Газотермическое напыление - металлизация. Газотермическое напыление цинка

Газотермическое цинкование

Газотермическое цинкование – это процесс обработки металлических изделий распылением горячего диспергированного цинка в виде порошка или проволоки. Напыление цинка осуществляется в один или несколько слоев. Полученное покрытие эффективно защищает металлоизделия от коррозионного разрушения.

Метод газотермического напыления часто используют для антикоррозийной обработки металлических изделий крупных размеров, которые не помещаются в ванны горячего или гальванического цинкования.

Преимущества газотермического нанесения цинковых покрытий:

Возможность обработки металлоизделий любых размеров;
Газотермическое напыление покрытий может осуществляться непосредственно на строительной площадке
Относительно невысокая температура нагрева поверхности (не более 150 °С)
Простота обеспечения техники безопасности проведения работ

Недостатки газотермического напыления цинка:

Более высокая стоимость по сравнению с другими методами оцинкования
Неравномерность толщины газотермического покрытия на обрабатываемой поверхности
Сложно контролировать выполнение процедуры и получить соответствующее нормативным требованиям покрытие
Требуются дополнительные меры для предупреждения деформации металлоизделий
Подлежащие обработке изделия не должны содержать узких зазоров, глубоких отверстий и других недоступных для напыления мест

Также стоит отметить, что в сформированное в результате газотермического напыления цинка покрытие является пористым и нуждается в дополнительной обработке лакокрасочным материалом. Защитные способности подобных комплексных покрытий в разных эксплуатационных условиях возрастают до 30 и более лет при условии обновления лакокрасочного покрытия не реже одного раза в 5-7 лет.

bpm-t.com

Газотермическое (газопламенное) напыление - металлизация, метод защиты от коррозии

Напыление (металлизация) является перспективным методом защиты изделий от коррозии. Согласно этому методу, обезжиренную поверхность (ее обезжиривают либо пескоструйной обработкой, либо органическими растворителями), с которой удалена окалина дробеструйной, дробеметной или пескоструйной обработкой, обрабатывают одним из следующих методов.

Рис. 2.5. Влияние температуры на скорость коррозии цинка в дистиллированной воде.

Газотермическое (газопламенное) напыление. Пламя специально сконструированной газовой горелки направляют на обрабатываемую поверхность. В точку наибольшей температуры пламени подают с определенной скоростью цинковую проволоку (реже цинковый порошок). Горелку располагают на расстоянии 100-200 мм от поверхности, направляя пламя практически перпендикулярно поверхности. Расплавленные капельки цинка ударяются о поверхность и застывают на ней.

Таблица 2.11. Уровень дополнительной коррозионной активности цинкового покрытия в различных средах при контактах с различными материалами.

Цинк в контакте с металлом	Окружающая среда
	Воздушная			Погружение
	Сельская	Промышленная	Морская	Пресная вода	Морская вода
Алюминий и его сплавы	0	0-1	0-1	1	1-2
Алюминиевые и кремнистые бронзы	0-1	1	1-2	1-2	2-3
Марганцовистые бронзы	0-1	1	0-2	1-2	2-3
кадмий	0	0	0	0	0
чугуны	0-1	1	1-2	1-2	2-3
Аустенитные чугуны	0-1	1	1-2	1-2	1-3
Хром	0-1	1-2	1-2	1-2	2-3
Медь	0-1	1-2	1-2	1-2	2-3
Фосфористые и оловянные бронзы	0-1	1	1-2	1-2	2-3
Свинец	0	0-2	0-2	0-3	(2-3)
Магний и магниевые сплавы	0	0	0	0	0
Никель	0-1	1	1-2	1-2	1-2
Медно-никелевые сплавы	0-1	1	1-2	1-2	2-3
Хромо-никелевые стали	(0-1)	(1)	(1-2)	(1-2)	(1-3)
Жесткие припои	0-1	1	1-2	1-2	2-3
Мягкие припои	0	0	0	0	0
Хромистые нержавеющие стали	0-1	0-1	0-1	0-2	1-2
Высоко- и низкоуглеродистые стали	0-1	1	1-2	1-2	1-2
Олово	0	0-1	1	1	1-2
Титан и титановые сплавы	(0-1)	(1)	(1-2)	(0-2)	(1-3)
Примечания: 0 – Цинк и оцинкованная сталь либо не подвергается дополнительной коррозии, либо очень слабой дополнительной коррозии, допустимой при обслуживании; 1 – цинк и оцинкованная сталь будет подвергаться слабой или умеренной дополнительной коррозии, которая может быть терпимой при некоторых обстоятельствах; 2 – цинк и оцинкованная сталь может подвергаться серьезной дополнительной коррозии и обычно требуются дополнительные меры защиты; 3 – цинк и оцинкованная сталь может подвергаться серьезной дополнительной коррозии, и такого контакта между материалами необходимо избегать; ( ) – оценки коррозионного поведения в скобках основаны на очень ограниченном экспериментальном материале и поэтому менее надежны, чем в других случаях. Примечание: Символ «0» означает, что при наличии контакта между указанными металлами никакой дополнительной защиты не требуется Источник информации: British Standard Institution.

Технология напыления

Важным вопросом технологии напыления является скорость подачи напыляемого материала. При недостаточной скорости образуются слишком мелкие расплавленные частицы цинка, которые быстро охлаждаются во время полета к покрываемой детали, что приводит к снижению прочности сцепления покрытия и коэффициента полезного использования напыляемого материала. К таким же результатам приводит и слишком большое (свыше 200 мм) расстояние от напыляемого изделия до горелки - покрытие получается рыхлым и непрочным.

При превышении скорости подачи увеличивается зона расплавления проволоки, размер частиц и степень их окисления, что снижает защитные свойства покрытия. Для улучшения сцепления цинкового покрытия наиболее эффективным методом является подогрев детали (оптимально до 150-170°С).

На качество металлизационного цинкового покрытия оказывает влияние состав газа в пламени горелки. При избытке кислорода происходит повышенное окисление расплавленных частиц цинка, а покрытие приобретает повышенную твердость и хрупкость. При избытке горючего газа в пламени образуются более пористые покрытия.

При таком цинковании стальных изделий для уменьшения пористости покрытия обычно наносят несколько слоев цинка (по 30-50 мкм в каждом слое).

Вместо газовой горелки можно применять распыление и расплавление цинка за счет электрической дуги.

Цинковые покрытия, нанесенные таким способом, являются очень пористыми, поэтому под слоем цинка протекают процессы окисления металла-основы. Характер покрытия хорошо виден на рис.2.6. Эти процессы идут очень медленно (как-никак, катодная защита), но образуются продукты коррозии железа коричневого цвета, и изделия приобретают очень неряшливый вид.

Для уменьшения пористости покрытия разработаны и все более широко применяются методы обработки поверхности путем разгона порошков струей сжатого воздуха через сопла Лаваля до сверхзвуковых скоростей. Частица, разогнанная до сверхзвуковой скорости, при ударе о поверхность мгновенно останавливается, ее кинетическая энергия превращается в тепловую, она расплавляется и прилипает к поверхности. В этом случае пористость покрытия и степень окисления порошка уменьшается в несколько раз.

Рис. 2.6. Увеличенная фотография среза цинкового покрытия, полученного методом газопламенного напыления.

Недостатком метода порошкового напыления, кроме высокой пористости покрытия, является невозможность получения качественного (одинакового по толщине) покрытия на большинстве деталей. Узкие щели, тупиковые полости, наконец, внутренняя поверхность - все это участки, которые невозможно покрыть качественно. Разработаны и существуют специальные установки для напыления внутренней поверхности однотипных предметов (например, буровых труб), но все это не решает проблемы.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи: comments powered by HyperComments

ecm-zink.ru

Горячее цинкование или газотермическое напыление

Анодные металлические покрытия принято считать наиболее эффективным способом защиты металла, в том числе несущих конструкций, от коррозии в морской и пресной воде, в загрязненной атмосфере, в промышленных водах. В данной статье рассмотрено сравнение наиболее распространенных процессов создания анодных покрытий — горячего цинкования и металлизации напылением. При этом термин «газотермическое напыление» объединяет процессы нанесения покрытий газопламенным напылением, электродуговой металлизацией и плазменным напылением.

Краткое описание процессов.

Горячее цинкование по сути является процессом пайки. Стальную деталь очищают (механически и химически), включая погружение в растворы щелочей и кислот с промыванием водой после каждой фазы. Затем, деталь погружают в ванну расплавленного цинка, температура в которой поддерживается на уровне 450 °С. Расплавленный цинк реагирует со сталью и образуется поверхностный слой, состоящий из сплавов цинка и железа.

Подготовка поверхности детали для газотермического напыления: подложку очищают от механических загрязнений и проводят активацию поверхности (абразиво-струйная обработка). Газотермическое напыление - это процесс нагрева, диспергирования и переноса активированных частиц распыляемого материала газовым потоком и формирования на подложке компактного слоя.

Химический состав поверхностного слоя.

После горячего цинкования поверхностный слой представляет собой Zn / Fe-матрицы и содержит значительное количество железа. Содержание цинка в поверхностном слое составляет всего 40%. Кроме того, в ванне расплавленного цинка часто присутствуют различные примеси, в том числе из материалов, которые погружаются в него.

В случае газотермического напыления могут быть получены покрытия из чистого алюминия ( > 99 %), цинка ( > 99, 9 %) или цинк-алюминиевых сплавов благодаря тому, что не происходит химического взаимодействия между материалом детали и покрытием. Алюминий и Zn Al покрытия защищают сталь лучше, чем чистый цинк в морской и промышленной среде. Покрытия на основе алюминия и 85/15 цинк алюминиевых сплавов с цинком невозможно получить методом горячего цинкования.

Температура детали в процессе получения покрытия.

Как было сказано выше, процесс горячего цинкования подразумевает погружение детали в ванну расплавленного цинка. Температура детали в процессе получения покрытия составляет порядка 450°С.

При металлизации, поверхность детали предварительно не нагревается и при напылении не поднимается выше 180°С. Поскольку металлизация является "холодным способом", практически отсутствует риск повреждения сварных швов или поводки детали из-за высокой температуры или перегрева.

Экологическая безопасность процесса.

Кислоты, пары и другие побочные продукты процесса цинкования считаются экологически вредными. Из-за экологических проблем, новые гальванические линии больше не разрешены во многих штатах Америки. Линии, которые в данный момент эксплуатируются, должны быть обновлены на современные, в соответствии с экологическими правилами в установленные сроки, как это диктуется местными, государственными и федеральными органами для опасных отходов и выбросов.

Металлическая пыль, которая образуется при напылении, собирается специальными сборниками пыли, которые удаляют до 99, 99% пыли, вплоть до 0, 12 мкм, отходы могут быть переработаны.

Подготовка поверхности.

Для процесса гальванизации требуется специальная подготовка поверхности (кислотное травление, фосфатирование и т. д.), в то время как для нанесения покрытия газотермическим способом достаточно абразиво-струйной обработки.

Ограничение на размеры деталей.

Максимальный размер детали для горячего цинкования ограничивается размерами ванн для подготовки поверхности и, собственно, цинкования. Использование больших ванн предусматривает большие энергозатраты (поддержание температуры выше 450 °С для того, чтобы цинк не кристаллизовался в ванне), большое количество экологически-небезопасных отходов и особые требования к помещению и технике безопасности.

Максимальный размер детали для нанесения газотермических покрытий практически не ограничен — покрытия могут быть нанесены в «полевых» условиях.

Сварка

Сварка оцинкованных деталей существенно затруднена. Температура плавления цинка ниже температуры плавления металла, цинк плавится первым, окисляется и негативно влияет на качество сварного шва.

Благодаря мобильности оборудования напыление может производиться на месте монтажа оборудования, что означает возможность напыления изделий после сварки. Покрытие защищает не только несущие элементы, но и сварной шов.

Мобильность и стоимость установок.

Получение покрытий методом горячего цинкования возможно только в цеховых условиях.

Установки для получения газотермических покрытий мобильны и легко могут быть использованы в «полевых» условиях. Дополнительным преимуществом данного оборудования является его низкая стоимость - меньше чем $ 12, 000 за полный комплект.

Защитные свойства покрытий.

Испытания проводили независимые лаборатории. Образцы с покрытиями, полученными методами горячего цинкования и газотермического напыления были помещены в камеру 5 % соляного тумана при 35 °С в соответствии с ASTM B 117. После 120 часов на образце после горячего цинкования появляются следы коррозии, а на образце с газотермическим покрытием следов коррозии обнаружено не было. Тестирование на напыленном образце было продолжено на дополнительные 72 часа (в общей сложности продолжительсть испытаний составила 192 часа) - на образце по-прежнему не наблюдалось следов коррозии, испытания были остановлены.

Параметр	Горячее цинкование	Газотермическое напыление
Возможные составы покрытий	Цинк	Цинк, Алюминий, Цинк-Алюминиевые сплавы
Химический состав поверхностного слоя	Содержание цинка - до 40 %. Остальное — материал детали (железо) и примеси	Чистый цинк, алюминий и их сплавы (до 99, 9 %)
Подготовка поверхности детали	Механическая и химическая (погружение в щелочные и кислотные горячие ванны с промывкой водой)	Очистка от загрязнений и абразивно-струйная обработка
Температура детали в процессе нанесения покрытия	Около 450 °С	Не выше 180 °С
Габариты детали	Ограничиваются размерами ванн	Практически не ограничены
Условия нанесения и стоимость установок	Только цеховые условия. Дорогостоящее, громоздкое оборудование.	Как цеховые, так и полевые условия. Мобильные установки стоимостью до $ 12, 000.
Защитные свойства покрытий	Низкие, из-за высокого содержания железа в поверхностном слое	Высокие
Экологическая безопасность	Большое количество токсичных отходов	Утилизируемая металлическая пыль

www.plackart.com

Сравнительный анализ методов цинкования | ТЕРМИТ СПб

Нанесение цинковых покрытий на стальные и чугунные металлоизделия — давний, традиционный способ защиты их от коррозии.

Наибольшее распространение в практике защиты от коррозии нашли:

гальваническое цинкование,
«горячее» цинкование из расплава цинка,
газо-термическое цинкование напылением,
«холодное» цинкование путем окраски металлоизделий цинконаполненными лакокрасочными материалами,
термодиффузионное цинкование.

Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование осуществляется за счет анодного растворения цинковых электродов, в результате пропускания через электролит электрического тока с катодной плотностью от 1 до 5 А/дм2 и последующего осаждения растворенного цинка на заземленное покрываемое изделие.

При этом методе цинкования получают точного размера равномерные, блестящие, декоративного вида покрытия. Толщина гальванических покрытий обычно не превышает 20-30 мкм.

Недостатки: слабая адгезия и пористость цинковых гальванических покрытий приводят к их малой долговечности, которая не превышает 2-3 лет.

Использование электролитов, содержащих кислоты, цианидов и других, химически активных соединений, заставляют применять методы нейтрализации и глубокой очистки отходов экологически опасного гальванического производства, строить дорогостоящие очистные сооружения, что, в конечно счете, нивелирует положительные качества этого высокопроизводительного технологически процесса.

Так же стоит отметить, что гальванические цинковые покрытия на крепежных изделия имеютзначительно меньший срок службы, в виду стирания покрытия при свинчивании резьбового соединения.

Горячецинковые покрытия

Горячецинковые покрытия по праву занимают второе место в объеме цинковальных производств, а по качеству и долговечности этому виду покрытия в настоящее время принадлежит пальма первенстве.

Недостатки: Данный метод имеет ряд ограничений к его применению на изделиях, имеющих скрытые полости, «карманы», замкнутые полости и элементы резьбы. Для обеспечения свободного входа и выхода расплава цинка, а также подготовительных растворов для обезжиривания, травления, флюсования и промывки, приходиться предусматривать на металлоизделиях технологические отверстия, что ведет к усложнению технологии изготовления изделий и их удорожанию.

Горячее цинкование по технологическим причинам образует так называемые наплывы, заливающие резьбовые соединения, что предопределяет необходимость последующей их механической калибровки, сводящей на нет их защитные свойства. Также имеется ограничение к марке стали, подлежащей горячему цинкованию, т.е. принимаются металлоконструкции, изготовленные только из стали, содержащей углерод не более 0,24%.

Газотермическое напыление цинка

Газотермическое напыление цинка наиболее подходит для защиты от коррозии крупногабаритных металлоконструкций, которые невозможно поместить в ванну с расплавом цинка или гальваническую ванну. Покрытия формируются путем газопламенного распыления порошка цинка или цинковой проволоки, а также путем электродуговой металлизации. Газотермические покрытия в силу своей природы являются пористыми.

Для снижения скорости их электрохимического растворения они пропитываются порозаполнителями в виде лакокрасочных покрытий. Такие комбинированные покрытия могут обладать долговременной защитной способностью, достигающей 30 и более лет. Однако, они весьма чувствительны к механическим воздействиям и требуют восстановления свойств лакокрасочных покрытий через каждые 5-7 дет.

Нанесение газотермического покрытия может производиться как на месте монтажа, так и в производственных условиях.

Холодное цинкование

В последние годы широкое распространение получил метод, так называемого «холодного» цинкования путем окраски металлоизделий цинконаполненными красками. Метод подкупает своей простой, а фанфары рекламы превозносят его как панацею от всех коррозионных бед. Следует отметить высокие технологические показатели этого метода.

Недостатки: В тоже время цинконаполненные покрытия в еще большей степени, чем газо-термические, чувствительны к механическим воздействиям. Восстановление их не всегда возможно в силу условий эксплуатации (например, мостовых конструкций), финансовыми ограничениями и т.п. Поэтому долговечность противокоррозионной защиты «холодным» методом в реальной практике не велика и исчисляется 5-6 годами эксплуатации.

Термодиффузионное цинкование

Отмеченные выше негативные стороны других способов цинкования заставили научно-техническую общественность обратить более пристальное внимание на ТЕРМОДИФФУЗИОННОЕ ЦИНКОВАНИЕ.

К достоинствам этого метода можно отнести следующее:

Детали цинкуются в герметически закрытых ретортах, поэтому процесс диффузионного цинкования экологически безопасен и не требует создания очистных сооружений;
Получаемое покрытие не имеет пор и за счет диффузионного слоя имеет прочную адгезионную связь с подложкой;
Толщина покрытия может быть любой;
Диффузионный цинк покрывает детали равномерным слоем без наплывов, точно повторяет профиль цинкуемой поверхности, включая глухие отверстия, элементы сложной конфигурации, щели, полости, резьбу;
Метод позволяет в отличие от других, цинковать длинномерные трубы с обеих сторон, а при необходимости, цинковать только внутреннюю или только наружную поверхность труб, в зависимости от расположения порошковых цинкосодержащих смесей – снаружи или внутри.
Покрытие имеет высокую твердость (в 3-4 раза выше, чем у горячего цинкового покрытия) и обладает высоким сопротивлением абразивному износу, что позволяет использовать периодически разбираемые трубные соединения в нефтегазовой отрасли до 10-15 лет без замены;
При сварке металлоизделий с термодиффузионным покрытием цинковое покрытие повреждается только в «ванночке сварного шва, при этом в околошовной зоне сохраняется слой покрытия, который протекторно защищает сварной шов;
Отходы от производства не требуют захоронения и могут быть использованы в качестве наполнителей строительных бетонных смесей;
Диффузионное цинковое покрытие сертификатом Госсанэпидемнадзора № 78.1.3.315.II.17512.9.99 от 06.09.99г. допущено к контакту с водой питьевого и бытового водоснабжения. Покрытие соответствует требованиям ГОСТ 28426-90, ГОСТ Р51163-98, СНИП 2.03.11-85 изд.2002г., Инструкции № К-106 от 30.12.2003г. Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД», а также требованиям зарубежных стандартов АST MB 633, AST MB 695;
Нет ограничения по химическому составу общераспространенных машиностроительных сталей и чугунов.

Среди недостатков метода следует отметить:

отсутствие декоративных свойств у диффузионного цинкования (глухие тона, отсутствие блеска)а также, при малых толщинах покрытия (до 30 мкм), появление бурого налета, обусловленного выходом из покрытия ионов железа.

Данные недостатки могут устраняться нанесением декоративно-защитных слоев лакокрасочных покрытий.

termit-spb.ru

Цинковая металлизация напылением — Цинковый портал

Цинковая металлизация напылением производится за счет нанесения расплавленного материала на обрабатываемую поверхность при помощи специального оборудования. Процесс цинковой металлизации напылением основан на технологии газотермического распыления. Защитный поверхностный слой формируется из дискретных частиц (чешуек), находящихся в расплавленном или пластичном состоянии.

Цинковая металлизация напылением. Технология нанесения покрытия

Газотермическое распыление включает в себя несколько последовательных технологических операций:

1) нагрев или расплавление каким-либо источником теплоты (в зависимости от используемого оборудования) напыляемого материала, 2) перенос дисперсионных (конденсированных) частиц газовым потоком, 3) формирование на обрабатываемой поверхности защитного слоя.

На обрабатываемую поверхность напыляемый цинк попадет в виде расплавленных или пластифицированных части. Газовый поток ускоряет движение распыляемого материала. При столкновении частиц с обрабатываемой (металлической) поверхностью происходит их деформация, остывание и формирование защитного слоя. Структура поверхностного покрытия имеет чешуйчатое, слоистое строение.

Сформированный цинковый слой характеризуется высокой пористостью (0,5 – 30%) и прочностью сцепления напыляемого материала с подложкой (до 280 МПа). Поэтому данная технология чаще всего используется для восстановления и упрочнения ответственных деталей и конструкций.

Классификация способов цинковой металлизации напылением

1. В процессе ГТН(газотермического напыления) затрачивается определенное количество энергии, которая необходима для расплавления напыляемого материала и придания ускорения образованным частицам. В качестве источника тепловой энергии может использоваться:

• энергия химических процессов, которая получается

1) в результате процесса окисления (сгорания) топливных газов в атмосфере,2) при детонации взрывчатой смеси,3) в результате горения топливной смеси в камере (при повышенном давлении),

• электрическая энергия:

1) дуга электрическая,2) плазменный, газовый поток,3) нагреватель омический,

• энергия колебаний (электромагнитных):

1) электромагнитное высокочастотное поле,2) генератор, квантовый, оптический.

2. Напыляемый материал может использоваться в различном агрегатном состоянии, иметь различный вид:

• порошкообразная смесь, • проволока, • шнур, • стержень.

3. Скоростные характеристики распыляемых частиц оказывают различное влияние на формирование поверхностного слоя (пористость, шероховатость, прочность сцепления).

4. Газотермическое напыление может производиться в различной среде:

• в воздухе, • в вакууме, • в контролируемой атмосфере.

Перечисленные критерии определяют большое разнообразие способов нанесения защитного покрытия напылением, создают возможности для формирования поверхностного слоя с различными технологическими характеристиками.

Преимущества метода цинковой металлизации напылением

1. Напыление можно производить на детали и конструкции, имеющие различные габаритные размеры и конфигурации. Площадь покрытия может быть различной. 2. В процессе покрытия можно варьировать толщину цинкового слоя (0,01 – 10 мм). 3. Технологическим процессом можно задать различные параметры пористости сформированного покрытия (до 30% и выше). 4. В качестве подложки для напыления может использоваться различный материал: металл, стекло, керамика, пластмасса. 5. Нанесение покрытия может производиться в различных климатических, температурных и агрегатных (вода, воздух, вакуум) условиях. 6. Метод ГТН цинком является практически экологически чистым и безвредным (в процессе работы используются специальные фильтры, которые способны адсорбировать вредные продукты технологического процесса). 7. В процессе работы используется простое, переносное оборудование. 8. Напыление можно производить в несколько слоев, что позволяет получить покрытие, обладающее специальными технологическими характеристиками. 9. В процессе газотермического напыления основа покрываемой детали или конструкции мало деформируется. 10. Технологический процесс ГТН цинком характеризуется небольшой трудоемкостью и высокой производительностью.

Области применения изделий после оцинковки

Метод газотермического напыления цинком активно используется в промышленном производстве, для восстановления изношенных деталей станков и оборудования. Технология позволяет экономить производственные ресурсы. Восстановленные детали имеют все изначальные технологические параметры и характеристики. Газотермическое напыление позволяет также производить восстановление деталей, имеющих видимые трещины и сколы. В процессе технологической операции поверхностные разрушения полностью устраняются. Высокие параметры сцепления основы и напыляемого слоя позволяют восстановить прочностные характеристики поврежденного изделия.

Основная задача газотермического напылением цинком (ГТН) – это защита металлических конструкций от коррозионного разрушения. Технология цинковой металлизации напылением позволяет производить оцинковку деталей, конструкций и сооружений, имеющих различные габаритные размеры и формы. Неограниченная возможность наносить покрытие на обрабатываемые поверхности методом цинковой металлизации напылением позволяет защитить мосты, краны, высоковольтные электромачты, рекламные щиты и сооружения, дорожные конструкции и многое др. от коррозии и продлить их срок полноценной эксплуатации.

www.zinkportal.ru

Методы цинкования

представляет собой

процесс нанесения защитного покрытия методом

погружения изделия в емкость с расплавом цинка.

У покрытий, полученных данным способом высокие

показатели качества и долговечности за счет

образования промежуточных сплавов.

Толщина покрытия составляет в данном случае 100 -

200 мкм, но при этом характерна его

неоднородность.

Данный метод не подходит для цинкования мелких

деталей, деталей сложной формы, а также для

получения тонких покрытий.

Еще одним недостатком можно назвать

значительные затраты электроэнергии для

поддержания цинка в расплавленном состоянии.

Гальваника (гальваническое покрытие)

это процесс осаждения цинка из электролита под

действием электрического тока.

В качестве основного компонента электролита

используется водный раствор солей цинка.

Данный метод позволяет получать тонкие

однородные покрытия, но при этом имеет большое

значение качество предварительной обработки

поверхности и обезжиривание.

К недостаткам метода можно отнести

ограниченность толщины покрытия, которая не

превышает 20 мкм, а также слабая адгезия и

неустойчивость к механическим нагрузкам.

Кроме того, при использовании данного метода

происходит водородное охрупчивание стали.

Электролиты, содержащие цианиды и другие

вредные вещества, снижают экологичность и

безопасность метода.

Газотермическое напыление

- это способ

нанесения цинкового покрытия, используя

электродуговую металлизацию.

Между двумя цинковыми проволоками поджигается

электрическая дуга, металл плавится и посредством

струи газа, проходящей через область дуги,

расплавленные частицы переносятся на

обрабатываемую поверхность.

В итоге поверхность имеет чешуйчатую поверхность

и пористость, которую дополнительно покрывают

порозаполнителем (лакокрасочный материал).

Метод весьма экономичен и порой незаменим для

крупногабаритных деталей, которые невозможно

покрыть иным способом цинкования.

Покрытие можно производить не только в цеху, но и

на открытых местностях.

Холодное цинкование

- метод нанесения

защитного слоя грунтом, содержащим

высокодисперный цинковый порошок с

органическим связующим.

Процесс довольно прост и поэтому широко

распространен.

Поверхность получается не только с

электрохимической защитой цинка, но и с

действием органического барьера.

Однако такие покрытия имеют невысокую стойкость

к механическим воздействиям. Также органика

может снизить электрохимическое защитное

свойство цинка.

xn--80akrri9d.xn--p1ai

Газотермическое напыление

Для борьбы с коррозией используют также методы газотермического напыления. С помощью газотермического напыления на поверхности металла создается слой из другого металла/сплава, обладающий более высокой стойкостью к коррозии (изолирующий) или наоборот менее стойкий (протекторный). Такой слой позволяет остановить коррозию защищаемого металла. Суть метода такова: газовой струей на поверхность изделия на огромной скорости наносят частицы металлической смеси, например цинк, в результате чего образуется защитный слой толщиной от десятков до сотен микрон. Газотермическое напыление также применяется для продления жизни изношенных узлов оборудования: от восстановления рулевой рейки в автосервисе до нефтедобывающих компаний[7].

Термодиффузионное цинковое покрыти]

Для эксплуатации металлоизделий в агрессивных средах, необходима более стойкая антикоррозионная защита поверхности металлоизделий. Термодиффузионное цинковое покрытие является анодным по отношению к чёрным металлам и электрохимически защищает сталь от коррозии. Оно обладает прочным сцеплением (адгезией) с основным металлом за счет взаимной диффузии железа и цинка в поверхностных интерметаллидных фазах, поэтому не происходит отслаивания и скалывания покрытий при ударах, механических нагрузках и деформациях обработанных изделий[8].

Диффузионное цинкование, осуществляемое из паровой или газовой фазы при высоких температурах (375—850 °C), или с использованием разрежения (вакуума) — при температуре от 250 °C, применяется для покрытия крепёжных изделий, труб, деталей арматуры и др. конструкций. Значительно повышает стойкость стальных, чугунных изделий в средах, содержащих сероводород (в том числе против сероводородного коррозионного растрескивания), промышленной атмосфере, морской воде и др. Толщина диффузионного слоя зависит от температуры, времени, способа цинкования и может составлять 0,01—1,5 мм. Современный процесс диффузионного цинкования позволяет образовывать покрытие на резьбовых поверхностях крепёжных изделий, без затруднения их последующего свинчивания. Микротвёрдость слоя покрытия Hμ = 4000 — 5000 МПа. Диффузионное цинковое покрытие также значительно повышает жаростойкость стальных и чугунных изделий, при температуре до 700 °C. Возможно получение легированных диффузионных цинковых покрытий, применяемое для повышения их служебных характеристик.

Кадмирование

Покрытие стальных деталей кадмием производится методами, аналогичными цинкованию, но дает более сильную защиту, особенно в морской воде. Применяется значительно реже из-за значительной токсичности кадмия и его дороговизны.

Хромирование

Основная статья: Хромирование

Покрытие стальных деталей хромом.

Экономический ущерб от коррозии

Коррозия ухудшает работутрубопроводов.

Экономические потери от коррозии металлов огромны. В США по последним данным NACE[9] ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1 % от ВВП (276 млрд долларов). В Германии этот ущерб составил 2,8 % от ВВП. По оценкам специалистов различных стран эти потери в промышленно развитых странах составляют от 2 до 4 % валового национального продукта. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10 до 20 % годового производства стали.[10]

Обрушение Серебряного моста.

Ржавчина является одной из наиболее распространенных причин аварий мостов. Так как ржавчина имеет гораздо больший объём, чем исходная масса железа, её наращивание может привести к неравномерному прилеганию друг к другу конструкционных деталей. Это стало причиной разрушения моста через реку Мианус в 1983 году, когда подшипники подъёмного механизма проржавели внутри. Три водителя погибли при падении в реку. Исследования показали, что сток дороги был перекрыт и не был почищен, а сточные воды проникли в опоры моста.[11] 15 декабря 1967 года Серебряный мост, соединяющий Поинт Плезант, штат Западная Виржиния, и Канауга, штат Огайо, неожиданно рухнул в реку Огайо. В момент обрушения 37 автомобилей двигались по мосту, и 31 из них упали вместе с мостом. Сорок шесть человек погибли, и девять серьёзно пострадали. Помимо человеческих жертв и травм, был разрушен основной транспортный путь между Западной Виржинией и Огайо. Причиной обрушения стала коррозия.[12]

Мост Кинзу в Пенсильвании был разрушен в 2003 году от торнадо прежде всего потому, что центральные основные болты проржавели, существенно снизив его устойчивость.

studfiles.net