Ржавеет ли оцинкованная сталь - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Ржавеет ли оцинкованная сталь

Оцинковка ржавеет, но с этим можно бороться!

Оцинковка железа методом горячего или холодного цинкования считается панацеей от ржавчины минимум на 10…15 лет. Практически это происходит не всегда. С подобной проблемой сталкиваются, в частности, автомобилисты и эксплуатационники конструкций, работающих в условиях влажных, химически агрессивных сред. Почему оцинковка ржавеет?

Некоторые причины недостаточной долговечности оцинкованных покрытий

Если исключить из рассмотрения некачественность проведения самого процесса (чаще всего коррозия оцинковки характерна лишь тогда, когда гальванопокрытие производится не в специализированных условиях), то наличие ржавой оцинковки определяется несколькими факторами.

Среда соприкосновения

Неблагоприятное воздействие на сталь, оцинкованную горячим способом, производит, в частности, почва, куда помещена конструкция. Поскольку в природе реально встречается более 200 различных типов почв, эффективность горячего цинкования в почве различна, и её трудно предсказать.

Что разъедает оцинковку в почве? Основными факторами, определяющими коррозионную активность грунта, являются его влажность, уровень pH и наличие хлоридов. Необходимо учитывать также и дополнительные характеристики:

  • Степень аэрации почвы;
  • Диапазон суточных колебаний температуры;
  • Удельное электрическое сопротивление;
  • Текстуру на размер частиц грунта.

Практически установлено, что защита оцинковки от коррозии эффективнее на коричневых песчаных почвах и не так хорошо действует на серых, глинистых. Это связано с тем, что грунт с более крупными частицами быстрее отводит влагу от поверхности. Поэтому оцинкованная деталь подвергается меньшему воздействию влаги, провоцирующей развитие электрохимической коррозии.

Первым шагом к оценке характеристик долговечности оцинкованной стали в почве является классификация грунта в районе применения конструкций из оцинкованного железа. Скорость коррозии стали в почве может составлять от менее 0,2 мкм в год в благоприятных условиях, до 20 мкм в год или более в очень агрессивных грунтах. Таким образом, сильнокоррозионные грунты будут диктовать необходимость надежной системы защиты от коррозии, такой как более продолжительное горячее цинкование, для обеспечения долговременной защиты.

Поскольку почва изменяется даже на небольшой территории, и коррозийность грунта может сильно различаться, неправильная классификация почвы часто приводит к неудовлетворительным результатам.

Ударные воздействия

После прокатки прочность сцепления оцинкованного слоя с основным металлом проверяется по ГОСТ Р 52246-2004. Гальваническую защиту разрешается выполнять двумя способами – горячим цинкованием или нанесением железо-цинкового покрытия. При этом толщина оцинковки определяется классом покрытия. Их четыре:

  • Оцинковка посудохозяйственных изделий (толщина покрытия – не менее 70 мкм);
  • Повышенное качество (толщина покрытия 40…60 мкм);
  • Покрытие 1 класса (толщина покрытия 18…40 мкм);
  • Покрытие 2 класса (толщина покрытия от 10 мкм).

Непосредственно прочность цинкового покрытия оценивается результатами технологических испытаний на изгиб, регламентируемых нормами ГОСТ 14019-2003. При этом нормируется только изменение формы тестируемых образцов, но не скорость приложения деформирующего усилия. Между тем известно, что ударный характер взаимодействия снижает прочность сцепления поверхностных покрытий на 30…35%. Таким образом, если деталь периодически подвергается механическим ударам твёрдых частиц (для автомобиля это, например, мелкий камень или гравий), то оцинкованное железо ржавеет из-за появления трещин и царапин в местах контакта.

Может ли оцинковка ржаветь сама по себе?

Может, и основным провокатором процесса является влага. Любая оцинковка в воде ведёт себя совершенно не так, как нам бы хотелось.

Как известно, металл, который лишь периодически соприкасается с водой (практически всегда имеющей достаточно высокий кислотный потенциал), фактически представляет собой макробатарейку, электроды которой имеют определённую разность потенциалов. Если цинка в слое достаточно, то срабатывает так называемая протекторная защита, в результате которой коррозии подвергается цинк, а не железо. Но, если поверхностный слой повреждён, то оцинкованное железо ржавеет, особенно, если после начала процесса поверхность оцинковки – влажная.

При контакте металла с водой, содержащей растворённые соли, коррозия усиливается. Образующийся оксид железа отслаивается от поверхности металла, и подвергается воздействию свежих молекул железа, которые продолжают процесс ржавления. В конечном итоге появляются большие окисленные участки, которые вызывают разрушение всей металлической структуры детали.

Белая коррозия и как с ней бороться

Процесс коррозии оцинкованного железа завершается образованием на оцинковке белой ржавчины. Она представляет собой мелоподобное вещество белого цвета, которое образует цинк, подвергающийся воздействию водорода (из воды) и кислорода (из воздуха). В результате такой реакции взаимодействия получается гидроксид цинка.

Белая ржавчина на оцинковке характерна для нового материала. Это связано с тем, что такое покрытие еще не имело возможности образовывать стабильные оксиды, поэтому водород и кислород связываются с чистым цинком. Белая ржавчина часто появляется на оцинкованном листе при его хранении, так как конденсат может попасть в зазор между отдельными листами.

В большинстве случаев белая коррозия делает защитное покрытие бесполезным. В отличие от стабильных оксидов цинка, гидроксиды цинка плохо прилипают к другим материалам. Белая ржавчина также непривлекательна с визуальной точки зрения.

Есть несколько способов предотвратить белую ржавчину:

  1. Устранить воздействие воды.
  2. Устранить образование конденсата, позволяя цинку образовывать стабильные оксиды.
  3. Использовать пассивирующие химикаты или масла.

В первом случае необходимо улучшить круговой обдув изделия воздухом. Также эффективны разумное повышение температуры покрытия или снижение уровня относительной влажности.

Разъедает оцинковку также длительное пребывания конструкции в тёплой среде, поскольку при этом интенсифицируется образование конденсата и соответственно гидроксида цинка. Еще один метод предотвращения образования белой ржавчины заключается в том, чтобы на поверхности цинка образовывать стабильные оксиды. Они будут препятствовать образованию белой ржавчины. Для этого дают покрытию некоторое время пребывать в среде с малой влажностью. Увеличение диоксида углерода, контактирующего с покрытием, также ускорит образование стабильных оксидов цинка.

Удаление ржавчины с оцинковки

Процедуру начинают с очистки уже замеченных участков коррозии. Эффективным способом является последующее поверхностное покрытие оцинковки пассивирующим химическим веществом или маслом. В первом случае предотвращается окисление (хотя и на короткое время), а во втором между цинком и водой создаётся защитный барьер, который препятствует формированию слоя гидроксида цинка. Большинство применяемых масел, однако, через короткий промежуток времени испаряются, поэтому требуется периодическое возобновление такого защитного покрытия.

Ранее для предотвращения коррозии оцинкованного железа использовали составы на основе соединений шестивалентного хрома, но сейчас такие вещества признаны токсичными и применяются крайне редко.

Чем обработать оцинковку от ржавчины?

Используются специальные преобразователи ржавчины. Для того, чтобы удалить ржавчину с оцинковки, вначале очищают поверхность, затем тщательно высушивают её, а потом, строго следуя инструкции производителя, наносят защитное средство. Комбинирование нескольких составов нежелательно, поскольку они потребуют и различной технологии нанесения, в результате которой возможно убрать ржавчину с оцинковки.

Почему ржавеют оцинкованные и алюминиевые машины

«Нержавеющие» автомобили противостоят коррозии не так эффективно, как принято думать

Часто сталкиваюсь с заблуждением касательно оцинкованных машин. Люди считают, что, если машина оцинкованная, она не будет гнить и ржаветь. Но, к сожалению, это не всегда так.

Такая разная оцинковка

Для начала надо понимать, что оцинковка оцинковке рознь. Можно оцинковать кузов слоем в 2 мкм, а можно слоем в 20 мкм — это первое. Второе — методов оцинковки куча. Бюджетные машины обычно оцинковывают самым бюджетным способом. Как правило, это холодная оцинковка. Цинкование происходит путём окраски кузова анафорезными грунтами с высоким содержанием высокодисперсного цинкового порошка (содержание цинка в готовом покрытии 89−93%). Такая оцинковка, конечно, лучше, чем ничего, но по факту при повреждении ЛКП от коррозии она защищает слабо.

Производители часто используют такой вид оцинковки, потому она не так сильно сказывается на цене автомобиля (в бюджетном сегменте борются за каждую копейку). К тому же это даёт право говорить, что кузов оцинкован — это выгодно из маркетинговых соображений.

Ещё один бюджетный способ оцинковки — цинкрометалл. Если простыми словами, то это обычная сталь, покрытая специальным цинкосодержащим грунтом на стадии проката. Цинкрометалл хорош в регионах, где нет высокой влажности, но в российских условиях, особенно если ЛКП повреждено, металл все равно начинает ржаветь. Пусть не так быстро, как голая сталь. Так что уповать на спасительную оцинковку в данном случае также не стоит. Нужно быстро подкрашивать сколы и царапины.

Довольно хороший способ оцинковки — гальванический. Это когда кузов купают в ванне с цинкосодержащим электролитом. Под действием электрического тока цинк осаждается на металле равномерным слоем. Обычно этот слой составляет 5−20 мкм. При таком способе оцинковки производители, как правило, дают гарантию от сквозной коррозии кузова не менее 10 лет.

Гальваническую оцинковку редко применяют на бюджетных машинах, потому что это довольно дорого, а вот на машинах С-класса и выше она встречается часто.

А лучший способ оцинковки — горячее цинкование. Сухой заранее подготовленный кузов автомобиля опускают в ванну с горячим цинком. Температура расплава обычно от 500 до 4000 °C. Такой термический способ обработки кузова не только самый лучший, но и самый дорогой. Применяют его далеко не все производители даже премиум-класса.

Читайте также:  С какой целью производится нормализация стальных конструкций

Цинковое покрытие в данном случае получается самым толстым и прочным. При незначительных повреждениях ЛКП место скола или царапины могут даже затянуться отложениями цинка — этот процесс называется самовосстановлением. В этом случае даже поврежденный кузов может не ржаветь 5−8 лет. Как правило, на машины, оцинкованные горячим способом, автопроизводители дают гарантию от сквозной гарантии 15 лет и больше.

Однако надо понимать, что даже самое лучшее цинкование не может защитить кузов от коррозии навечно. Если ЛКП целое, то всё хорошо, но если появился скол, царапина или другие последствия ДТП, то цинковое покрытие будет защищать металл от коррозии лишь до поры до времени.

Куда уходит цинк?

Скорость коррозии цинкового покрытия в условиях атмосферы составляет около 3 мкм в год. В сельской местности — там, где на дорогах нет агрессивной химии, соли и реагентов, — цинковый слой держится дольше, и разрушается примерно со скоростью 1−2 мкм в год. В больших городах и агрессивных средах, напротив, скорость коррозии выше — от 3 до 7 мкм в год.

Многие думают, что цинк не ржавеет, но это не так: коррозия съедает цинковое покрытие. Прелесть цинкового покрытия в том, что пока есть хоть немного цинка, металл ржаветь не будет. Говоря простым языком, цинк просто даёт вам время на подкраску и ремонт. Если у вас отслоилась краска, появился скол или царапина, она может не ржаветь несколько месяцев или даже лет. Но потом обязательно зацветет, так что с покраской всё-таки лучше не тянуть, потому что редко можно знать наверняка, как именно оцинкован кузов.

Доказать или опровергнуть наличие оцинковки можно только экспериментальным путем или с помощью дорогостоящих лабораторных исследований. Производители очень редко открывают эту информацию. Как правило, они ограничиваются общими фразами о том, что кузов оцинкован. А, как оцинкован, не говорят.

А ведь бывает односторонняя или двухсторонняя оцинковка. Иногда цинкуют только некоторые внешние панели кузова, а внутри цинка нет. Часто у бюджетников цинкуются только самые уязвимые места. Нередко при общей оцинковке крыша остается не оцинкованной.

Порой машины слишком активно шлифуют на производстве и цинковый слой стирается. Иногда цинка нет на сварных швах. Нюансов очень много. Производитель всегда пытается сэкономить, чтобы конечная цена на автомобиль была максимально привлекательной — это надо понимать.

Если речь идет о покупке подержанной машины, то уповать на оцинковку не стоит тем более. Если машина была в авариях, то часто сами же владельцы экономят и покупают дешевые запчасти из дешевого металла без всякой оцинковки.

Проблемный алюминий

Что касается алюминиевых машин, с ними всё ещё сложнее. Они не ржавеют привычным рыжим цветом. Они подвержены электрохимической коррозии. Она возникает в местах контакта разных металлов. Например, алюминия и стали.

Полностью алюминиевые автомобили — всё ещё редкость. Часто используются алюминиевые панели, а каркас стальной. Или алюминиевые только капот, крылья, крыша и так далее. Вот в этих местах кузов будет разрушаться и сыпаться в первую очередь. Без рыжего цвета — ведь коррозия алюминия похожа на металлическую перхоть.

Добавляйте «Свободную Прессу» в список ваших источников Google.News и Яндекс.Новости. Смотрите рейтинг наших статей в новостном агрегаторе MediaMetrics

Как разблокировать рычаг АКПП при неработающем двигателе

Разбираемся, как быстрее прогреть/охладить салон, и не дышать гарью от КамАЗов

Если ремонт или предстоящее ТО для вас финансовый стресс, купите машину побюджетнее

Как восстановить цинковое покрытие: советы и секреты.

Если вам необходимо восстановить цинковое покрытие, то скорее всего вы столкнулись с одной из проблем:

  1. Оцинкованное покрытие пострадало при транспортировке и местами откололось.
  2. Цинкование сделали некачественно – нужно новая защита.
  3. Оцинковка истерлась со временем и начала ржаветь.
  4. Края конструкций пострадали после сварки.

Решить все эти проблемы довольно легко! Во всех случаях вы можете покрыть поврежденный участок покрытия составом для холодного цинкования.

Мы расскажем, что для этого нужно и как лучше восстановить цинковое покрытие.

Качественно восстановить покрытие можно только краской с содержанием цинка

Особенность оцинкованных изделий заключается в том, что благодаря высокому содержанию цинка в плёнке, обеспечивается катодная защита. Это означает что цинк “жертвует” себя для защиты основного металла. Покрытие не будет коррозировать даже, если повреждено. На фото ниже пример поврежденного цинкового покрытия “Барьер-ЦИНК” после погружения на долгий срок в морскую воду.

Коррозия отсутствует даже в местах повреждений

Обычная краска или грунтовка не подходит для восстановления

Если закрашивать места повреждения обычной грунтовкой или краской 3 в 1, то вы просто спрячете металл от коррозии на короткий промежуток времени. Коррозия все равно появится через месяц, два, возможно и сразу, после того как пройдёт дождь. Даже если вы не видите коррозию, то под краской она будет появляться, поскольку краска не обладает катодной защитой, о которой мы говорили чуть ранее.

Также стоит понимать, что наличие цинка в краске не дает 100% гарантии от коррозии. Не все цинковые покрытия способны надолго защитить металл от коррозии. Внизу на фото пример некачественной краски с цинком:

Как мы видим покрытие отслаивается, на нем появляются пузыри. Это потому, что покрытие было сделано просто краской с цинком, а не составом для холодного цинкования.

В наших покрытиях такое невозможно.

Цвет оцинковки серый или серебристый?

Чтобы цвет восстановленного участка не отличался от ранее оцинкованного слоя, то наносят дополнительное покрытие с Алюминием. Нас часто спрашивают, а можно сразу нанести алюминиевый слой? Можно, но тогда катодной защиты не будет и вскоре коррозия начнёт проявляться.

Поэтому оптимально нанести:

40-80 мкм за 1-2 прохода)
Слой Алюминия (

  1. Для защиты и восстановления покрытия необходимо нанести состав с цинком
  2. Если требуется внешний вид схожий с горячим цинкованием, дополнительно нанесите состав с Алюминием.

Технология восстановления

Сама технология нанесения не сложная и на первый взгляд не отличается от нанесения обычной краски, но есть нюансы.

Важные моменты при использовании:

  • Чтобы защита была долговременной, и осуществлялся электрохимический контакт поверхность металла должна быть совершенно чистой. Ничего не должно мешать контакту между покрытием и металлом.
  • Для лучшей адгезии придайте шероховатость поверхности.
  • Перемешивайте состав каждый 15-20 минут, цинк тяжёлый и оседает.

Цифры о компании ЦИНКОР:

  • Более 120 тонн продукции отгружено за 2018 год
  • Наши постоянные клиенты – более 450 предприятий (от небольших кузниц до крупных заводов)
  • Более 500 частных клиентов купили наши покрытия в 2018 году

Что приобрести для восстановления покрытия

Холодное цинкование весьма удобная и многофункциональная методика. Повреждения и дефекты, которые возникли при монтаже или эксплуатации конструкции, можно быстро и качественно устранить за минимум времени и денег. Мы предлагаем вам составы, с помощью которых вы сможете восстановить защитное покрытие быстро, легко и экономично:

  • Барьер-Цинк – состав для восстановления покрытия 96% Цинка.
  • Краска ЦИНОЛ – 95% Цинка.
  • Спрей-цинк – удобное использование при небольших объемах или после сварки.
  • Барьер-Алюминий – состав с оттенком, как у горячего цинкования

Вам нужна консультация и помощь в выборе подходящего состава?

Звоните нам по телефонам: +7 (495) 540-44-38, 8 (800) 555-34-18
Оставить запрос можно письменно на e-mail: info@zincor-lkm.ru​

Для вас мы работаем по будням (без обеда) с 08:45 до 18:00 по Московскому времени.

Звоните прямо сейчас, мы гарантируем качество нашей продукции и доступные цены!

Ржавеет ли оцинковка?

Оцинковка, оно же – оцинкованное железо, т.е. железо, покрытое слоем цинка.

Пока цинковое покрытие цело, в реакцию вступает только цинк, сохраняя железную основу нетронутой, но как только цинковое покрытие повреждается, например, стирается или процарапывается, кислород воздуха и вода добираются до железной основы, цинк уже не может помешать и железо начинает ржаветь, иногда даже под цинковым покрытием, когда слой ржавчины оказывается зажат между слоями железа, покрытыми цинком. Но это происходит не глубоко, так как ржавчина имеет больший объем, чем железо, поверхность распирается изнутри и разрушается дальше, открывая доступ внешней среды уже к большей площади, что ускоряет ржавление основы.

С течением времени меняется многое. А кроме того, и качество оцинковки разное, и толщина покрытия листа отличается.

Покрытие не дает окисляться металлу, прикрывая его от внешних воздействий, влаги, воздуха.

Вот когда данное покрытие истирается, портится, тогда и начинает оцинковка ржаветь.

К сожалению, да. Понятно что всё зависит от условий, в которых применяется оцинкованное железо. Но по личным наблюдениям если оцинкованное железо находится под открытым небом и постоянно попадает под атмосферные осадки, то через несколько лет появляется ржавчина. Быть может качество изготовления такое такое, не знаю.

Оцинковка -это металл покрытый цирком. В следствии долгого использования цинк истерается,прогорает и соответственно металл начинает ржаветь. Есть нержавейка,которая ржавеет,могнитится (китайская).от коррозии ничего уберечь нельзя.

Читайте также:  Сталь 35 характеристики применение

Пока на ней сохраняется слой цинка не ржавеет. Как только по каким либо причинам цинк слезет, то природа берет своё и уже (можно сказать) бывшая оцинковка, в местах где цинка нет, начинает ржаветь. Чем качественнее и толще цинковое покрытие (лучше горячее цинкование) и чем более щадящие условия эксплуатации, тем дольше предмет останется целым.

Оцинковка есть сталь покрытая цинком – народная, всем известная и никем еще не опровергнутая истина. Истиной для всех является и то, что сталь подвержена ржавлению. А вот, что такому действу подвержен и цинк, мало кто знает. Не знание этого связано с тем, что сталь ржавеет всегда и везде, где есть чуть, чуть влажность. Цинк же ржавеет при наличии влажности и отсутствии движения воздуха в данном месте. Такое происходит при долгом хранении в пачке. Если кому то приходилось видеть на оцинковке белый налет – это есть цинковая ржавчина. У меня уже темень на улице, а то сделал бы фото цинковой ржавчины.

Цинк и железо образуют гальваническую пару, в которой активным элементом является цинк. То есть, пока не растворится цинковое покрытие, пока есть контакт железа с цинком, железо ржаветь (окисляться) не будет.

Ржавеет. А все происходит по той простой причине что как правило само оцинкованное железо приходит с завода в большом круглом рулоне, далее на местах конторы по изготовлению профнастила, сайдинга или гофролиста нарезают на листы и при помощи станков гнут нужное изделие. Как вы думаете при изломе и изгибе нарушается покрытие? Конечно же нарушается, ну и еще зависит от качества оцинковки.

Если вопрос стоит о машинах,то на автомобилях было три вида нанесения цинка на железо-горячий,гальв­ анический и холодный.Самый эффективный горячий метод.Такие авто ходят по 30 лет и нет сквозной корозии. Также стоит учесть то ,что была ли машина бита или нет.На битой машине слой оцинковки сдирается и защита падает в разы.

Оцинкованное железо ржавеет только в том случае если оно плохо покрыто цинком или цинковое покрытие повреждено механическим способом.

Например у меня есть оцинкованное ведро еще с советских времен и оно не ржавеет уже много лет, а вот недавно примерно пару лет назад купил схожее ведро якобы российского производителя ( больше похоже на китайское) и это ведро уже по краям активно ржавеет и без механических повреждений.

Оцинковка кузова своими руками: тестируем советский гаджет

Цинковое покрытие кузова всегда было для советских, а потом и российских автолюбителей натуральным фетишем и предметом культа. Машины с целиком или хотя бы частично оцинкованными кузовами ценились радикально выше своих «просто крашеных» собратьев, а те, кому не повезло, пытались наносить цинк на автомобильное железо самостоятельно… Сегодня мы попытаемся повторить этот “подвиг”.

Коррозия была вечным бичом автомобилей советской эпохи и первых десятилетий российского периода. Известный бородатый анекдот гласил: если заехать на Жигулях в глухой-глухой лес, выключить двигатель и замереть в тишине, то можно услышать, как машина гниёт. Посему такое восхищение вызывали у советских граждан первые иномарки, у которых сочетались оцинковка кузовных деталей, меньшая склонность железа к ржавлению самого по себе, а также более высокое качество грунтования, окраски и окрасочных материалов. Лучше всего, наверное, любовь и уважение к цинку демонстрировала история с автомобилем Иж-2126 «Ода», который в 90-е рекламировал на всю страну незабвенный Леонид Якубович. Именно многократно повторяемая по телевизору и в журналах волшебная мантра «оцинкованный кузов» позволила получить какую-никакую популярность и распространение этому, честно говоря, морально устаревшему ещё до постановки на конвейер автомобильчику… Впрочем, реклама, как обычно, обманула…

Когда же реклама честна и цинк – на кузове, а не на бумаге, наиболее эффективным методом покрытия в автопроме является «горячий» метод – протравленные в кислоте кузовные детали погружаются в ванну с расплавом цинка. Способ, по сути, аналогичен лужению, когда с помощью паяльника, припоя и кислоты стальные детали покрываются слоем оловянно-свинцового сплава. Несколько менее эффективен электролиз, при котором цинк на стали осаждается «на холодную» из цинкосодержащего электролита. Ну и самый ерундовый вариант, в котором больше от маркетинга, нежели от реального цинкования, – использование цинкосодержащих грунтов под слой краски. Лучше, чем ничего, но только в условиях, когда краска повреждена, но не до металла.

Покрытие стали тонким слоем цинка обеспечивает самую эффективную защиту от коррозии. Цинковый слой в процессе электрохимической реакции утрачивает свои электроны и медленно истончается, не позволяя ржавчине образовываться на стали. Впрочем, этот процесс до поры до времени пребывает в «спящем» состоянии и запускается только после того, как в результате механических повреждений металл обнажается из-под краски и начинает контактировать с влагой и воздухом. На фото видно, как под отслоившейся в результате контакта с бампером краской на переднем крыле цинк серым слоем надёжно защищает сталь, не давая возникать ржавчине.

…и наоборот, повреждения, под которыми оцинковки нет, выглядят куда более устрашающе, раздражают в процессе эксплуатации автомобиля и затрудняют последующую продажу.

Поскольку отечественные автозаводы цинкованием не заморачивались, мечтой многих советских автовладельцев в эпоху тотального дефицита на всё и вся были различные устройства и составы для цинкования металла «на коленке». Одним из таких являлся «Портативный цинкователь ПМЦ-1».

Согласно инструкции, прибор предназначался для электролизного покрытия цинком «небольших участков кузова автомобиля в местах повреждения лакокрасочного покрытия»:

Сие курьёзное поделие кооператива «Декор» при московском заводе «Пищемаш» было выпущено в 1980 году, стоило 10 рублей (весьма недёшево!), и представляло собой натуральную кустарную самоделку. Цинкователь был сделан из… цангового полуавтоматического карандаша!

В комплекте с прибором шёл криминального вида полиэтиленовый пакетик с белым порошком – в нём содержался хлористый цинк. Его нужно было развести в 50 граммах воды, после чего окунуть в раствор поролоновый наконечник, пропитав его жидкостью, и начать натирать им деталь, подключив предварительно источник питания 12 вольт. Светодиод в торце карандаша светился, если сила прижима (а соответственно, и сила тока, обеспечивающего электролиз) была достаточной. При 7-минутной обработке зоны, равной по диаметру поролоновой губке, производитель обещал покрытие толщиной 10 мкм. При этом конструкция и схема цинкователя ПМЦ-1 представляла собой торжество примитивизма:

Разумеется, мы не могли не провести «ретротест» старинного устройства! Зачистив до блеска отрезок профильной трубы 20 х 40, близкой по своей склонности мгновенно ржаветь к кузовам Москвичей и Жигулей, оцинковали одну половину, а вторую оставили без защиты, после чего отправили железяку в соляной раствор. Простейшая конструкция оказалась вполне работоспособной – хотя из-за слабого тока цинковое покрытие создаётся очень медленно и, предположительно, даже более тонкое и хилое, нежели обещано инструкцией. Впрочем, надо думать, советские автолюбители были счастливы и такому гаджету…

Белая ржавчина на цинковом покрытии и методы борьбы с ней

На рис. 11.54 дан внешний вид изделий, пораженных белой ржавчиной в различных стадиях ее развития. Она представляет из себя рыхлый белый налет на поверхности изделия, являющийся оксидом цинка. После механического удаления этого белого налета остаются видимые следы разрушения поверхности, заключающиеся в появлении более темных пятен на поверхности, а также (в случае очень сильных повреждений) визуально видимые углубления. На самом деле уменьшение толщины покрытия в таких поврежденных местах относительно невелики (порядка нескольких мкм), но и это вызывает серьезные опасения будущих потребителей продукции.

Поэтому очень часто (чаще, чем хотелось бы) от потребителей определенных типов оцинкованной продукции (не будем скрывать, что почти 100% это барьерные ограждения) высказываются претензии, вплоть до финансовых, по поводу появления белого налета на поверхности изделий.

Рис. 11.54. Виды проявления белой ржавчины на хранящихся изделиях – от незначительного (левый и средний рисунки) до глубокого поражения (правый рисунок).

Белая ржавчина является продуктом взаимодействия свежеполученного цинкового покрытия с кислородом воздуха. Причины и условия образования белой ржавчины сейчас хорошо изучены, предложены методы как профилактики, так и борьбы с ней, в том числе радикальные, хотя и дорогостоящие.

Как мы уже говорили ранее, цинк является очень активным металлом, и он активно взаимодействует с кислородом воздуха. Однако возникающая на поверхности цинка защитная пленка из основного карбоната цинка, будучи почти непроницаемой для кислорода и влаги, резко ограничивает дальнейший процесс взаимодействия цинка с кислородом.

На поверхности цинка в условиях внешней среды (то есть в присутствии кислорода, углекислого газа и воды) происходят следующие химические реакции:

2Zn + O2 → 2ZnO

Zn(OH)2 → ZnO + H2O

В условиях относительно сухой среды (то есть при влажности воздуха 60-70%) происходят, в основном, четвертая и пятая реакции, но эти реакции идут достаточно медленно, и, скажем, за неделю достаточно плотным слоем покрывается не более половины оцинкованной поверхности, а вся поверхность оказывается достаточно эффективно защищенной через месяц – три месяца хранения (или службы) на открытом воздухе в условиях минимального периодического увлажнения изделия.

Читайте также:  Кислородно конвертерный способ производства стали

Иное происходит, если только что оцинкованное изделие с еще влажной поверхностью упаковывается в пачки и далее хранится на открытом воздухе в условиях, когда вероятность образования конденсированной (дождевой) влаги велика, а условия ее быстрого испарения или удаления недостаточны (рис. 11.55). В этих условиях преобладают реакции 1-3. В результате получаются гидроксид и оксид цинка – вещества в виде белого порошка, обладающие низкой адгезионной способностью к поверхности, легко пропускающие кислород к цинку и допускающие его последующее окисление. Кроме того, гидроксид цинка легко смывается с поверхности дождем.

Рис. 11.55. Общепринятый (неправильный) способ хранения оцинкованных дорожных ограждений.

Опасность при образовании белой ржавчины представляют участки соприкасающихся между собой поверхностей. На рис. 11.56 показаны поверхности уголкового оцинкованного проката, соприкасавшиеся друг с другом в условиях неправильного хранения. В этих местах задерживается дождевая влага (или конденсируется влага из воздуха при нахождении изделий на воздухе при температуре ниже точки росы), а испаряется она в последнюю очередь. В эти области затруднен подвод углекислого газа, способствующего образованию плотной оксидно-карбонатной пленки, что и приводит к серьезному развитию процессов образования белой ржавчины.

На рисунке 11.57 представлены результаты экспериментов, наглядно показывающих различие в скорости коррозии на свежеоцинкованной поверхности и на цинковой поверхности, которая закрыта плотной карбонатно-оксидной пленкой. Опыты проводились в реальной атмосфере конкретного города (г. Миддльтаун, штат Огайо). Кривые представлены в координатах величина потерь массы образца – время выдержки. Верхняя кривая представляет условия, когда только что оцинкованный образец был выставлен для экспозиции в период дождей, нижняя – когда начало экспозиции образца началось в условиях относительно сухой погоды (то есть при отсутствии дождей в течение нескольких недель). Видно, что результаты эксперимента полностью идентичны друг другу за исключением начального периода экспозиции, когда защитная пленка в условиях дождливой погоды еще только формировалась.

Рис. 11.56. Характер развития белой ржавчины на уголковом оцинкованном железе в местах соприкосновения изделий друг с другом при неправильном хранении.

Опыты показывают, что оксидно-карбонатная пленка заканчивает свое формирование примерно за 100 дней (чуть более трех месяцев) в сухом воздухе, 14 дней при относительной влажности 33% и от одного до шести дней при влажности 75%. При этом в результате многочисленных реакций, о которых говорилось выше, поверхность становится более грубой и приобретает более темный оттенок.

Рис. 11.57. Потеря массы свежеоцинкованных образцов как функция времени для различных условий экспонирования: в сырую погоду (верхняя кривая) и в относительно сухую погоду (нижняя кривая).

Причина постепенного уменьшения толщины цинкового покрытия – это, как ни странно, нахождение покрытия во влажном состоянии, и чем эта величина больше, тем скорость уменьшения толщины покрытия больше. Дело в том, что и дождь, и конденсат из воздуха по утрам (роса) – это вода, содержащая очень малое количество стабилизирующих солей (солей жесткости), но растворившая из воздуха некоторое количество сернистого газа, который попадает в воздух в результате промышленной деятельности человека (сжигание угля, выхлопные газы автомобилей и т.п.). Именно образующиеся на поверхности изделия кислоты служат основной причиной постепенного растворения цинкового покрытия, и скорость исчезновения покрытия поэтому пропорциональна доле времени, когда поверхность изделия находится во влажном состоянии. Согласно реакции 6 на поверхности изделия в результате взаимодействия SO2 с оксидно-карбонатной пленкой образуются растворимые соли, которые затем уносятся с поверхности стекающей влагой.

Обнаружено, что именно периодичность смачивания и высушивания оказывает главное влияние на скорость исчезновения покрытия. В то же время наличие влаги на поверхности способствует восстановлению оксидно- карбонатного слоя на поверхности покрытия.

Скорость коррозии возрастает с повышением температуры и влажности, что естественно с точки зрения информации, представленной выше, и это наглядно иллюстрируют следующие два рисунка (11.58 и 11.59).

Иногда при очень сильно развитой белой коррозии после удаления белого порошка (механически или дождем) обнаруживаются следы этой коррозии в виде черных пятен различного размера. Исследования показали, что это результат существующей технологии, а именно, в состав цинкового покрытия входит свинец в количестве 0,6-1,4%. Этот свинец в результате коррозии взаимодействует с цинком, в результате чего на поверхности выседает мелкодисперсный металлический свинец. Но, как уже говорилось ранее, через три месяца максимум все изменения в цвете исчезают – покрытие становится темносерым и ровным по поверхности. Изменения же толщины покрытия за счет белой ржавчины незначительны и не превышают нескольких микронов. Поскольку толщина покрытия на изделиях превышает минимально допустимую раза в полтора, такое уменьшение не влияет на работоспособность изделия. При минимальном поражении изделия белой ржавчиной после удаления последней механическими или химическими способами это изделие может успешно служить практически с тем же самым временем жизни (рис. 11.60).

Несколько хуже обстоит дело с белой ржавчиной на листах, полученных методом непрерывного цинкования. По технологиям непрерывного цинкования в расплав добавляется значительно большее количество алюминия, и при цинковании листа алюминий откладывается на поверхности. Потемнение листа вследствие образования карбонатно-гидроксидной пленки протекает значительно медленнее, и последствия «белой ржавчины» проявляются на листах значительно большее время (рис. 11.61).

Особенно развитию белой ржавчины способствует наличие в атмосфере аэрозолей, содержащих хлориды. На рис. 11.62 показано влияние этого воздействия на крышу объекта, расположенного в двух километрах от морского побережья.

Рис. 11.58. Зависимость скорости коррозии (в виде доли поверхности, пораженной белой ржавчиной) от температуры.

Рис. 11.59. Зависимость скорости коррозии (в виде доли поверхности, пораженной белой ржавчиной) от влажности при 25°С и 38°С.

Рис. 11.60. Изделие, пораженное белой ржавчиной, успешно используется по своему прямому назначению.

Рис. 11.61. Наличие серьезной белой ржавчины на стенках хранилища, изготовленных из оцинкованного листа.

Для борьбы с белой ржавчиной предложен ряд радикальных мер. Самый эффективный способ – это использование хроматных растворов в составе ванны охлаждения. Предложено множество рецептов состава этих растворов, которые позволяют получать не только эффективную защиту от белой коррозии, но и в определенных пределах изменять цвет покрытия (светлое, голубое и радужное пассивирование). При этом на поверхности изделий создается прочная, не пропускающая кислорода, не растворимая в воде хроматная пленка. Изделия, обработанные таким образом, можно сразу же после изготовления перевозить открытым способом даже в условиях такой агрессивной среды, как морская поверхность.

Рис. 11.62. Характер развития белой ржавчины на крыше объекта, расположенного в 2 км от морского побережья через два года после строительства.

Однако у метода имеется лишь один, но существенный недостаток – шестивалентный хром является сильнейшим ядом для живых организмов. Его ПДК является одним из самых низких из применяемых в промышленности металлов. Хром, как, впрочем, и еще один элемент, кадмий, не входит в состав биологических циклов человека, поэтому, накапливаясь в организме, он постепенно отравляет его. Поэтому в настоящее время в Европе принято решение о постепенном выведении указанных элементов из технологической практики, сначала из процессов, где происходит непосредственный контакт человека с растворами, содержащими указанные элементы, затем из тех процессов, где контакт человека с продукцией, содержащей данные вещества, минимален.

Очевидно, что ванна охлаждения изделий – это то место, где контакт человека с хроматами максимален. В результате окунания горячего изделия в ванну поднимается в воздух большое количество паров и аэрозолей. Поэтому хроматный способ защиты оцинкованных изделий сейчас находится под запретом.

В настоящее время разработаны и продолжают разрабатываться «бесхроматные» способы защиты изделий от белой коррозии. В России это, прежде всего, разработки ИФХ РАН. По эффективности некоторые из них приближаются к эффективности хроматной обработки, но цена еще достаточно высока, поэтому они применяются или могут применяться только там, где это технологически необходимо.

Очевидно, однако, что если хранить изделия правильно, можно добиться хороших результатов и не прибегая к вышеупомянутым способам защиты. В случае, когда невозможно установить полученные дорожные оцинкованные изделия непосредственно на местах, где дождевая или конденсационная влага быстро удаляются с поверхности, связки балок дорожного ограждения необходимо хранить под углом, как это показано на рис. 11.63, места хранения необходимо размещать так, чтобы на изделия не попадали дождевая влага, а сами изделия легко обдувались потоками воздуха. Тогда процесс образования оксидно-карбонатной пленки произойдет в требуемые сроки без заметных нарушений качества покрытия.

Рис. 11.63. Рекомендуемые способы хранения только что оцинкованных изделий.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector