Цинкование металлоконструкций холодным способом.

Холодное цинкование металлоконструкций представляет собой инновационный вариант придания заготовке необходимых защитных свойств, которые препятствуют возникновению коррозии. В отличие от горячей оцинковки или электромеханического осаждения представленный способ более доступен, эффективен и востребован. Применить на практике этот метод не составит труда даже неподготовленному человеку, а для равномерного распределения защитного покрытия потребуется минимальный набор инструментов.

В ЧЕМ СУТЬ ХОЛОДНОГО ЦИНКОВАНИЯ?

Цинк и его основные свойства

Необходимо рассмотреть некоторые теоретические основы самого метода, и в частности, те свойства цинка, которые определяют эффективность его применения для антикоррозийной защиты стали.

Цинк — серебристо-белый, в нормальных условиях довольно хрупкий металл плотностью ~ 7.1 г/см3 и температурой плавления около 420 °C. Так же, как и железо, цинк относится к группе металлов повышенной термодинамической нестабильности, имеющей значение электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при pH=7 (-0.413 В). Однако вода почти не действует на цинк. Это объясняется тем, что при взаимодействии цинка с водой на его поверхности образуется гидроксид, который практически не растворим и препятствует дальнейшему течению реакции. Даже в слабокислой среде коррозия чистого цинка замедлена, что связано с достаточно высоким значением перенапряжения выделения водорода на цинке (~1 В).

При содержании в цинке сотых долей процента примесей таких металлов, как, например, медь и железо, имеющих меньшее значение перенапряжения выделения водорода (соответственно 0.6 и 0.5 В), скорость взаимодействия цинка с кислотами увеличивается в сотни раз.
На воздухе цинк окисляется, покрываясь тонкой, но прочной пленкой оксида или основного карбоната цинка. Эта пленка надежно защищает его от дальнейшего окисления и обуславливает высокую коррозийную стойкость. В противоположность этому ржавчина, например, не образует сплошной пленки на поверхности железа и между отдельными кристаллами гидратированного оксида трехвалентного железа, имеются большие просветы, наличием которых и объясняется склонность железа к прогрессирующей коррозии.

Высокие противокоррозионные свойства цинка при нанесении его на железо (сталь) обусловлены еще и тем, что цинк имеет электрохимический потенциал ниже, чем железо (-760 и -440 мВ, соответственно), поэтому в электрохимической паре цинк-железо, возникающей в присутствии воды (влаги), цинк выполняет роль анода и растворяется, а металлическая подложка (железо) роль катода:

Zn – 2e ↔ Zn2 + H2O + ½O2 + 2e ↔ 2OH¯

В результате чего, имеет место пассивация стали за счет подщелачивания. Ионы цинка реагируют с диоксидом углерода, находящимся в воздухе. Это сопровождается образованием плотных слоев нерастворимых карбонатов цинка, тормозящих дальнейшее развитие коррозионного процесса.

 

Для придания металлу устойчивости к воздействию агрессивных кислотно-щелочных сред на изделие наносят определенный состав (цинкосодержащие грунты или композиции). Предварительно обрабатываемую поверхность зачищают от пыли, грязи, мелких частиц, а также обезжиривают. Специальное покрытие наносится тонким слоем с помощью небольшой кисточки, при этом необходимо внимательно следить за тем, чтобы на металле не оставалось необработанных зон. Состав высыхает в течение нескольких часов, после чего изделие полностью готово к использованию.

ПРЕИМУЩЕСТВА МЕТОДА

Холодное цинкование металлоконструкций является отличной альтернативой более дорогостоящим и трудоемким вариантам защиты. В перечень неоспоримых преимуществ представленного способа входят:

• Доступность;
• Простота нанесения;
• Пожаробезопасность;
• Эффективное покрытие металлов с толщиной менее 2 мм;
• Отсутствие ограничений по площади обрабатываемой поверхности;
• Возможность нанесения посредством валика, распыления, окунания;
• Совместимость состава почти со всеми видами лакокрасочных покрытий (высокая адгезия).

Благодаря этому методу можно на месте оцинковывать сварные швы, повышая тем самым срок их службы. К тому же, цинкосодержащий грунт действует даже в местах появления дефектов (то есть сколов, царапин, отслаиваний). Эластичное покрытие без проблем выдерживает как механическую деформацию металла, так и его термические расширения, либо сжатия, сохраняя свои уникальные свойства. Выполнять нанесение состава допускается в широких диапазонах температур (от -20 ºС до +40 ºС).

ГДЕ ПРИМЕНЯЮТ ХОЛОДНОЕ ЦИНКОВАНИЕ?

Впервые в широких масштабах холодное цинкование металлоконструкций применили австралийские монтажники в 1942 году. Они ручным способом нанесли цинк-силикатный состав на трубопровод Морган Вьялла, который до наших дней сохранил свою первоначальную толщину металла. Описываемый метод успешно используется в России на протяжении нескольких десятилетий и не вызывает нареканий специалистов. Цинкосодержащие покрытия чаще всего наносятся на следующие конструкции:

• Мосты;
• Тоннели;
• Опоры ЛЭП;
• Арматуру зданий;
• Осветительные столбы;
• Металлическую кровлю.

Нередко состав используют для антикоррозийной обработки механизмов высокотехнологичного оборудования, автомобильных деталей, кузовов транспортных средств. Единственным ограничительным нюансом применения метода станет протекторное действие цинкового покрытия до тех пор, пока его активные компоненты способны растворятся под воздействием агрессивных сред. Поэтому там, где таких условий нет (например, в вакууме) составы не смогут защитить металл от ржавчины.

Таким образом, холодное цинкование металлоконструкций – доступная возможность сохранить целостность обрабатываемой поверхности при незначительных финансовых вложениях. Срок службы конструкций с нанесенным цинковым раствором повышается минимум на 20-25 лет, а его протекторные свойства сохраняются даже в суровом или переменчивом климате.