Как цинк защищает металл от коррозии: свойства антикоррозийного цинкового покрытия

Металлобаза Стилпрофф предлагает антикоррозийное покрытие цинком листового металла разных сортов. Мы оказываем услуги по изготовлению и профессиональной обработке металлопроката для частных лиц и компаний. Наше предприятие оборудовано современными станками, организован свой склад и автопарк, поэтому все заказы оперативно выполняются и доставляются по Санкт-Петербургу и Ленобласти.

Эффективная защита металла цинковым покрытием

Для продления срока службы металлических изделий и конструкций необходимо обеспечить их защиту от влаги и других внешних воздействий. Чтобы придать металлу антикоррозионные свойства используется защитное покрытие цинком. Такая обработка называется цинкованием. Технологию покрытия различных металлов цинком изобрели более 200 лет назад, и она активно применяется и в настоящее время, благодаря высокой эффективности защиты и долговечности антикоррозионного слоя.

Используются различные способы нанесения – горячее, гальваническое, газодинамическое, диффузное, холодное цинкование. Металл, покрытый тонким слоем цинка (80-200 мкм), не ржавеет более 50 лет. Цинковое покрытие со временем истончается и его необходимо возобновлять. В зависимости от условий эксплуатации металлической конструкции показатель потерь цинковой поверхности составляет 1-6 мкм в год. Для сравнения, лакокрасочные покрытия, которыми защищают металл, необходимо возобновлять не реже 1 раза в 5 лет.

Свойства цинковых покрытий:

• Высокая степень защиты от коррозии.
• Электрохимическая (катодная) защита металлических изделий и конструкций.

Как цинк защищает железо от коррозии

Тонкая пленка цинка обеспечивает активную (катодную, электрохимическую) и пассивную (барьерную) защиту металлов от ржавчины. Без антикоррозионной защиты металл под воздействием кислорода и воды начинает окисляться. Окисление приводит к образованию ржавчины, которая может полностью разрушить железо. Цинк образует на поверхности металлов тонкую пленку, защищающую материал от влияния внешней среды. Цинковое покрытие препятствует воздействию кислорода даже при нарушении целостности защитной пленки.

Цинкование также обеспечивает электрохимическую защиту металлических конструкций. Цинк, образуя с железом гальваническую пару, является более активным металлом. Контактируя с влагой и кислородом, электроны цинка-анода вступают в реакцию, защищая металл-катод.

Основные методы цинкования

Покрытие металла цинком – это лучший метод защиты железных поверхностей от образования коррозии.

Цинкование выполняется такими способами:

• Горячее цинкование. Погружение железного листового, сортового или фасонного металлопроката в расплавленный цинк, температура которого составляет 460-480 градусов. Эта технология позволяет надолго защищать металл от коррозии, но отличается сложностью и небезопасностью выполнения. К другим недостаткам относятся: ограничение обработки размерами ванн, возможность деформации тонких конструкций и листов при нагреве, повреждение защитного слоя при сварке.
• Холодное цинкование. Считается оптимальным способом защиты металла цинком. Выполняется путем окрашивания металлических поверхностей порошкообразным грунтом с 96-98%-ным содержанием цинка. Покрытие наносится валиком или кистью прямо на месте установки конструкции (т.е. для антикоррозийной защиты не нужно перевозить изделие). Холодное цинкование дает возможность защищать железо от образования ржавчины на протяжении 30-50 лет, под слоем цинкового грунта металл коррозирует в три раза медленнее, по сравнению с другими методами обработки. К другим достоинствам этой технологии относится экономичность (по сравнению с горячим цинкованием). Недостатки: сложность покрытия неравномерных поверхностей и внутренних полостей.
• Газо-термический способ. Нанесение расплавленного цинка на металлическую поверхность в газовом потоке. Такая технология подходит для крупногабаритных металлоконструкций, не помещающихся в ванне с цинковым раствором. Покрытие служит в течение 25-30 лет. Минусами технологии является неравномерность получаемого покрытия, которое дополняется нанесением лакокрасочного покрытия.
• Термодиффузионный способ. Вплавление атомов цинка в железо при высокой температуре (более 2600 градусов). При такой температуре цинк переходит в газообразное состояние, после чего происходит диффузия молекул цинка с металлом. Плюсы метода: высокий класс антикоррозионной защиты, сохранение конфигурации изделий, возможность регулировать толщину цинкового покрытия, отсутствие необходимости очистки отходов. Минусы: неоднородность толщины защитной пленки, низкая производительность и вредность технологического процесса.
• Гальванический способ. Электролитический метод цинкования, позволяющий наносить тонкий (5-40 мкм) слой цинка на обезжиренную металлическую поверхность. Состоит в помещении металла и цинковых пластинок в электролитический раствор и подключении электрического тока. Цинк растворяется в электролите и оседает на железе в  виде защитного слоя. Отличается равномерностью и гладкостью слоя покрытия, в том числе метизов сложной конфигурации и пористых поверхностей. Недостатки: высокая себестоимость, необходимость очистки отходов перед сливом в канализацию.

Выбор технологии цинкования зависит от требований к техническим характеристикам покрытия, условий эксплуатации металлоизделий или конструкций. Если у вас есть вопросы о том, как цинк защищает металл от коррозии и какой способ цинкования подойдет для того или иного вида металлопроката, вы может получить консультацию у специалиста нашей компании.

Защита металла от коррозии цинкованием в Стилпрофф

Преимущества заказа цинкования в Металлобазе Стилпрофф:

• Применение современного оборудования и передовых технологий антикоррозионной защиты металлов.
• Выполнение работ квалифицированными работниками с большим практическим опытом.
• Подбор наиболее выгодной технологии обработки железа.
• Доставка готовой продукции по Санкт-Петербургу, Ленинградской области, в другие регионы России.

Заказывайте цинкование металла в нашей компании –

мы гарантируем качественное выполнение работ в оговоренные сроки!

Что дает металлам цинковое покрытие? Как цинк защищает от коррозии?

Цинкование – самый эффективный метод защиты

Цинкование – это покрытие различных металлических поверхностей слоем цинка с целью защиты от коррозии. То, что именно цинкование является наиболее эффективным методом в борьбе с ржавчиной выяснили давно, более 200 лет назад. При проведении исследований различных методов именно цинкование показывало самые долгосрочные результаты – более 50 лет металлы, покрытые слоем цинка, не ржавеют.

С тех пор специалисты в области антикоррозии применяют цинкование различными способами. Изначально это было горячее цинкование, затем гальваническое, диффузионное, газодинамическое. Но в 80-х годах XX века произошел определенный прорыв в этой области, появился новый метод – холодное цинкование.

Холодное цинкование – наиболее удобный, экономичный и долговечный способ нанесения цинкового покрытия. Он заключается в покрытии подготовленной поверхности металла составом с очень высоким (96-98%) содержанием цинка, а так же различных добавок. Наносить состав для холодного цинкования можно с помощью обычной кисти или валика прямо на месте эксплуатации конструкции, то есть ее не нужно никуда отвозить. Результатом такой защиты является отсутствие коррозии на протяжении 25-50 лет, причем металлы под защитой холодного цинкования коррозируют в 3 раза медленнее, чем защищенные другими способами, несмотря на тот же цинк в составе (по проведенным исследованиям Фулмеровского центра). В чем же секрет?

 

Как работает покрытие цинком?

Железо при взаимодействии с влагой и кислородом окисляется. При этом на поверхности образуется непрочная, рыхлая пленка, которая постепенно превращается в ржавчину. Такая ненадежная защита продолжает пропускать влагу и кислород вглубь железа и разрушать его. Но цинк, олово и алюминий при взаимодействии с влагой и кислородом образуют прочную пленку, не пропускающую разрушения дальше. Именно поэтому с помощью тонкого слоя этих металлов защищают другие металлы, более подверженные коррозии. 

Цинк выделяется среди этой группы прочных металлов тем, что обеспечивает дальнейшую защиту от влаги и кислорода даже при повреждении покрытия, в то время как защита олова или алюминия при нарушении целостности слоя слабеет или даже начинает способствовать коррозии.

Цинк защищает металлы сразу двумя способами — барьерным (пассивным) и катодным (также называемым активным, протекторным или электрохимическим). 

Катодная защита подразумевает, что цинк при нанесении на железо образует с ним гальваническую пару, в которой железо — менее активный металл, а цинк — более активный. При контакте с влагой и кислородом цинк-анод вступает в реакцию первым, жертвует свои электроны на борьбу с коррозией, а железо — катод принимает электроны, защищается и остается практически не тронутым ржавчиной. Защитный процесс продолжается до полного истощения слоя цинка.Одного слоя в 40-60 мкм хватает на 10-25 лет.   

Сразу 2 способа защиты, которые сменяют друг друга, очень пригождаются металлам с первого дня эксплуатации. Дело в том, что любое покрытие составом не герметично на 100%, а имеет дефекты и поры. Цинковое покрытие также может пропускать некоторое количество кислорода на начальном этапе использования. Именно тогда оно защищает металлы от ржавчины протекторным или электрохимическим способом. В процессе эксплуатации происходит уплотнение структуры покрытия, полное растворение цинковых соединений и вступает в силу барьерная защита, как при горячем цинковании. Если целостность покрытия будет нарушена (царапины, механические повреждения, разъедание химикатами), то за работу снова возьмется катодная защита.  

 

Не просто цинк – или почему холодное цинкование защищает дольше?

На практике, цинковое покрытие – самое надежное и долговечное. Однако, одно цинковое покрытие, другому рознь. Вы можете приобрести краску с цинком, правильно ее нанести, но защита не прослужит десятки лет. Потому что цинк, добавленный в краску, не будет работать таким способом. Такую длительную защиту (25-50 лет) дают только составы для холодного цинкования. Почему же холодное цинкование долговечнее других цинковых способов обработки?

Холодное цинкование обеспечивает те же защитные характеристики, как и другие методы, например, горячее цинкование. Но, в отличие от них гораздо проще наносится на месте эксплуатации конструкций, меньше стоит и дольше служит.

В составах для холодного цинкования содержится 96 и более % цинка, чистотой 99,995%. То есть почти на 100% без примесей! А чем выше концентрация цинка и его чистота – тем дольше прослужит покрытие. Именно это позволяет «холодному» покрытию коррозировать максимально медленно, по сравнению с другими методами оцинковки.  Частицы цинка в составе защищены смолами – это еще повышает защитные характеристики покрытия. Кроме того, минимальный размер частиц (от 12-15 мкм, до 3-5 мкм в разных составах) и их овальная форма образуют прочное электрохимическое соединение с металлом. Благодаря этому, даже царапины и повреждения на поверхности покрытия не приводят к его отслаиванию, сохраняя отличную адгезию. Так могут только активные покрытия с катодной защитой. А просто покрытия, в которых добавлен цинк – так не могут.  

Даже такой проверенный метод цинкования, как горячий, немного уступает холодному цинкованию. Потому что при горячем цинковании используются составы с содержанием цинка 80-85% с чистотой до 98%. Смолы, защищающие цинк, там отсутствуют, так как не выдерживают нагрева до 400°С и все равно потеряют защитные свойства. К тому же, не каждую конструкцию можно разобрать, перевезти и поместить в горячую ванну с цинком.

 

Сколько прослужит цинковая защита, нанесенная холодным способом?

Сроки действия покрытий, нанесенных методом холодного цинкования, отличаются в зависимости от условий эксплуатации  и толщины слоя, а так же от степени очистки поверхности металла. Загрязненная атмосфера, влияние различных химикатов, бензина, солей, щелочей и нефтепродуктов могут незначительно, но ускорить истощение покрытия. Срок действия покрытия, эксплуатируемого на открытом воздухе, всегда меньше, чем более бережное использование внутри помещений.

Сроки, гарантированные производителем для состава холодного цинкования Барьер-цинк:

Зависимость толщины слоя и срока службы покрытия Барьер-цинком:

• 40 мкм: 7-10 лет;
• 60 мкм: 10-20 лет;
• 80 мкм: 14-25 лет;
• 100 мкм: 18-25 лет;
• 120 мкм: более 20 лет.

Стоит отметить, что это сроки, которые гарантирует производитель. Реальные сроки службы покрытия в 1,5-2,5 раза превышают гарантийные. К тому же срок службы такого покрытия всегда можно продлить, в любой момент, добавив еще слой и сделав его толще.

На нашем сайте представлены и другие цинкосодержащие грунтовки, обеспечивающие надежную и долговечную защиту металла от коррозии. Например, Барьер-Грунт — однокомпонентный антикоррозийный грунт с цинком для защиты металла в различных средах (почве, воде, атмосфере).

 

Есть вопросы по выбору состава? Обращайтесь в представительство в вашем городе:

в Санкт-Петербурге: +7 (812) 603-41-53, +7 (921) 927-58-47 

в других городах: 8 (800) 707-53-17

e-mail: [email protected]

Как соединения с высоким содержанием цинка предотвращают коррозию

Окисление и ржавчина съедают ваши металлы и ваш бюджет. Защитите свои металлические поверхности и свои сроки с помощью продукта для холодного цинкования.

Как цинк предотвращает коррозию?

Прочтите, чтобы узнать о:

• Борьба с коррозией
• Цинк в действии
• Точное приложение для надлежащей защиты
• Отличие ZRC

Борьба с коррозией

Менее благородный металл разъедает более благородный. Соединения, богатые цинком, можно наносить на сталь распылением или кистью (как краску). Цинк, будучи менее благородным, чем сталь, при коррозии образует гидроксикарбонатную соль, которая связывается с существующим цинком в пленочном покрытии, поддерживая гальваническую защиту. Это создает передовую самовосстанавливающуюся пленку, которая обеспечивает защиту металлической поверхности под покрытием.

Это работает в 3 этапа:

Высокое содержание цинка в высушенной пленке позволяет протекать электрическому току, обеспечивая при этом гальваническую защиту стали под ней. Поскольку цинк более реактивен, чем сталь, он будет подвергаться коррозии раньше, чем сталь.

Цинк — расходуемый анод, используемый для предотвращения коррозии посредством катодной защиты. По мере его коррозии в пленке начинает образовываться гидроксикарбонатная соль.

Гидроксикарбонатная соль связывается с имеющимся в пленке цинком. Этот процесс самовосстановления создает плотное, непроницаемое гальваническое покрытие, устойчивое к атмосферным воздействиям, воде и испарениям.

Цинк в действии

Цинк, наносимый в качестве защитного верхнего слоя, заменить гораздо проще и выгоднее с финансовой точки зрения, чем металл под ним. Соединение, богатое цинком, имеет значительно более длительный срок службы, чем незащищенный окисленный металл; но и он ржавеет. В конце концов, его нужно будет заменить. Когда это время придет, просто отшлифуйте или отшлифуйте исходное покрытие, чтобы удалить образовавшуюся соль гидроксикарбоната цинка. Затем нанесите новый состав для холодного цинкования, чтобы предотвратить коррозию.

ZRC очень пористый до того, как затвердеет. Под микроскопом вы увидите, что даже несмотря на то, что покрытие затвердело, через покрытие существуют пористые каналы. Когда цинк образуется, он заполняет эти поры, создавая гораздо более плотное покрытие в его окончательном защитном состоянии.

Если вы погрузите поверхность металла, на который наносится покрытие, в воду до отверждения покрытия с высоким содержанием цинка, вода может просочиться на поверхность металла через капилляры пористого цинка и создать угрозу коррозии.

Обычная, не гальваническая краска действует только как барьер между веществами, инициирующими коррозию, и защищаемой поверхностью. Если барьерная краска поцарапана или повреждена, нижележащий металл начнет подвергаться коррозии под пленкой краски, процесс, известный как «подрезание». С другой стороны, покрытие ZRC по мере коррозии образует плотную гидроксидно-карбонатную соль. Когда вы царапаете его до голого металла, вы прорезаете эту плотную соль, обнажая свежий цинк, который начинает разъедать и снова связываться.

Коррозионная реакция губительна; слои цинка приносятся в жертву или теряются в реакции, в результате которой образуется гидроксикарбонатная соль. Соль связывается с цинком при формировании.

Цинк подвергается коррозии, а защищаемая им поверхность — нет.

В конечном итоге вам потребуется отремонтировать или заменить богатый цинком состав, защищающий вашу металлическую поверхность. Самовосстанавливающаяся пленка обеспечивает полную защиту, позволяя выиграть время до тех пор, пока не потребуется техническое обслуживание или ремонт.

Вы сможете увидеть поцарапанную поверхность, потому что соль гидроксикарбоната заживляет как материал белого цвета.

Через какое время вам потребуется заменить цинковое покрытие?

Все зависит от окружающей среды. Другим фактором может быть подготовка поверхности металла перед нанесением покрытия с высоким содержанием цинка. Пескоструйная обработка поверхности позволит вам создать лучшую связь между цинковым покрытием и металлом, продлевая срок службы вашей защиты от коррозии.

Загрузите полное руководство по предотвращению гальванической коррозии , чтобы узнать больше.

Надлежащая защита зависит от правильного применения

Это зависит от состояния металла. Сильно заржавевший металл больше не проводит электричество к поверхности. Если вся ржавчина и другие загрязнения не будут удалены с поверхности перед нанесением, ржавчина изолирует покрытие ZRC от поверхности и предотвратит гальваническую защиту.

Для новой металлической поверхности? Подготовка поверхности может заключаться в очень простой шероховке поверхности с последующей ванной с растворителем для удаления пыли и грязи.

Узнайте больше о типах приложений ZRC в этом сообщении блога.

The ZRC Difference

Существует множество продуктов, отвечающих различным требованиям в области защиты от коррозии. Имитация льстит, но доказательство уже в краске. ZRC Worldwide разработала технологию цинкового покрытия в качестве альтернативы горячему погружению для борьбы с коррозией и уже почти 70 лет является мировым лидером в этой области.

Независимо от того, дорабатываете ли вы существующий проект или выполняете полномасштабную работу с нуля, наша команда гарантирует, что вы получите правильный продукт и правильный метод нанесения для ваших нужд.

Используйте Поиск продукта

5 Различные методы предотвращения коррозии

Мы в EonCoat понимаем важность предотвращения коррозии. Ржавчина и другие формы коррозии могут привести к проблемам с безопасностью и нарушить целостность вашего оборудования и расходных материалов. Даже плановое техническое обслуживание по удалению и устранению коррозии может привести к увеличению затрат. К счастью, существует множество мер, которые можно предпринять, чтобы свести к минимуму коррозию. Здесь мы выделим пять методов, основанных на стоимости и эффективности.

1. БАРЬЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Одним из самых простых и дешевых способов предотвращения коррозии является использование барьерных покрытий, таких как краска, пластик или порошок. Порошки, включая эпоксидную смолу, нейлон и уретан, прилипают к металлической поверхности, образуя тонкую пленку. Пластик и воск часто распыляют на металлические поверхности. Краска действует как покрытие для защиты металлической поверхности от электрохимического заряда, который исходит от коррозионно-активных соединений. Современные системы окраски представляют собой комбинацию различных слоев краски, выполняющих разные функции. Грунтовочный слой действует как ингибитор, промежуточный слой увеличивает общую толщину краски, а финишный слой обеспечивает устойчивость к факторам окружающей среды.

Самый большой недостаток покрытий заключается в том, что их часто нужно снимать и наносить заново. Покрытия, которые не наносятся должным образом, могут быстро выйти из строя и привести к повышенному уровню коррозии. Покрытия содержат летучие органические соединения, что делает их опасными для людей и окружающей среды.

Неисправность барьерного покрытия

2. ГОРЯЧАЯ ОЦИНКОВКА

Этот метод защиты от коррозии включает погружение стали в расплавленный цинк. Железо в стали вступает в реакцию с цинком, образуя прочно связанное покрытие из сплава, которое служит защитой. Этот процесс существует уже более 250 лет и используется для защиты от коррозии таких вещей, как художественные скульптуры и игровое оборудование.

К сожалению, гальваника не может быть выполнена на месте, а это означает, что компаниям приходится вывозить оборудование из эксплуатации для обработки. Некоторое оборудование может быть просто слишком большим для этого процесса, что вынуждает компании полностью отказаться от этой идеи. Кроме того, цинк может скалываться или отслаиваться. А высокое воздействие элементов окружающей среды может ускорить процесс износа цинка, что приведет к увеличению объема технического обслуживания. Наконец, пары цинка, выделяющиеся в процессе цинкования, очень токсичны.

3. ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ (НЕРЖАВЕЮЩАЯ)

Легированная сталь — один из наиболее эффективных методов защиты от коррозии, сочетающий в себе свойства различных металлов для обеспечения дополнительной прочности и стойкости конечного продукта. Например, устойчивый к коррозии никель в сочетании с устойчивым к окислению хромом дает сплав, который можно использовать в окисленных и восстановленных химических средах. Различные сплавы обеспечивают устойчивость к различным условиям, предоставляя компаниям большую гибкость.

Несмотря на свою эффективность, легированная сталь очень дорогая.

4. КАТОДНАЯ ЗАЩИТА

Катодная защита обеспечивает электрохимическую защиту. Чтобы предотвратить коррозию, активные центры на поверхности металла преобразуются в пассивные за счет подачи электронов из другого источника, обычно с помощью гальванических анодов, прикрепленных к поверхности или рядом с ней. Металлы, используемые для анодов, включают алюминий, магний или цинк.

Хотя катодная защита очень эффективна, аноды изнашиваются и требуют частой проверки и/или замены, что может привести к увеличению затрат на техническое обслуживание. Они также увеличивают вес прикрепленной конструкции и не всегда эффективны в средах с высоким удельным сопротивлением.

Трубопровод с катодной защитой

5. EONCOAT – НОВЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ

Выбор правильного средства защиты от коррозии для вашего оборудования непрост.