Холодное цинкование: защита металла от коррозии

Страница 1 из 2
2073
Есть ли эффективная альтернатива горячему цинкованию для защиты металлоконструкций от коррозии? Есть. Тоже цинкование, но... холодное
Хорошо известно, что наиболее длительную (до 25-50 лет) защиту стали от коррозии обеспечивают цинковые покрытия. Однако нанесение их традиционными методами, такими, например, как горячее цинкование или электрохимическое осаждение, на крупногабаритные металлоконструкции технически трудноосуществимо и на практике не используется.
В сравнении с традиционными методами наиболее доступным, дешевым, а иногда и единственно возможным оказывается метод холодного цинкования, то есть нанесение на подготовленную поверхность способами, применяемыми для обычных красок, специального цинксодержащего состава, в результате чего образуется покрытие, обладающее такими же антикоррозионными свойствами, как и покрытие, полученное методом горячего цинкования.

Горячо — холодно
При нанесении на железо (сталь) цинк защищает его как по барьерному (изоляционному) типу (что более характерно для горячего цинкования, где цинк сразу образует сплошное влагонепроницаемое покрытие), так и по электрохимическому (протекторному) типу, где цинк, в присутствии влаги выполняя роль анода по отношению к железу, расходуется для его защиты, а образующиеся при этом соединения цинка “залечивают” дефекты покрытия, предотвращая коррозию железа.
Протекторный тип защиты более характерен для холодного цинкования, особенно в стадии первоначального формирования покрытия, так как оно имеет определенную пористую структуру, через которую возможен доступ влаги к поверхности стали, приводящий к образованию электрохимической пары цинк — железо. В процессе дальнейшей эксплуатации происходит уплотнение структуры покрытия и переход его защитного действия от протекторного к барьерному.
Таким образом, покрытие, полученное методом холодного цинкования, по истечении определенного времени, зависящего от условий эксплуатации (в основном влажности), защищает сталь по тому же механизму, что и покрытие, нанесенное горячим способом.
Дальнейшее действие цинка по электрохимическому типу защиты (как и для горячеоцинкованных поверхностей) происходит только тогда, когда по тем или иным, в том числе механическим причинам, нарушается целостность нанесенного покрытия и влага проникает к поверхности стали.
Согласно стандартам ISO 3549 (DIN 55969) составы для холодного цинкования, обеспечивающие активную электрохимическую защиту по всей поверхности (повсеместную и свободную передачу электронов как между частицами цинка внутри покрытия, так и от частиц цинка к поверхности стали), должны содержать в сухом покрытии не менее 94% чистого цинка с размером частиц 12- 15 мкм или не менее 88% цинка с размером частиц 3-5 мкм.
Более высокие концентрации цинка увеличивают защитное антикоррозионное действие покрытия, а использование “атоминизированной” (5 мкм) цинковой пудры, при прочих равных условиях, способствует повышению адгезии (за счет облегчения междиффузионного взаимодействия цинка и железа), эластичности, снижению пористости покрытия и получению более гладкой (менее шероховатой) поверхности.
Цинкнаполненные (цинксодержащие) краски, не отвечающие вышеуказанному стандарту, не относятся к составам для холодного цинкования и не образуют электропроводного цинкового покрытия, адекватного по свойствам и срокам эксплуатации с горячеоцинкованным. Цинк, присутствующий в них, выполняет роль специального (в том числе цветообразующего) пигмента, усиливающего лишь барьерную (пленочную) защиту за счет своего окисления и “закупоривания пор” в слое краски.

Почему цинк?
Цинк — серебристо-белый, в нормальных условиях довольно хрупкий металл; плотность –7,1 r/cм3, tm –420 °С. Также, как и железо, цинк относится к группе металлов повышенной термодинамической нестабильности, имеющей значение электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при рН = 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 замедленна, 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 цинк от дальнейшего окисления и обусловливает высокую коррозионную стойкость металла.
В противоположность этому ржавчина, например, не образует сплошной пленки на поверхности железа и между отдельными кристаллами гидратированного оксида железа III, имеются большие просветы, наличием которых и объясняется склонность железа к прогрессирующей коррозии. Высокие противокоррозионные свойства цинка при нанесении его на железо (сталь) обус-ловлены 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+
Н2О + 1/2 О2 + 2е - 2ОН– ,

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.

1 2 Следующая

Практика строительства
Новые стандарты: плюсы и минусы
Практика строительства
Окна в меняющемся мире
Практика строительства
40 лет Окнам и Фасадам — пусть опыт сотворит будущее!
Комментарии

Auburn
Актуальненько!
28 мая 2012 г., 16:54
ОтветитьПожаловаться на спам
Loading
E-Mail:
следить за ответами
Окна
Металлопластиковые окна
Алюминиевые окна
Деревянные окна
Стеклопакеты
Услуги
Ремонт окон
Монтаж пластиковых окон
Утепление фасадов
Устройство откосов
Аксессуары
Подоконники
Москитные сетки
Отливы
Вертикальные шторы-жалюзи
Двери
Входные двери
Межкомнатные двери
Противопожарные двери
Автоматические двери
Фасады
Светопрозрачные фасады
Зимние сады
Алюминиевые фасады
Навесные фасады
Системы (бренды)
Профили
Фурнитура
Оборудование
Стекло и заполнение
Армирующие профили
Уплотнители
Крепеж
Программное обеспечение
Энергоэффективность
Калькулятор энергоэффективности окон
Подбор окон по энергоэффективности
Статьи об энергоэффективности
Калькулятор окон
Расчет стоимости окон
Расчет ветровых нагрузок на окна
Расчет энергоэффективности
Библиотека
Объявления
Тендеры
Добавить компанию
Объявить тендер
Рейтинг, Рейтинг сайтов
Акции и скидки
Видео
Выставки
Карты
Новости
Объекты
Профильные системы
© 2018 OKNA.ua, ООО «Экодар». Все права защищены. Пользовательское соглашение
Карта сайта okna.ua