Горячая оцинковка в машиностроении: преимущества профессионального подхода

Цинк и сплавы на его основе востребованы в самых разных отраслях промышленности. Из легкого и неподверженного коррозии металла с красивой серебристой поверхностью с легким глянцем делают швейную фурнитуру, бижутерию, памятные медали, иную сувенирную продукцию. Цинковые листы необходимы типографиям для печати, предприятиям химической промышленности – для производства некоторых видов красок. Но цинк используют не только для изготовления предметов. У автомобильных заводов, машиностроительных компаний он популярен как материал, защищающий изделия из черных металлов от коррозии. Технология горячего цинкования позволяет продлить срок службы креплений, опор, механизмов из стали, чугуна, железа в 5−10 раз. Специалисты выделяют 6 плюсов метода.

Сравнительно доступная цена

Даже покрытие цинком крупногабаритных изделий с большой площадью не слишком увеличивает расходы производителя, отпускную стоимость готовых товаров. Расходы на процедуру всегда рассчитывают для каждого заказчика индивидуально, основываясь на его требованиях к толщине, свойствам защитного покрытия.

Простота, высокая скорость проведения процедуры

Для горячей оцинковки нужно оборудовать цех вместительными ваннами, рассчитанными на большие нагрузки подъемниками. При этом технология достаточно простая, основана на перемещении изделия между емкостями. Оно быстро получит надежную защиту по всей поверхности. Срок проведения процедуры – от нескольких часов до нескольких дней. Точные сроки зависят от размеров и количества изделий, переданных заказчиком, состояния поверхности, требований к качеству готового покрытия.

Универсальность

Горячее цинкование используют для защиты крупных деталей автомобилей, морских или речных судов, опор или каркасов различных построек, а также для увеличения срока службы небольших крепежных элементов. Серым металлом можно покрывать цельные листы, трубы, детали сложной формы с десятками технологических отверстий, пустот, изделия, размеры которых не должны сильно меняться после обработки. Единственное ограничение для применения технологии – размеры емкостей в цехе компании-исполнителя. Крупногабаритные детали должны помещаться в ванну целиком. В остальном способ универсален, за счет чего востребован в самых разных отраслях промышленности.

После нанесения слоя цинка основной металл надежно защищен от коррозии. Его не нужно дополнительно красить или покрывать полимерными материалами. Но это не запрещено, не оказывает негативного влияния на защитные свойства оцинковки. Производители украшений, фурнитуры, мебели могут придавать оцинкованной стали нужный оттенок с помощью красок или эмалей. Это делает металл, прошедший предварительную обработку в цехах горячей оцинковки, востребованным не только на машиностроительных предприятиях.

Комплексная защита от большинства негативных факторов внешней среды

Изделия из черных металлов быстро ржавеют и разрушаются при взаимодействии с кислородом в атмосферном воздухе, влагой в виде снега, дождя или конденсата, образующегося при перепадах температур, блуждающими электрическими токами, плесенью, другими грибками и биологическими вредителями. Цинковое покрытие, отвечающее требованиям государственных стандартов, защищает металлоизделия от основных факторов риска, препятствует быстрому разрушению конструкций. Цинк не вступает в реакцию с кислородом, не ржавеет и не разрушается даже при долгом нахождении во влажной среде, других неблагоприятных климатических условиях. Серебристый металл не проводит электричество, тем самым обеспечивает надежную защиту от коррозии, вызванной блуждающими токами. Грибок, иные биопленки материалу тоже не страшны.

Простая оценка состояния защитного покрытия

После горячего цинкования, проведенного по всем правилам, на поверхности появляется матовая или блестящая серая пленка. Она не слишком толстая, при этом плотная, цельная, однородная. Крупные дефекты на поверхности видны невооруженным глазом. Их легко устранить до того, как это приведет к разрушению металлоконструкции.

Долговечность и неприхотливость готового покрытия

Цинковое покрытие, созданное горячим методом, отличается высокой прочностью, выдерживает сложные условия эксплуатации. Оно будет сохранять защитные свойства даже при долгом нахождении в соленой воде. Единственное, от чего нужно беречь оцинкованные изделия – механические повреждения. Даже небольшие царапины на поверхности «открывают» черный металл для контакта с кислородом, влагой, блуждающими токами, провоцирующими коррозию и быстрое разрушение. Избежать этого помогает регулярный осмотр покрытия, восстановление поврежденных участков. Для сохранения защиты проводят холодное цинкование или покрывают изделие краской с этим металлом в составе. Если исходное покрытие осталось цельным, не имеет дефектов, его не нужно каждый год красить, восстанавливать или обновлять иным образом. Оцинкованные изделия без механических повреждений защитного слоя способны прослужить 15−25 лет без дополнительного ухода. Это делает метод горячего цинкования экономически эффективным. Он позволяет строительным компаниям и заводам из разных отраслей промышленности получать конструкции со сроком службы от 15 лет, не выделяя много денег на их защиту.

Области применения

Химики обнаружили антикоррозионные свойства цинка еще в конце 18 века. Уже к середине 19 столетия расплавленный металл активно использовали для защиты изделий из железа, чугуна, иных черных металлов в корабле-, машиностроении. Принцип горячей оцинковки с тех пор практически не изменился. Изделия, нуждающиеся в дополнительной защите от воздействия факторов внешней среды, на короткое время погружают в емкость с жидким сплавом цинка. Дальнейшие разработки повысили эффективность технологии, позволили сократить расходы, при этом гарантировать высокое качество, цельность и однородность готового покрытия. Работы ученых также расширили область применения метода. Сегодня металлоизделиями, прошедшими горячее цинкование, пользуются во многих отраслях промышленности.

Автомобилестроение

Коррозия может в несколько раз уменьшить срок службы легкового или грузового автомобиля. Поэтому производители стараются наносить на детали из черных металлов различные покрытия с антикоррозионными свойствами. Горячему цинкованию подвергают двери, а также кузовы машин целиком, вентиляционные решетки, емкости для топлива, различные элементы насосов, карбюраторов. Цинкование кузовов авто не только защищает их от быстрого разрушения из-за коррозии, но и упрощает нанесение декоративного покрытия. На слой цинка краска ложится ровнее, держится лучше.

Кораблестроение

Из-за непрерывного контакта с пресной или соленой водой корабли нуждаются в самой надежной защите от коррозии. Для предотвращения быстрого износа металлические детали судов делают из нержавеющей стали. А элементы из черных металлов покрывают слоем цинка. Горячей оцинковке могут подвергнуть части обшивки, крепеж для фиксации различных деталей, поручни или ступени лестниц, фурнитуру для кают.

Строительство

Горячее цинкование в специально оборудованных цехах позволяет обрабатывать крупногабаритные металлоконструкции длиной до 12,5 метра, высотой до 3,3 метра, шириной – до 1,8. Этой возможностью активно пользуются различные строительные, ремонтные компании. Оцинкованные опоры мостов, каркасы быстровозводимых зданий, основы, ступени, поручни лестниц, находящихся под открытым небом – только малая часть металлоизделий, которые покрывают цинком для продления срока службы, защиты от коррозионных процессов.

Телекоммуникации и связь

Вышки мобильной связи традиционно делают из легкого, но прочного металла. А чтобы он не пострадал от постоянного воздействия снега, льда, дождя, перепадов температур, каркас покрывают цинком, эмалями или порошковыми красками. Срок службы конструкции, прошедшей защитную обработку в соответствии с требованиями государственных стандартов, составляет от 15 лет.

Добыча и транспортировка природных ресурсов

Оцинкованные конструкции, стойкие к воздействию агрессивных сред, используют при производстве насосов, вышек, бурового оборудования. Они востребованы и при прокладке трубопроводов, по которым транспортируют нефть или газ от места добычи к месту переработки. Цинк также используют для производства заглушек, затворов, кранов, иной запорной и регулирующей арматуры, повреждение которой повышает риск взрывов, пожаров, других ЧС.

Машиностроение

Горячая цинковка помогает продлить срок службы механизмов, эксплуатация которых ведется в неблагоприятных условиях. Защитное покрытие предупреждает разрушение запорной или регулирующей арматуры, провоцирующее утечки рабочей среды, опасное снижение давления. Оцинкованные технологические трубопроводы не боятся контакта с влагой, кислородом, блуждающими токами и агрессивными рабочими средами. А покрытые цинком уголки, опорные пластины, болты или иной крепеж гарантируют долговечную сборку, прочность и надежность фиксации. В машиностроении также используют прошедшую дополнительную обработку металлические каркасы, опоры, шестерни, пружины, другие элементы разного размера и назначения.

Цинком можно покрывать самые разные металлы:

• сталь, полученную методом горячего или холодного проката;
• низколегированные, низкоуглеродистые стальные сплавы;
• различные сорта чугуна – серый, ковкий.

Универсальность делает услугу востребованной во многих отраслях машиностроения. Оборудование, при производстве, сборке или установке которого использовались оцинкованные детали, легко найти на множестве российских предприятий.

Преимущества горячего цинкования

Существует несколько способов нанесения защитного покрытия на металлоконструкции. Основные различия между ними заключаются в стоимости, сроках, качестве результата. Обработать опору или крепеж цинковым сплавом можно без использования высокотехнологичного оборудования. Для этого можно купить спрей с цинком в составе, в гараже или мастерской распылить его на поверхность детали. Ручное холодное цинкование иногда используют для восстановления поврежденного покрытия, созданного горячим методом. Небольшие дефекты таким способом закрывать разрешено. Однако по качеству, прочности, долговечности результата холодное ручное нанесение заметно уступает горячему. Покрытие, созданное в гараже с помощью баллончика, никогда не обеспечит такую же надежную защиту, как нанесенное в специальных ваннах в заводских цехах. У ручной холодной оцинковки есть 4 серьезных недостатка.

• Неравномерная толщина слоя.
• Плохое сцепление основы с покрывающим ее сплавом.
• Высокий риск непрокрашивания отдельных элементов.
• Быстрое разрушение защиты. Она начинает отслаиваться, поэтому металл под ней остается уязвимым, подвергается воздействию кислорода, блуждающих токов, влажного воздуха.

Гарантии качества покрытия, созданного методом горячего цинкования

Профессиональная горячая оцинковка, выполненная в заводском цеху, позволяет соблюсти все требования государственных стандартов, получить ровное, цельное, равномерное покрытие, способное прослужить до 50 лет без дополнительного ухода, регулярного обновления. Точный срок службы зависит от условий эксплуатации, нагрузки на конструкцию или деталь.

Долговечность, равномерность, цельность готового покрытия при профессиональной горячей оцинковке обеспечивает соблюдение следующих условий.

Многоступенчатая подготовка металла

При холодной цинковке поверхность изделия вручную очищают от пыли, грязи, отложений жира. Однако тщательно удалить загрязнения удается не всегда. Они становятся преградой между слоем цинка и основой, ухудшают сцепление двух металлов. Из-за этого защитное покрытие быстрее отслаивается, теряет необходимые характеристики.

При профессиональном горячем цинковании в цехах металлоизделие проходит комплексную многоступенчатую очистку несколькими средствами. Вначале специалисты оценивают тип загрязнений, состояние поверхности, затем подбирают подходящие составы для их удаления.

• Обычно металлоизделия последовательно проходят через несколько ванн с кислотными или щелочными растворами. Концентрацию выбирают с учетом состояния конструкции, ее способности выдерживать контакт с агрессивными средами. Кислоты или щелочи должны убрать остатки старой краски, чешуйки ржавчины, окалины или бытовой пыли. Кислотными растворами также снимают невидимую жирную или масляную пленку, не дающую цинку полноценно взаимодействовать с основой. После кислотных или щелочных ванн изделия поступают в емкости с пенящимися составами. Они бережно убирают с поверхности остатки агрессивных сред, но не приводят к повторному загрязнению. Завершается очищение погружением в ванну с чистой водой. Она окончательно смывает все составы, использовавшиеся ранее, оставляет чистый гладкий металл с ровной поверхностью без следов ржавчины, краски или пыли.
• На нескольких этапах очищения подготовка не заканчивается. «Голый» металл может окисляться при контакте с атмосферным воздухом. Образующаяся при окислении пленка не даст цинку прочно зафиксироваться на поверхности, повысит риск отслаивания защитного покрытия. Сделать его более прочным помогает процедура флюсования. Для нее тоже используют вместительные ванны, заполненные раствором с цинком, хлоридом аммония, перекисью водорода в оптимальной концентрации. Изделие погружают в жидкую среду целиком, чтобы создать на поверхности тонкую пленку. Она решает сразу две задачи. Во-первых, предотвращает окисление или повторное загрязнение заготовки при ее транспортировке к ванне с расплавом цинка. Во-вторых, удаляет отложения солей, которые могли остаться от взаимодействия с кислотами даже после промывки.
• Чтобы капли воды из растворов не помешали адгезии основы с защитным покрытием, изделие направляют в сушильную камеру. Температуру подбирают с учетом особенностей материала. Для большинства черных металлов оптимальной считается температура 100−120 градусов Цельсия. При нагревании вода мгновенно испаряется, оставляя сухую чистую поверхность.

После сушки изделие не остужают, а окунают в расплавленный цинк в нагретом состоянии. Это снижает риск деформации металла из-за резких перепадов температуры.

Максимальная автоматизация

Влияние человеческого фактора сведено к минимуму. Процессы предварительной обработки, погружения в ванны с расплавом, последующего охлаждения полностью автоматизированы. Это снижает риск ошибок, появления брака, «голых» участков черного металла, слишком толстых наплывов на поверхности.

Точность до минуты

Сроки нахождения изделий в емкостях, скорость погружения и подъема, температуру расплава тщательно контролируют. Это позволяет получить покрытие заданной толщины, сохранить нужные размеры детали. Контроль за временем нахождения в ванной, температурой рабочей среды также помогает свести к минимуму риск контакта очищенного металла с кислородом, другими неблагоприятными условиями внешней среды.

Тщательная оценка результата

• Оцинкованные изделия не сразу отдают заказчику. На производстве их тщательно проверяют на соответствие техническому заданию, положениям государственных стандартов. Для проверки используют различные разрушающие или неразрушающие методы, отдавая предпочтение последним. Готовое покрытие проходит следующие испытания.
Тщательный осмотр. Специалисты исполнителя, представители заказчика оценивают равномерность покрытия. Оно должно иметь примерно одинаковую толщину по всей поверхности, быть гладким, ровным, равномерно окрашенным. Пятна другого цвета, видимый из-под слоя цинка материал основы, толстые наплывы или глубокие вмятины, открывающие каркас – серьезные дефекты.
• Измерение толщины. Горячая оцинковка в заводских условиях позволяет получить слой цинка заданной толщины. По этому параметру выделяют три класса оцинкованных стальных листов. Второй имеет защитное покрытие толщиной от 10 до 18 мкм, первый – от 18 до 40 мм. Повышенный класс отличается самой надежной защитой, покрыт слоем цинка от 40 мкм. Увеличение толщины всегда влечет за собой рост веса, изменение исходных габаритов. Подобрать толщину с учетом условий эксплуатации, назначения детали или конструкции помогут специалисты, занимающиеся горячим цинкованием. Для измерения толщины цинка изделие взвешивают до и после обработки, используют специальные измерительные инструменты, магниты. Черный металлопрокат с покрытием могут подвергнуть разрушающим испытаниям. Небольшой образец обрабатывают агрессивными химическими составами, разрушающими цинк, а потом измеряют толщину покрытия вручную.
• Проверка устойчивости к механическим повреждениям. Обычно проводится разрушающими методами. Поверхность царапают острыми инструментами или жесткими щетками, пытаются разбить вращающимися молотками. После воздействия на основе должен остаться слой цинка, достаточный для предотвращения контакта черного металла с кислородом, каплями влаги, опасными биопленками.

Чтобы больше узнать о методах проверки целостности цинкового покрытия, позвоните или напишите менеджерам МК DoorHan. Специалисты подробнее расскажут о технологии горячего цинкования в цехах DoorHan, рассчитают сроки и стоимость для вашей партии металлоизделий.