите металла без потери качества. К тому же, «холодное» цинкование устойчиво противостоит внешним воздействиям, гораздо проще наносится, продолжает выполнять свои защитные функции при повреждениях, быстро и локально ремонтируется.

Обработка металлических конструкций методом «холодного» цинкования позволит вам сэкономить, увеличить стоимость ваших конструкций, а значит и ваши доходы, сделать изделия привлекательнее для ваших покупателей.

Различия технологии

Для создания защитного слоя методом цинкования используются разные технологии и отдельное производственное оборудование. Ответить на вопрос — что лучше холодное или горячее цинкование, можно, изучив каждый из видов антикоррозийной обработки.

Процесс горячего цинкования происходит по следующему алгоритму:

• подготовка металлической поверхности методом очистки, обезжиривания, травления в кислотном растворе, флюсования и сушки;
• погружения детали в ванную, заполненную расплавленным цинком с температурой 460°C;
• извлечение конструкции, подвешивание ее до полной сушки, очистка воздухом от лишних, образующих наплывы, участков.

В процессе такой обработки расплавленным цинком заполняются все неровности, поры, микротрещины на поверхности изделия, образуя равномерное качественное покрытие.

Холодное цинкование – относительно новая технология, которая не ограничивает габариты обрабатываемой детали размерами ванной. Обработка производится нанесением на металл валиком, кистью, краскопультом жидкого цинка с содержанием до 96%. Холодное окрашивание можно проводить в любых производственных условиях, без демонтажа металлоконструкции.

Недостатки технологий

Отличия холодного и горячего цинкования и решение воспользоваться тем или иным методом также связано с минусами каждого из них. К основным их различиям относится:

• после горячего цинкования не допускается сборка конструкции методом сварки;
• металлоконструкции из тонких элементов могут деформироваться при погружении в ванну с расплавленным цинком;
• поврежденное покрытие, полученное «горячим» методом, не восстанавливается – на его поверхности не формируется оксидная пленка;
• при сборке конструкции, защищенной горячим цинкованием, зоны соединений нуждаются в дополнительной обработке;
• составы для «холодной» оцинковки токсичны и требуют соблюдения специальных мер безопасности;
• качество холодного цинкования зависит от уровня подготовки поверхности и соблюдения условий нанесения и высыхания покрытия;
• холодное покрытие более восприимчиво к механическим повреждениям.

Поэтому выбор способа создания антикоррозионной защиты зависит не только от плюсов и минусов технологий. Зная, чем отличается горячее цинкование от холодного, а также особенности проведения обработки, специфику монтажа металлоконструкции и условия ее эксплуатации, можно безошибочно выбрать самый эффективный вид защиты.

Гальванический метод цинкования

Зато гальванический метод цинкования придает оцинкованой поверхности чрезвычайно привлекательный вид.

Он состоит в том, что через ванну с электролитом течет ток, причем анодом служат цинковые пластины, а катодом — изделия из стали. Под действием тока цинк растворяется в электролите, и его ионы оседают на железе. В результате получается тонкая (от 4 до 20 микрон) пленка, которая не только защищает сталь от коррозии, но и придает поверхности эстетичный внешний вид. Поверхность, покрытая гальваническим цинком может приобрести (в зависимости от своей толщины) сине-голубой, светло-серый или матово-белый металлический блеск. Главными достоинствами такого покрытия будет равномерность его толщины по всей покрываемой поверхности.

Но за этими плюсами идут и свои минусы: тонкое и красивое гальваническое покрытие будет не стойким к истиранию, а увеличение его толщины будет чревато тем, что сталь в процессе гальваники может приобрести заодно и т.н. «водородную хрупкость». Тем не менее, гальваническое цинкование. в силу своей малой себестоимости очень часто используется для антикоррозионной защиты разных видов крепежа, металлических изделий и декоративных элементов.

Холодное или горячее цинкование

Цинкование металлических конструкций и изделий давно признано самым эффективным методом борьбы с коррозией и продлением срока их службы. Но, выбор между различными способами цинкования сделать не просто. Какой же вид цинкования подойдет в вашем конкретном случае – мы расскажем в этой статье.

Суть горячего и холодного цинкования

Горячее цинкование – нанесение защитного антикоррозийного покрытия путем окунания всей конструкции в ванну с расплавленным цинком. После этого конструкцию подвешивают и ждут до полного высыхания. В результате, конструкция приобретает сплошное защитное покрытие без пропусков, защищены даже труднодоступные места, так как «жидкий» цинк проникает и внутрь конструкций. Защита горячей оцинковки надежно служит до 60 лет, а иногда и более, при благоприятных условиях эксплуатации. Горячее цинкование уже более 160 лет является стандартом в области антикоррозийной защиты металлов и с момента изобретения практически не претерпело изменений.

Холодное цинкование (цинкосодержащими составами) – нанесение на подготовленную поверхность металлов специальных составов с большим содержанием цинка (95 и более %). На сегодняшний день это самый современный, простой, быстрый и экономичный способ защиты металлов от коррозии.

Холодное и горячее цинкование – достоинства и недостатки методов

Составы для холодного цинкования – тут. Доставка возможна в день обращения!

Есть вопросы по выбору состава? Обращайтесь в представительство в вашем городе:

Холодный метод цинкования

В отличии от горячего цинкования, его холодный вариант никак не связан с размерами цинкуемых деталей и поверхностей, поскольку он состоит в нанесении на них электролитических растворов цинка в различных летучих жидкостях. Такие растворы (гальванол, цинотан, цинотерн, цинкнол) наносятся на стальную поверхность из пульверизатора: растворитель высыхает, а цинковое покрытие остается — причем «садится» оно на поверхность стали очень надежно, с высокой адгезией. При этом покрываемую поверхность не нужно флюсовать, ее достаточно просто очистить от ржавчины и грязи.

Холодный метод цинкования хорош своей простотой

и применимостью для работ на открытом воздухе. Но внешний вид покрытой таким способом стали будет просто матово-серым без металлического блеска.

Поэтому холодное цинкование лучше всего использовать как «покрытие под покраску».

Преимущества защитного цинкования

Нанесение на поверхность металлоконструкций защитного цинкового слоя – это возможность сохранить ее несущие характеристики и увеличить эксплуатационный резерв. К наиболее важным преимуществам холодного цинкования относятся:

• высокая скорость обработки — время схватывания цинкосодержащих составов зависит от толщины покрытия;
• хорошая адгезия защитного слоя к основанию;
• совместимость с большинством лакокрасочных составов;
• нет необходимости демонтировать конструкцию и перевозить на специализированное предприятие;
• не образуется коррозия при повреждении защитного слоя, в зоне повреждения сразу образуется оксидная пленка.

После осуществления цинкования поверхности по холодной технологии допускается проведение сварочных работ.

Основным преимуществом горячего цинкования является получение более долговечного и прочного антикоррозионного слоя:

• защита не подвержена отслоению, в отличие от других видов цинкования, так как образуется по методу наплавления;
• в процессе обработки образуется ровное, однородное покрытие, не имеющее стыков;
• горячий цинк проникает в любые труднодоступные места, поэтому метод позволяет обрабатывать детали сложной формы;
• обеспечивает металлоконструкциям высокую эстетику.

Возможность провести горячее цинкование металлоконструкции зависит от ее габаритов, но современное производство позволяет обрабатывать опоры освещения и линий электропередач, опалубку, а также стойки и рамы строительных лесов.