Co dává zinkový povlak kovům? Jak zinek chrání před korozí?

Galvanizace je povlakování různých kovových povrchů vrstvou zinku na ochranu proti korozi. Skutečnost, že galvanizace je nejúčinnější metodou v boji proti rzi, byla objevena již dávno, před více než 200 lety. Při výzkumu různých metod vykazovalo dlouhodobější výsledky právě galvanizace – více než 50 let kovy potažené vrstvou zinku nerezaví.

Od té doby používají antikorozní specialisté galvanizaci různými způsoby. Zpočátku to bylo žárové zinkování, poté galvanické, difúzní, plynodynamické. Ale v 80. letech XNUMX. století došlo v této oblasti k určitému průlomu, objevila se nová metoda – studené zinkování.

Zinkování za studena je nejpohodlnější, nejhospodárnější a nejtrvanlivější způsob nanášení zinkového povlaku. Spočívá v potažení připraveného kovového povrchu kompozicí s velmi vysokým (96-98%) obsahem zinku a také různými přísadami. Směs pro zinkování za studena lze nanášet běžným štětcem nebo válečkem přímo na místě, kde bude konstrukce použita, to znamená, že se nemusí nikam přepravovat. Výsledkem takové ochrany je absence koroze po dobu 25-50 let a kovy chráněné studeným zinkováním korodují 3x pomaleji než ty chráněné jinými metodami, a to i přes stejný zinek ve složení (podle studií Fulmerova centra). Co je to tajemství?

Jak zinkový povlak funguje?

Železo při interakci s vlhkostí a kyslíkem oxiduje. V tomto případě se na povrchu vytvoří křehký volný film, který postupně přechází v rez. Taková nespolehlivá ochrana nadále umožňuje vlhkosti a kyslíku proniknout hluboko do žehličky a zničit ji. Ale zinek, cín a hliník při interakci s vlhkostí a kyslíkem tvoří odolný film, který zabraňuje další destrukci. Proto se tenká vrstva těchto kovů používá k ochraně jiných kovů, které jsou náchylnější ke korozi.

Zinek vyniká mezi touto skupinou odolných kovů tím, že poskytuje další ochranu před vlhkostí a kyslíkem, i když je povlak poškozen, zatímco ochrana cínu nebo hliníku se oslabuje, pokud je narušena celistvost vrstvy nebo dokonce začíná podporovat korozi.

Zinek chrání kovy dvěma způsoby najednou – bariérovou (pasivní) a katodickou (nazývanou také aktivní, obětní nebo elektrochemická).

Katodická ochrana znamená, že zinek, když je aplikován na železo, s ním tvoří galvanický pár, ve kterém železo je méně aktivní kov a zinek je aktivnější. Při kontaktu s vlhkostí a kyslíkem reaguje zinková anoda jako první, daruje své elektrony k boji proti korozi a železná katoda přijímá elektrony, je chráněna a zůstává prakticky nedotčena rzí. Ochranný proces pokračuje až do úplného vyčerpání zinkové vrstvy Jedna vrstva 40-60 mikronů vystačí na 10-25 let.

Dva způsoby ochrany najednou, které se navzájem nahrazují, jsou pro kovy velmi užitečné od prvního dne provozu. Faktem je, že jakýkoli povlak s kompozicí není 2% vzduchotěsný, ale má vady a póry. Zinkový povlak může také umožnit průchod určitého množství kyslíku během počátečního použití. To pak chrání kovy před korozí pomocí ochranné nebo elektrochemické metody. Během provozu se struktura povlaku zhutní, sloučeniny zinku jsou zcela rozpuštěny a působí bariérová ochrana jako u žárového zinkování. Pokud je narušena celistvost povlaku (škrábance, mechanické poškození, koroze chemikáliemi), pak opět převezme práci katodická ochrana.

Nejen zinek – aneb proč zinkování za studena chrání déle?

V praxi je zinkový povlak nejspolehlivější a nejodolnější. Jeden zinkový povlak se však liší od druhého. Můžete si koupit barvu se zinkem a správně ji nanést, ale ochrana nevydrží desítky let. Protože zinek přidaný do barvy takto fungovat nebude. Takovou dlouhodobou ochranu (25-50 let) poskytují pouze směsi pro zinkování za studena. Proč je zinkování za studena odolnější než jiné metody zpracování zinku?

Studené zinkování poskytuje stejné ochranné vlastnosti jako jiné metody, jako je žárové zinkování. Na rozdíl od nich je však mnohem jednodušší aplikovat na místě, kde se používají konstrukce, stojí méně a vydrží déle.

Směsi pro zinkování za studena obsahují 96 % nebo více zinku s čistotou 99,995 %. Tedy téměř 100% bez příměsí! A čím vyšší je koncentrace zinku a jeho čistota, tím déle povlak vydrží. To umožňuje, aby „studený“ povlak korodoval co nejpomaleji ve srovnání s jinými metodami galvanizace. Částice zinku v kompozici jsou chráněny pryskyřicemi – to dále zvyšuje ochranné vlastnosti povlaku. Navíc minimální velikost částic (od 12-15 mikronů do 3-5 mikronů v různých složeních) a jejich oválný tvar tvoří silné elektrochemické spojení s kovem. Díky tomu ani škrábance a poškození povrchu povlaku nevedou k odlupování a zachovává si vynikající přilnavost. To dokážou pouze aktivní povlaky s katodovou ochranou. Ale to prostě nátěry, do kterých je přidán zinek, nedokážou.

I tak osvědčený způsob zinkování, jako je žárové zinkování, je o něco horší než zinkování za studena. Protože při žárovém zinkování se používají kompozice s obsahem zinku 80-85% s čistotou až 98%. Neexistují žádné pryskyřice, které by chránily zinek, protože nesnesou zahřátí až na 400 °C a přesto ztratí své ochranné vlastnosti. Navíc ne každou konstrukci lze rozebrat, převézt a umístit do horké zinkové lázně.

Jak dlouho vydrží zinková ochrana aplikovaná za studena?

Životnost povlaků nanášených studeným zinkováním se liší v závislosti na provozních podmínkách a tloušťce vrstvy a také na stupni čištění kovového povrchu. Znečištěná atmosféra, vliv různých chemikálií, benzínu, solí, alkálií a ropných produktů může mírně urychlit vyčerpání nátěru. Životnost nátěrů používaných v exteriéru je vždy kratší než při šetrnějším použití v interiéru.

Podmínky garantované výrobcem pro kompozici zinkování za studena Bariéra-zinek:

Závislost tloušťky vrstvy a životnosti Bariérového zinkového povlaku:

• 40 mikronů: 7-10 let;
• 60 mikronů: 10-20 let;
• 80 mikronů: 14-25 let;
• 100 mikronů: 18-25 let;
• 120 mikronů: více než 20 let.

Stojí za zmínku, že toto jsou podmínky garantované výrobcem. Skutečná životnost nátěru je 1,5-2,5 krát delší než záruční doba. Životnost takového nátěru lze navíc vždy kdykoli prodloužit přidáním další vrstvy a jejím zesílením.

Naše webové stránky také představují další základní nátěry obsahující zinek, které poskytují spolehlivou a trvanlivou ochranu kovu před korozí. Například Barrier-Grunt je jednosložkový antikorozní základní nátěr se zinkem pro ochranu kovu v různých prostředích (půda, voda, atmosféra).

Máte otázky ohledně výběru kompozice? Kontaktujte zastoupení ve vašem městě:

v Petrohradě: +7 (812) 603-41-53, +7 (921) 927-58-47
v jiných městech: 8 (800) 707-53-17
e-mail: [email protected]

Exaktní vědy jsou vždy dobré pro svůj racionalismus. Fyzika je královnou exaktních věd, protože zahrnuje matematickou transformaci vzorců fyzikálních zákonů. Experimenty, metody, dávno vysvětlené jevy mají právo žít v našem století. Existuje mnoho odvětví fyziky: mechanika, termodynamika, optika, kvantová mechanika a další. Pojďme si nyní promluvit o sekci fyziky kovů. Co dělá fyzika kovů? Jedná se o obor fyziky, který studuje strukturu slitin a kovů v důsledku podmínek termodynamické rovnováhy a také povahu výskytu různých procesů v nich. V kovech často dochází k spontánním lomům v důsledku fyzikálně-chemických interakcí. Takové poškození se nazývá koroze kovu. Proto, aby byla zachována celistvost struktury kovového povrchu alespoň z 95 %, je aplikován zinkový povlak.

Galvanizace kovů

V zásadě je technologie u všech metod stejná: na kovový povrch se nanese tenká vrstva zinku a ten se pokryje filmem, který ho chrání před mechanickým poškozením. Je to zinek, který chrání kovový povrch před veškerým zatížením a poškozením a galvanizací kovu:

• velmi levný postup
• bezpečné pro jakékoli vlastnosti (včetně mechanických) vyráběných dílů
• Je možné nastavit různé tloušťky

Zinek je nejdostupnější kov, který poskytuje elektrochemickou ochranu železu. Proto se zinkování často používá v těchto oblastech: stavebnictví, strojírenství a další. Odolnost proti opotřebení je hlavní složkou tohoto postupu. To určuje trvanlivost kovu. Například, pokud je pozinkovaný kov vystaven atmosférickým složkám, pomalu se zhoršuje a vytváří tenkou vrstvu ochranného filmu. Právě ta chrání nejhlubší vrstvy před korozí, prodlužuje životnost a je ve srovnání s jinými produkty odolná proti opotřebení. Typicky jsou pro galvanizaci vhodné následující slitiny: měď, hliník, litina, ocel a další.

Jaké metody galvanizace existují?

Existuje šest hlavních metod galvanizace kovu:

• žárové zinkování metodou Cook-Nortman
• Sendzemira metoda žárového zinkování
• galvanické zinkování
• tepelné difúzní zinkování
• žárovým nástřikem zinku
• studené zinkování

Nyní se podívejme blíže na každou metodu zvlášť.

Žárové zinkování metodou Cook-Nortman

Začněme fyzikou této metody: nabere se lázeň roztaveného zinku a do ní se ponoří hotový kovový výrobek. Ale před ponořením se produkt nejprve odmastí, odstraní se vodní kámen a rez, promyje se, aby se odstranily zbytkové kyseliny, a poté se vysuší a nanese se tavidlo. Dále začnou kovový výrobek ponořovat do lázně roztaveného zinku o teplotě 480 stupňů Celsia. Dalším krokem je úprava tloušťky povlaku a jeho vysušení. Poté, co bylo vše hotovo, dbáme na kontrolu kvality a tloušťky produktu.

Každá metoda má své pro a proti. Zvažme je také.

výhody: odolnost proti opotřebení a trvanlivost ochranné vrstvy. Pokud například do roztaveného zinku přidáte cín, bude se lesknout; a pokud je to hliník, pak se ochranná vrstva bude moci ohýbat a natahovat (během deformace).

nevýhody: Vždy je nutné odstranit vodní kámen a zbytky kyselin, protože roztavený zinek reaguje pouze na čistý kovový povrch.

Sendzemira metoda žárového zinkování

Fyzika této metody je následující: odebere se pás oceli, předem vyčištěný a vyžíhaný v peci, vstupuje podél válečkových vedení do nádoby s roztaveným zinkem. Poté, co prošel tímto tekutým kovem, je pás pokryt ze všech stran rovnoměrnou vrstvou zinku. Dále se na výstupu z kontejneru pás, který se již přeměnil v roli, zpracovává v systému vzduchových nožů. Pod vysokým tlakem se objevuje stlačený vzduch, který odstraňuje přebytečný objem roztoku zinku a ochlazuje ocel. V cíli již probíhá zpracování, sušení a navíjení. Také ve zkratce se tato metoda nazývá metoda galvanizace válcovaného kovu. Pozitivní a negativní aspekty této metody jsou následující:

výhody: lze aplikovat silné nátěry; jednotnost, trvanlivost, plasticita povlaku; 100% ochrana hladkých válcovaných výrobků o tloušťce 0.5 až 3 mm; produktivita je vysoká.

nevýhody: zvýšená pevnost. To není příliš výhodné, když je kov žíhán, pevnost je poměrně vysoká a to komplikuje práci. To je rozhodně potřeba vzít v úvahu.

Pozinkované zinkování

Zde je vše mnohem jednodušší: vezmete si galvanickou lázeň, jejíž elektrody jsou napojeny na stejnosměrnou síť (nikoli střídavou! to je důležité). Katoda – obrobek, zinková anoda. Jakmile je na elektrolyt přivedeno napětí, nabité částice se začnou pohybovat, což způsobí usazování iontů zinku na potahovaný kov. Je třeba si uvědomit, že každý kov má své vlastní složení elektrolytu a hustotu proudu. Tato metoda se často nazývá elektrochemické zinkování. Pojďme k výhodám a nevýhodám této metody:

výhody: velký výběr ochranných nátěrových barev; tloušťku naneseného zinku lze nastavit s přesností 96 %; výkon na nejvyšší úrovni.

nevýhody: zinek je elektronegativní kov. Při jeho nanášení na katodu se uvolňuje vodík, který proniká do vytvořeného povlaku. To je dobré pro „tlusté“ kovy, ale nebezpečné pro tenkostěnné. Proto má každý kov své vlastní složení elektrolytů s použitím přísad, které zvyšují kapacitu pufru. Také při povlékání kovu zinkem se do elektrolytické lázně zavádějí speciální látky pro zvýšení elektrické vodivosti.

Tepelné difúzní zinkování

Pro tuto metodu je žádoucí znát a rozumět termodynamickým zákonitostem (izobarický děj, izotermický děj, izotopový děj, izochorický děj). Podstata této metody: vzít komoru bubnu, do které se umístí zinková směs a očištěné díly; je zvolen rozsah ohřevu, teplota v kapsli se zvýší a začne její rotace. Je třeba si uvědomit, že při zahřátí na 500 stupňů Celsia přechází zinek nejprve do kapalného a poté do plynného stavu, protože vlastní bod tání zinku je 419 stupňů Celsia. Dále částice zinku pronikají do povrchové vrstvy oceli, koncentrují se a vytvářejí ucelený a jednotný povlak po celém povrchu. Jeden cyklus trvá přibližně 3 hodiny. Nyní se podívejme na 2 strany mince této metody:

výhody: Skvělé pro potahování malých dílů různých tvarů (se závity, geometriemi atd.); hospodárně využívá zinek; průměrný výkon.

nevýhody: omezení velikosti zpracovávaných částí. Musí být přísně umístěny v komoře bubnu.

Plynové žárové stříkání zinku

Nejprve vám řekneme obecný význam této metody a poté samotnou fyziku. Obecně, co je to za způsob, plynotermální? U této metody se zinek, který je přítomen ve složení drátu, nastříká na povrch výrobku, který se zpracovává v plynném prostředí. Tato technologie se používá, když je třeba nanést vrstvu zinku na „velké“ výrobky a u kterých není možné použít jiné úpravy. A nyní fyzika metody. Jeho podstata spočívá v tom, že částice roztaveného kovu narážejí na zpracovávaný povrch a tvoří tak tenkou vrstvu. Takový povlak, ve kterém je mnoho velkých pórů, je dobře kombinován s aplikací barev a laků.

výhody: schopnost pracovat v agresivním prostředí (vystavení mořské a sladké vodě, stálá vlhkost atd.).

nevýhody: Pro tuto metodu jsou vhodné pouze díly/produkty velkých rozměrů.

Pozinkováno za studena

Podstata této metody je jednoduchá a logická: na povrch ošetřovaného výrobku se nanese speciální směs obsahující zinek (obvykle se používá zinconol). Tuto směs nanášejte válečkem nebo štětcem. Pomocí zinconolu můžete na kovovém povrchu získat ochrannou vrstvu, která obsahuje 88-93% zinku. Nejčastěji se tato metoda používá k pokrytí ochranné vrstvy potrubí, podpěr elektrického vedení, prvků železničních tratí a dalších.

výhody: široký teplotní rozsah. Studené zinkování výrobků se provádí v širokém teplotním rozsahu a výsledný nátěr se vyznačuje dobrou ochranou a elasticitou.

nevýhody: Pro galvanizaci za studena je zapotřebí rozpouštědlo; nízká odolnost proti mechanickému namáhání.

Abychom to shrnuli: uvažovali jsme o metalofyzice kovů; dozvěděli se, co je koroze, poškození a pevnost kovu; podrobně popsal šest způsobů galvanizace kovu. Kde v Petrohradě si můžete objednat galvanizaci kovu některou ze šesti uvedených metod? Všechno je velmi jednoduché: nejlepší společnost ve městě, která již v tomto postupu „sežrala psa“, vám s tím pomůže – „SPbZKI“. U nás si můžete objednat galvanizaci dílů i celých kovových konstrukcí, které se používají v různých oblastech výroby.

Pokud opravdu chcete chránit povrch vašeho kovového výrobku, můžete nám bezpečně zavolat na čísla uvedená na webu a objednat si pozinkování vašeho výrobku. Máme dostupné ceny a stovky pozitivních recenzí. Takže čekáme na váš telefonát.