Сегодня пятница 15 декабря 2017 г. 07:44
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№124ноябрь 2017Строительная площадка
Цинк против коррозии
Аналитики никак не могут прийти к единым цифрам, характеризующим ущерб, который мировой экономике наносит коррозия. Данные разнятся — от 10 до 25% общего объёма добычи железа. Как бы то ни было, но даже минимальное из названных значений — это огромные потери. Коррозию называют раковой опухолью металла: она повреждает детали, растёт и расползается по всей конструкции, и вот статные изделия и постройки превращаются в рыжую пыль.

Предотвратить коррозию металлов невозможно — таких технологий пока не изобрели. А вот замедлить процесс, причём очень существенно — реально. И над решением задачи бьются уже не первое столетие. Наши предки пробовали использовать для этих целей жир, масла, позже дошла очередь до других металлов, которыми защищали железо. Скажем, в сочинениях Геродота, который, похоже, описал весь современный ему мир, есть упоминание о покрытии железа оловом. Тоже, между прочим, эффективный метод, но ровно до тех пор, пока оловянное покрытие не повредится. Но вот, около века назад, в этой роли на промышленно-строительной сцене появился цинк. Цинкование — в различных его вариациях — сегодня считается наиболее эффективным методом защиты от коррозии.
Цинк в работе
«Цинк является более активными металлом по отношению к железу и в прямом контакте металлов при воздействии коррозионной среды — воды и кислорода — первым в реакцию вступает цинк, тем самым защищая железо. Окисляясь, он отдаёт свои электроны железу, постоянно его восстанавливая. До тех пор, пока есть цинк, железо ржаветь не будет. Поэтому этот металл и выбран в качестве протекторной электрохимической защиты.
Цинкованние — значительно более эффективная технология, чем барьерные методы, то есть покрытие обычными красками. Если на цинковом покрытии возникнет дефект — трещина или скол, то он затянется солями цинка. Если же повреждение обширное, то коррозии подвергнется только этот участок, распространению ржавчины воспрепятствует цинк. Кроме того, полностью отсутствует такое явление, как подплёночная коррозия. А вот если дефект возникнет на обычном барьерном покрытии, или даже если оно просто истончится, то начнётся взаимодействие металла с кислородом, возникнет подплёночная коррозия, вплоть до того, что метал будет повреждён, а краска просто отлетит», — объясняет коммерческий директор НПЦ Антикоррозионной Защиты Василий Бочаров.
«Цинк и покрытия на его основе улучшают коррозионную стойкость стали двумя путями: предоставляя барьерную и протекторную защиту. Барьерная защита заключается в том, что слой цинка физически отгораживает сталь от воздействия атмосферы, тем самым предохраняя от коррозии. Протекторная защита означает, что цинк, будучи более анодным металлом, первым вступит в реакцию с окружающей средой, а сталь останется защищённой», — уточняет менеджер по ведению контрактов Bronx Intenrational Дэвид Харрисон.
Кроме того, цинк может работать не в одиночку — иногда на помощь приходит алюминий. Использование той или иной технологии опять же определяется условиями, в которых будет работать конструкция. Ну и, конечно же, большое значение имеют экономические показатели.
«Чисто цинковое покрытие — самый распространенный вид покрытия, состоит практически из чистого цинка, за исключением добавления 0,2% алюминия для достижения большей пластичности. Цинк-алюминиевое покрытие включает 95% цинка и 5% алюминия, плюс некоторое количество мишметалла. Данный вид покрытия обеспечивает первоклассную защиту от коррозии и пластичность. Алюмо-цинковое покрытие в своём составе имеет от 50 до 60% алюминия. Оно имеет свою торговую марку – «Гальвалюм». Оно прекрасно защищает сталь в морских условиях», — рассказывает Дэвид Харрисон.
Сегодня промышленность использует несколько способов нанесения цинка на металл, причём технологии постоянно совершенствуют. Между собой они не столько конкурируют, сколько дополняют друг друга, ведь выбор зависит типа изделия и особенностей его функционирования. Как объясняет Василий Бочаров, главный фактор эффективности таких покрытий — соблюдение двух правил: цинк должен иметь непосредственный контакт с железом, и покрытие должно оставаться протекторным на протяжении всего срока службы.
Горячее цинкование
В процессе горячего цинкования металлическую деталь опускают в ванну с горячим цинком. Таким образом обычно обрабатывают изделия несложных форм, серийные металлические элементы небольших размеров, крепёжные детали. Если изделие имеет скрытые полости, карманы и прочие особенности формы, то технология существенно усложняется: и для подготовительных работ, и для свободного движения расплава цинка требуются дополнительные отверстия. Процесс этот трудоёмок, энергозатратен (ведь необходимо поддерживать высокую температуру расплава цинка), но чрезвычайно эффективен. Эксперты называют два больших недостатка горячего цинкования. Во-первых, процесс этот экологически небезопасен — здесь и необходимость работы с расплавом цинка, и химические методы подготовки поверхности. А во-вторых, не все детали удастся обработать таким образом, просто потому что размеры ванн небесконечны. Впрочем, производители с хорду отвечают на обе претензии. Что касается экологии, то все мероприятий происходят внутри помещения, а уж технологий, позволяющих обезопасить производственную площадку, сегодня достаточно. Да и размеры ванн в последнее время увеличиваются: в современных умещаются строительные леса, опоры линий электропередач, мачты освещения и другие габаритные конструкции.
Сам процесс подробно описал наш эксперт — на примере линии непрерывного горячего цинкования рулонной стали Bronx Intenrational. Состоит она из трёх основных секций. Первая — входная.
«Здесь происходит размотка рулонов, их соединение: когда конец одной катушки сваривают с началом новой. В данной секции обычно устанавливают агрегаты очистки полосы от масла и других загрязнений», — рассказывает Дэвид Харрисон.
После прохождения этих процедур рулон поступает в секцию обработки. Здесь в печи с технологией бескислородного нагрева полоса окончательно очищается, отжигается и затем поступает в ванну цинкования. На выходе из цинкового раствора установлены воздушные ножи, которые контролируют вес наносимого покрытия. После этого полоса остужается и может проходить дрессировку, правку и другие процедуры для повышения качества полосы — это уже зависит от требований клиента. Завершает линию секция выхода, где уже оцинкованная полоса заматывается в рулоны.
«Секции входа и выхода отделены от секции обработки накопителями. Именно накопители делают возможным непрерывность процесса цинкования: данные агрегаты накапливают в себе некоторое количество полосы, которое используется, пока свариваются новые рулоны или снимаются уже оцинкованные», — говорит Дэвид Харрисон.

Диффузионное цинкование
Историческое название этого метода — шерардизация, по имени изобретателя — сегодня уже забывается. А вот технология продолжает пользоваться популярностью. Основана она на диффузии легирующих составляющих металлов, переходящих в верхние слои изделия, и по списку достоинств и недостатков сопоставима с горячим цинкованием. Здесь также требуются высокие температуры и сложное специализированное и, что логично, дорогостоящее оборудование. То есть возможна подобная обработка исключительно в условиях заводского производства, да и вопрос габаритов остаётся актуальным: в работу принимаются изделия в пределах максимальной длины и диаметра барабана. Разве что с экологическим вмешательством тут попроще — весь процесс происходит в герметичной камере, да и очистка реализуется без химических реагентов. Зато в результате — идеально ровная поверхность, покрытие деталей любой формы и высокие показатели коррозионной стойкости.
По словам специалистов Чайковского завода метизов (а диффузионное цинкование прекрасно справляется с задачами такого производства), метод имеет как достоинства, так и недостатки. Одним из преимуществ считается высокая адгезия, что позволяет покрытию сопротивляться механическим повреждениям. А вот минусом эксперты называют поверхностную ржавчину: бурый налёт появляется из-за того, что сам порошок для обработки имеет в своём составе около 10% железа. Он легко удаляется — достаточно просто протереть изделие, но во влажном помещении налёт снова проявится. Вот и приходится производителю наносить на свои изделия и ещё один состав — бесцветный лак, который будет защищать уже диффузионное покрытие. Все требования в результате соблюдены — изделия соответствуют ГОСТу, однако речь идёт о дополнительной производственной операции.

Газотермическое цинкование
Оба описанных метода могут применяться только при производстве деталей. А что делать, если металлический элемент уже является составной частью функционирующей конструкции? То есть теоретически, можно демонтировать фрагмент, очистить его от старого покрытия и снова поместить, скажем, в ванну для горячего цинкования. Но здесь в силу вступают те самые принципы экономической целесообразности, и для работающих конструкций применяют газотермическое напыление, либо метод цинкирования. Они же идут в ход при работе с крупногабаритными объектами, которые не помещаются в ванну.
В случае газотермического напыления покрытие наносится распылением цинка в виде порошка или проволоки, количество слоёв может варьироваться. Здесь нет таких высоких температур, как при работе с предыдущими двумя методами, да и технику безопасности обеспечить проще. В результате образуется эффективное антикоррозийное покрытие, правда, в силу специфики технологии, оно имеет высокую пористость. В связи с этим детали опять же нуждаются в дополнительной обработке. И если цинк может проработать на металле несколько десятилетий, то лакокрасочное покрытие нужно регулярно обновлять.
Цинкирование
Технология цинкирования выделяется своей простотой: ни тебе окунания, ни вредных выбросов. Наносится цинкирующий состав различными способами: кистью, валиком, воздушным или безвоздушным распылением. Особенность реально эффективного материала в том, что содержание цинка в готовом покрытии не менее 96%. Опрошенные нами эксперты приводят данные, иллюстрирующие конкурентоспособность цинкирования по сравнению с другими цинковыми покрытиями, утверждая, что данный способ ни в чём не уступает своим аналогам, в частности горячему цинкованию.
«Наша компания работает по одной из технологий нанесения цинка — цинкированию, и мы разработали уникальный состав класса Zinker. Покрытие такого класса сохраняет свои протекторные свойства на протяжении всего срока службы. По результатам испытаний, которые состоялись недавно, это более 15 лет, причём, согласно ISO 12944:6, это максимально возможный срок. Говоря о сроке службы нашего покрытия, мы ориентируемся на данные, полученные на основании испытаний — был применён метод искусственного старения. Мы проводили множество исследований, в том числе и в России. Одно из них продемонстрировало, что под воздействием агрессивных сред, в соли, покрытие класса Zinker и покрытие, полученное в результате горячего цинкования, растворялись с одной и той же скоростью (при равной толщине слоя). А вот в цене разница очень существенна», — говорит Василий Бочаров.






Дэвид Харрисон,

менеджер по ведению контрактов Bronx Intenrational

«Если говорить о цинковании рулонной стали, то можно выделить несколько технологий, применимых на данный момент.

Цинкование с применением печей отжига в бескислородной атмосфере. В данной технологии сталь разогревается в печи до 700 °C и выше, где под воздействием температур металл очищается и меняются его свойства (происходит отжиг) затем, из печи без соприкосновения с кислородом, полоса сразу поступает в раствор цинка.

Цинкование с применением технологии горячего флюса. В этом случае полоса нагревается лишь до 200 °C, затем поступает во флюсовую коробку, где окончательно очищается, затем, проходя сквозь расплав свинца нагревается до температуры расплавленного цинка и лишь тогда поступает в раствор цинка. Данную технологию не назовешь экологичной. Из-за применения свинца, она даже запрещена в некоторых странах.

Цинкование с применением технологии сухого флюса. Данный метод менее производителен, чем, например, технология с печами отжига. Сухой флюс включает хлорид цинк-аммония, что приводит к образованию большого количества паров, и, соответственно, появляется необходимость в установке вытяжных вентиляторов.

Электроцинкование. Обычно используется для достижения очень тонкого цинкового покрытия. Потребляет много электричества.

Существует ещё погружное цинкование, используемое для цинкования металлоконструкций, деталей и других предметов. Данный процесс похож на цинкование с применением технологии горячего флюса. До изобретения непрерывного цинкования рулонного металла, стальные листы цинковались погружным способом».


Василия Бочаров,

коммерческий директор НПЦ Антикоррозионной Защиты

«Обозначенная проблема в настоящий момент очень актуальна. Так, 2018 год объявлен Годом борьбы с коррозией, а 14 ноября текущего года впервые отмечался День Цинка в России.

Свой цинкирующий состав мы позиционируем как уникальную разработку в связи с тем, что он обладает рядом особенностей. Во-первых, ему не требуется финишное покрытие — в отличие от цинкосодержащих красок. Во-вторых, наш состав защищён от подделок. В-третьих, наносить его можно даже в мороз — при температуре до -30 °C. В-четвертых, по защитной способности он не уступает горячему цинкованию. Уже эти (не говоря о других) характеристики «отсекают» абсолютное большинство цинксодержащих материалов.

У состава достаточно широкий спектр применения: это и нефтегазовый комплекс, и строительство, и энергетика. То есть его можно использовать фактически везде, где есть металлические конструкции, и у нас есть опыт работы на разных объектах. Например, обработка элементов Колпинской подстанции при её реконструкции. Это действующий объект, поэтому важна была скорость выполнения работ. За счёт того, что материал сохнет полчаса, удалось всё сделать быстро — для энергетиков это принципиально. Работы производились в 2012 году, в настоящий момент покрытие продолжает выполнять свои защитные функции».



«Промышленные страницы Сибири» №11 (124) ноябрь 2017 г.

скачать pdf

Кира Истратова.

Новости
 
Выход на абсолютно новый рынок HVAC-оборудования – в столице универсиады Красноярске!
В Красноярске в последние годы происходит настоящий......
 
 
Названы лауреаты Премии «Оконная компания года»/WinAwards Russia 2017 по версии tybet.ru
28 ноября 2017 года в Москве прошла......
 
 
Как в кризис сократить затраты на приобретение средств индивидуальной защиты?
В ноябре 2017 года компания «Красноярск-Восток-Сервис» –......
 
 
Минстрой РФ опубликовал дорожные карты по решению проблем обманутых дольщиков
В открытом доступе на сайте Минстроя появились......
 
 
Российские компаунды продемонстрировали конкурентное преимущество по сравнению с зарубежными аналогами
Завод «НВА» для своей линейки сухих литых......
 
 
В СФО замедлились темпы жилого строительства
Новосибирскстат опубликовал статистику ввода жилых домов по......
 
 
Россия увеличила экспорт электричества
В период с января по сентябрь 2017......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru