Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Горячее цинкование

Горячее цинкование

Горячее цинкование

В современном мире для покрытия металлов защитным раствором применяются различные вещества. одним из самых распространенных является цинк, который покрывает слой тонким слоем и выполняет помимо декоративной функции еще и защитную.

Горячее цинкование металлоконструкций

Горячее цинкование металлоконструкций

На современных промышленных предприятиях не редко используется горячее цинкование при обработке стальных материалов. Данный метод обработки представляет собой процедуру, которая заключается в погружении предметов из стальных материалов в специально разработанную емкость с расплавленным цинком. Его температура нагрева составляет не менее 450 градусов Цельсия.

Данная процедура не является сложной, если в наличии имеется необходимое оборудование. Она является проверенным методом покрытия стальной поверхности защитной пленкой, эффективность которой проверена многими годами использования. Ее толщина тщательным образом контролируется, чтобы металлу была обеспечена надежная защита от влияния окружающей среды.

Благодаря цинковому сплаву обеспечивается гораздо более долгая защита от коррозии, чем при использовании обычных методов, в числе которых и адгезия. Во время данного процесса между железным сплавом и цинковым появляется взаимодействие. Они соединяются в одно вещество. Это не просто адгезия железа к цинку. Это уже отдельное вещество, состоящее из смешивания сплавов этих двух металлов. Благодаря этому антикоррозийное свойство сохраняется на более продолжительный период времени.

Кроме придания металлу устойчивости к появлению коррозии обработка горячим цинковым сплавом придает металлу еще ряд свойств, которые проявляются в:

  • улучшении внешнего качества изделия,
  • увеличению эксплуатационного срока,
  • устойчивости е агрессивным влияниям окружающей среды.

Главным отличием покрытия стали цинковым сплавом от всех других методов обработки является то, что этот метод защиты является более надежным. Цинк помогает контролировать появление ржавчины и других дефектов на предметах из стали. Другие же методы лишь маскируют недостатки.

Внимание: На сталь, покрытую цинковым сплавом можно нанести лакокрасочное покрытие, которое может придать не только привлекательный внешний вид с эстетической точки зрения, но и обеспечить двойную защиту металла.

Таблица 1. Сравнение показателей стоимости и срока службы стали после горячего цинкования с другими способами защиты (себестоимость принята за 100%)
Способ защитыСредний срок службы до покраски, годыСебестоимость, %Расходы после 25 лет эксплуатации, включая уход,%
Горячее цинкование25100уход не требуется
Дробеметная очистка, окраска в три слоя1275150
Дробесруйная очистка вручную, окраска в три слоя12120195
Травление и окраска в три слоя1085200
Очистка металлической щеткой и окраска в три слоя875230
То же и окраска в два слоя555280

Метод горячего цинкования

Метод горячего цинкования

У данного метода обработки стальных предметов имеется большое количество достоинств, которые делают его таким популярным:

  • Надежность

Во время погружения отдельных элементов в ванну с горячим цинком происходит покрытие защитным слоем сразу всех элементов предмета. Покрытию подвергаются даже самые недоступные участки, которые можно с легкостью пропустить, используя другие методы обработки.

  • Легкость

Процедура обработки стали цинком не является сложной. Для этого достаточно лишь опустить металлический материал в сплав и подождать определенное количество времени.

  • Экономичность

На проведение процедуры горячего цинкования предметов из стали не затрачивается изначально большого количества средств. Данный процесс отличается своей дешевизной и способностью изготовлять изделия, которые в среднем служат не менее двадцати лет.

  • Доступ к труднодоступным элементам

При обработке предметов из стали обычными методами появляется большое количество трудностей, потому что в некоторые места практически невозможно добраться. При обработке цинковым сплавом такого не происходит.

Технология горячего цинкования

Технология горячего цинкования

Технология горячего цинкования делится на несколько этапов:

1. подготовка поверхности

Перед процедурой необходимо тщательным образом подготовить стальную поверхность к нанесению цинковой пленки. Сначала необходимо обезжирить поверхность, чтобы с нее были удалены масла или загрязнения. После этого нужно тщательным образом промыть материала или изделия из стали, что поверхность была идеально чистой. На следующем этапе подготовки важно произвести процедуру травления. Она заключается в устранении с поверхности всех оксидов металла. Сделать это можно благодаря нагретой соляной кислоте или ингибоиторам. После этого проводится обработка металла специальными веществами для того, чтобы остановить процессы окисления. На заключительном этапе осуществляется сушка металла или металлического предмета.

2. Подготовка цинкового сплава

На данном этапе осуществляется нагревание цинка до температуры 450 градусов Цельсия.

  • Погружение металла в ванну с горячим цинком

Важно: Во время погружения материалов для покрытия их цинковым сплавом необходимо соблюдать определенную скорость, потому что медленное погружение позволит на поверхности металла образоваться оксидам, чего нельзя допустить.

  • Охлаждение

Данный этап является завершающим. Он осуществляется на открытом воздухе. Сплав на поверхности стали застывает.

Оборудование для горячего цинкования

Ванна горячего цинкования

В современном мире для процедуры горячего цинкования используются виды оборудовании, которые подходят для сильного нагревания цинка. К ним относится ванна горячего цинкования. Ведущими поставщиком такого оборудования в мире является Китай.

Ванна горячего цинкования

Есть несколько категорий таких ванн:

  • ванны для мелкогабаритных изделий,
  • ванны для обработки цинковым сплавом труб,
  • ванны для крупногабаритных изделий.

Они отличаются своими размерами. Он способна нагреваться благодаря:

  • системе электронагревания,
  • жидкому топливу,
  • сжиженному газу,
  • каменному углю.

У каждой ванны имеется своя система нагревания, которая позволяет за короткое время расплавить цинк и нагреть его до определенной температуры.

Статьи по теме

Цинкование металла

Цинкование металла

Для защиты от коррозии сегодня создано большое количество методов. Они направлены на то, чтобы с помощью специальных растворов или веществ на поверхности металлических изделий появлялась тонкая защитная пленка, которая препятствует попаданию на металл кислорода и продуктов, имеющихся в агрессивной среде.

Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование

В современном мире используется большое количество методов для защиты металлических поверхностей от образования слоя коррозии, который приводит к тому, что металлическое покрытие начинает становиться более хрупким и разрушается.

Горячее цинкование металла: технология, оборудование, ГОСТ

Горячее цинкование – это метод покрытия поверхности металлического изделия слоем цинка, уступающий по своей популярности только гальванической технологии оцинковки. Между тем по стоимости выполнения, а также по долговечности формируемых цинковых покрытий данный способ превосходит электрохимическое цинкование.

Результаты испытаний болтов с различной оцинковкой в растворе соляной кислоты

Результаты испытаний болтов с различной оцинковкой в растворе соляной кислоты

Зачем металлические изделия подвергают цинкованию

Цинкование предполагает, что на поверхность металлического изделия наносится слой цинка, толщина которого может находиться в интервале 40–65 мкм. За счет такого покрытия обеспечивается не только барьерная, но и электрохимическая защита металла от коррозии. Оцинкование, которое можно выполнять по разным технологиям, используется преимущественно по отношению к стали.

Горячее цинкование металла, если сравнивать его с другими технологиями, отличается оптимальным сочетанием доступной стоимости технологического процесса с высокими защитными свойствами получаемого цинкового слоя. Нанесенное методом горячего цинкования покрытие даже при эксплуатации изделия в самых неблагоприятных условиях способно прослужить не менее 65–70 лет, полностью сохранив свои защитные свойства.

Положение цинка в электрохимическом ряду металлов

Положение цинка в электрохимическом ряду металлов

Преимущества метода

Горячее цинкование металлоконструкций при сравнении с другими технологиями имеет ряд весомых преимуществ.

  • Подвергаться обработке по данной технологии могут даже детали, отличающиеся высокой сложностью геометрической формы. В частности, такую технологию активно используют для обработки труб.
  • Поврежденные в результате механического воздействия участки цинкового покрытия могут самовосстанавливаться, причем происходить это может без постороннего вмешательства.
  • По сравнению с другими способами оцинковки, метод горячего цинкования позволяет сформировать покрытие, устойчивость которого при взаимодействии с жидкими средами выше в 6 раз. Именно по этой причине такую технологию и применяют для обработки труб и различных емкостей.
  • Горячая оцинковка позволяет эффективно устранять многие дефекты обрабатываемой поверхности, такие как раковины, поры и др.
  • Эксплуатация труб и других метизов, которые покрыты цинком по данной технологии, требует минимальных финансовых затрат. Их поверхности, в частности, не требуют регулярной окраски, так как уже надежно защищены от воздействия негативных факторов внешней среды. Это очень актуально для труб, которые эксплуатируются в труднодоступных местах (в стенах, под землей и т.д.).

Сравнение стоимости и работоспособности горячеоцинкованной стали

Сравнение стоимости и работоспособности горячеоцинкованной стали с другими методами защиты

Как выполняется горячее цинкование

Выделяют два этапа горячего цинкования:

  1. Обрабатываемую поверхность тщательно подготавливают к процедуре.
  2. Изделие погружают в емкость с расплавленным цинком, в результате чего оно буквально обволакивается данным металлом.

Все нюансы выполнения такой технологической операции регламентирует ГОСТ 9.307-89.

Технологический цикл цинкования

Технологический цикл цинкования

Технология горячего цинкования требует тщательного подхода к выполнению всех ее этапов. Чтобы понять их суть и назначение, каждый из них стоит рассмотреть подробнее.

Подготовка металлического изделия к процедуре

ГОСТ указывает, что поверхность, которую необходимо подвергнуть горячему цинкованию, должна быть тщательно подготовлена. Такая подготовка состоит из нескольких процедур:

  • механической обработки;
  • обезжиривания;
  • промывки;
  • травления;
  • промывки после травления;
  • флюсования;
  • просушки.

При помощи механической обработки с поверхности удаляются загрязнения, продукты окисления, следы ржавчины, а также шлаковые включения. ГОСТ также предписывает, что острые углы и кромки, имеющиеся на изделии, должны быть скруглены, что также решается на этапе механической обработки. Для выполнения механической обработки в производственных условиях используются пескоструйные установки.

Обезжиривание металлоизделий в растворе ортофосфорной кислоты

Обезжиривание металлоизделий в растворе ортофосфорной кислоты

Обезжиривание, которое выполняется при температуре около 75°, необходимо выполнять перед горячим цинкованием для того, чтобы улучшить адгезию формируемого защитного слоя с цинкуемым изделием. Присутствие на обрабатываемой поверхности жировых и масляных пятен может привести к тому, что на таких участках цинковое покрытие будет иметь неравномерную толщину или даже отслаиваться.

Выполняют обезжиривание при помощи специальных химических реагентов, список которых приводит соответствующий ГОСТ. Их остатки впоследствии должны быть полностью удалены с поверхности изделия, для чего его подвергают промывке.

Промывочные емкости для длинномерных изделий

Промывочные емкости для длинномерных изделий

ГОСТ также указывает, что на трубах или других изделиях, подвергаемых горячему цинкованию, не должно быть окисленных участков, а также старого цинкового покрытия, если оно наносилось ранее. Для того чтобы выполнить эти требования, обрабатываемую поверхность подвергают травлению. С этой целью обычно используется раствор соляной кислоты. Выполняют такую процедуру при комнатной температуре (22–24°), а концентрацию раствора кислоты выбирают в зависимости от того, насколько сильно поверхность загрязнена окислами и следами коррозии.

Как правило, для выполнения травления используют растворы, в которых содержится 140–200 граммов кислоты на 1 литр. При выполнении травления раствор кислоты может сильно повредить обрабатываемую поверхность. Чтобы такого не происходило, а также чтобы минимизировать выделение водорода из травильного раствора, в него вводят специальные вещества, которые называются ингибиторами. Как и после обезжиривания, после травления изделие необходимо тщательно промыть, чтобы удалить остатки использованных химических веществ.

Подготовленные к оцинковке изделия

Подготовленные к оцинковке изделия

Флюсование перед горячим цинкованием, технология которого предусматривает тщательную подготовку обрабатываемой детали, позволяет решить сразу две важных задачи: предотвратить процесс окисления и улучшить адгезию наносимого покрытия с основным металлом. В процессе флюсования, выполняемого при температуре 60°, на обрабатываемую поверхность наносится тонкий слой флюса, содержащегося в специальном растворе. В качестве флюса, как правило, используются хлориды аммония и цинка. Их смешивают с водой в соотношении 500 граммов на литр, чтобы приготовить раствор для флюсования. При выполнении флюсования очень важно следить за такими параметрами используемого раствора, как содержание железа, плотность и кислотность. Если концентрация железа в растворе превышена, в него вводят перекись водорода, которая способствует образованию солей железа, выпадающих в осадок.

Любой цех горячего цинкования в обязательном порядке должен быть оснащен термическими печами, в которых обрабатываемое изделие просушивают после выполнения флюсования. Такая термическая обработка позволяет не только удалить остатки жидкости, которая ухудшает качество готового цинкового покрытия, но и нагреть деталь до температуры 100°, что дает возможность снизить затраты на осуществление основной технологической операции.

Как осуществляется технологический процесс

Сам процесс нанесения защитного цинкового слоя, для чего может использоваться линия горячего цинкования или более простое оборудование, заключается в погружении детали в емкость с расплавленным цинком. Температура, при которой цинковый расплав находится в таких емкостях, выбирается в зависимости от ряда факторов, к числу которых относятся и геометрические параметры обрабатываемого изделия. В среднем значение такой температуры находится в интервале 420–455°.

Если в качестве оборудования применяется не агрегат для непрерывного горячего цинкования (АНГЦ), а более простые технические устройства, необходимо обеспечить выполнение следующих условий на производственном участке.

  • Обязательно наличие мощной вытяжки, которая удалит из воздуха пары, интенсивно образующиеся при цинковании.
  • Оборудование для горячего цинкования должно обеспечивать строгое соблюдение скорости погружения изделия в расплав, а также времени его выдержки в нем.
  • Обработанная деталь после извлечения из емкости с цинком должна качественно охлаждаться.

Ванна для цинкования может достигать в длину 14 и более метров

Ванна для цинкования может достигать в длину 14 и более метров

Горячее цинкование метизов выполняется в следующей последовательности:

  1. Погружение изделия в емкость с расплавленным цинком.
  2. Выдержка, время которой может составлять от 4 до 10 минут.
  3. Извлечение обрабатываемой детали из емкости с расплавом, от скорости выполнения которого во многом зависит толщина формируемого покрытия.
  4. Охлаждение, которое может выполняться принудительно или протекать естественным путем.

Данная технология, преимущества использования которой были отмечены выше, отличается и относительно невысокой сложностью. Для осуществления такой процедуры нет необходимости готовить сложные электролитические растворы, чем на производственных предприятиях занимается гальваник.

Технология холодного и горячего цинкования металла

Технология холодного и горячего цинкования металла

Современная технология цинкования металла позволяет улучшить коррозийные свойства разных металлов. Наносимый слой цинка в процессе цинкования обволакивает заготовку, создавая на ее поверхности специальное покрытие с защитой от воздействия влаги и коррозии. Данная технология обладает рядом преимуществ и позволяет улучшить свойства изделий из металлов.

Почему используют цинкование

Преимущественно метод цинкования применяют для обработки металлических изделий, которые подвержены воздействию влаги и образованию коррозии. Этому могут быть как трубопроводы, так и различные другие металлические изделия (кузовные элементы, приборы, стойки, опоры и т.д.). В морской и автомобильной промышленности вопросу цинкования металлов уделяется большое внимание – кузовные элементы, корпуса кораблей и другие изделия, которые могут быть подвержены коррозии, в обязательном порядке проходят процесс цинкования.

Преимущества

Всего существует несколько методом цинкования изделий: холодный, горячий, гальванический, термодиффузионный и газотермический. Самыми популярными эффективными считаются способы горячего и холодного цинкования, которые обладают рядом преимуществ:

  • приемлемая стоимость процесса;
  • высокая стойкость изделий к окислению;
  • долгий срок сохраняют свойства стойкости к коррозии;
  • значительно увеличивается эксплуатационный срок службы изделий;
  • высокая стойкость к атмосферным осадкам и перепадам температур;
  • не требует наличие сложной техники и специализированного дорогостоящего оборудования (холодный метод);
  • возможность обрабатывать разные по форме и размеру изделия, как в цеху, так и на месте их установки;
  • качественная защита от физического воздействия;
  • возможность выполнять работы в широким температурном диапазоне от -20°С до +40°С;
  • экологичность процесса обработки;
  • увеличивается износостойкость изделий;
  • стойкость к адгезии в любой среде;
  • возможность использовать для обработки изделий со сложной геометрической формой;
  • быстрый процесс нанесения и высыхания;
  • регулируемая толщина защитного покрытия в широком диапазоне от 15 мкм.

Как видим, достаточно много достоинств в методах цинкования с использованием разных технологий.

Горячий метод

Современная технология горячего цинкования используется преимущественно в промышленности. При проведении данного процесса смесь нагревается до высоких температур 400-500°С, что позволяет обеспечить плотное покрытие и проникновение цинкового слоя в обрабатываемое изделие. Стоит отметить, что при использовании данного способа увеличивается срок службы изделий до 50 лет, что в свою очередь обусловлено высокой стоимостью данного способа цинкования и ввиду его сложности проведения.

Технология холодного и горячего цинкования металла

Холодный метод

Для проведения такого процесса обработки металлических заготовок не требуется специальные ванны и дорогостоящее оборудование. Специальные цинкосодержащие смеси используются для проведения метода холодного цинкования. Сам процесс нанесения может быть выполнен с помощью валика, кисточки, распылителя или любым другим способом. Данный метод можно проводить в широком диапазоне температур с сохранением всех свойств после полного нанесения. Данный способ не обеспечивает таких свойств, как горячий метод цинкования и срок коррозийной стойкости будет значительно ниже у изделий. Технология холодного цинкования является самой доступной из всех.

Гальванический способ

Данный метод заключается в электрохимическом воздействии на обрабатываемое изделие. При таком способе нанесения можно достичь идеального гладкого покрытия с максимально точной толщиной нанесения. Данный процесс осуществляется с использованием специализированного и дорогостоящего оборудования.

Термодиффузионный метод

Наиболее сложный способ цинкования, так как для его проведения необходимо создать идеальные условия в герметичной среде с рабочей температурой не менее 2600°С. Полностью экологичный метод с нанесением тонкого слоя 15 мкм. Высокая механическая и коррозийная стойкость за счет проникновения цинка в основу обрабатываемого изделия.

Цинкование металла в компании ДорСтройМеталл

Наша компания предлагает профессиональные услуги по качественному цинкованию металлов разных форм и размеров. Мы гарантируем доступные цены и кратчайшие сроки выполнения заказа. Мы работаем по всему Краснодару и Краснодарскому краю.

Технология горячего цинкования

Под термином «горячее цинкование» понимают нанесение цинкового покрытия на поверхность металлических изделий, преимущественно из стали, ковкого, а также серого чугуна, путем погружения изделия в расплав цинка.

Для успешного проведения процесса требуется соблюдение следующих условий. Поверхность изделия должна быть металлически чистой в момент ее контакта с цинком, что обычно достигается тщательным обезжириванием, удалением ржавчины и окалины, а также обработкой во флюсе, и для лучшего смачивания расплавом покрыта пленкой флюса. Перед погружением изделия в расплав и выгрузкой поверхность расплава должна быть очищена от окислов и других посторонних веществ.

Производственный процесс можно разделить по времени на следующие стадии: 1) погружение изделия в расплав цинка; 2) выдержка до полного выкипания флюса и до выравнивания температуры изделия и расплава цинка; 3) выгрузка изделия из расплава цинка; 4) охлаждение изделия.

Сцепление цинкового слоя с поверхностью изделия достигается в результате диффузионного процесса меж

ду цинком и железом; покрытие обычно состоит из слоев железоцинковых сплавов и покровного слоя чистого цинка.

Производительность процесса существенно зависит от размеров, формы и материала изделия, качества его предварительной обработки, параметров цинковальной установки (размеры ванн, тепловая мощность, степень механизации) и температуры расплава цинка.

Качественные показатели оцинкованных изделий (коррозионная стойкость, прочность сцепления цинка с основой, внешний вид, износоустойчивость, толщина слоя покрытия и т. д.) зависят главным образом от температуры и времени погружения изделия в расплав, состава расплава, состава материала основы и качества предварительной и последующей обработки поверхности изделия.

ТРЕБОВАНИЯ К ЦИНКУ

Сопутствующие элементы и примеси в цинке, связанные с процессом его получения, оказывают определенное влияние на толщину и качество покрытия. Предельные значения основных компонентов расплава приведены в табл. 16.

В табл. 17 указан примерный состав различных видов цинка.

Черновой и рафинированный цинк являются наиболее приемлемыми для горячего цинкования с экономи-

ческой и технологической стороны. Указанные виды цинка отличаются друг от друга главным образом содержанием свинца. Так как содержание свинца в черновом цинке настолько высоко, что с течением времени нерастворимая в расплаве часть свинца оседает на дно ванны цинкования, применение чернового цинка дает примерно те же результаты, что и рафинированного. Электролитный цинк почти не применяют из чисто экономических соображений, однако при использовании этого цинка можно получить покрытие с высокой способностью к деформации и в особенности к изгибу.

Пирометаллургический цинк можно применять для горячего цинкования лишь с ограничениями. Наиболее опасно присутствие в этом виде цинка окислов и в первую очередь окиси цинка и железа. Пирометаллургический цинк применяют лишь в качестве добавки и в особенности при необходимости ввести в расплав олово с целью образования кристаллического узора и для придания покрытию блеска. Применение цинка, полученного регенерацией гартцинка, не рекомендуется, так как в этом цинке всегда содержится большой процент железа, что приводит к повторному усиленному образованию гартцинка в ванне покрытия.

2. ТЕОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ

Общие закономерности воздействия жидкого цинка на железо. Диаграмма состояния железо — цинк. Взаимодействие жидкого цинка и железа протекает с образованием ряда интерметаллических фаз, в соответствии с диаграммой состояния Fe—Zn. Наиболее полную диаграмму состояния системы железо — цинк дал Шрамм.

При взаимодействии цинка с железом образуются следующие гомогенные фазы:

n-фаза, представляющая собой твердый раствор железа в цинке с содержанием 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Разновидности цоколей ламп освещения
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector