Защита от коррозии методом "холодного" цинкования
"Холодное" цинкование — метод долговременной защиты стали от коррозии. Заключается в использовании лакокрасочных композиций, содержащих в качестве пигмента высокодисперсный порошок цинка. Цинкнаполненные композиции наносятся на поверхность изделий традиционными лакокрасочными способами. После высыхания образуют покрытия с высоким содержанием цинка, которые осуществляют эффективную протекторную (катодную) защиту стали аналогично цинковым металлическим покрытиям (горячеоцинкованным, гальваническим, металлизированным). Благодаря этому метод получил название "холодное" цинкование.
При воздействии агрессивной среды или при появлении на покрытии дефекта цинк окисляется, предотвращая коррозию стали и «залечивая» повреждение.
 |
Рис. Особенности механизма защитного действия цинкнаполненных (а) и лакокрасочных (б) покрытий.
Вверху — схема протекания коррозионных процессов. Внизу — внешний вид покрытий после ускоренных коррозионных испытаний (у лакокрасочного покрытия видна интенсивная нитевидная коррозия вдоль искусственно нанесенных дефектов — надрезов)
Наряду с катодным (протекторным) механизмом защиты цинкнаполненным покрытиям (ЦНП) присущ и барьерный механизм, характерный для обычных лакокрасочных покрытий. Значение последнего возрастает в процессе эксплуатации. Это связано с тем, что при окислении металлического порошка в микропорах покрытия образуются нерастворимые продукты коррозии цинка, препятствующие доступу коррозионно-активных агентов к стали. Благодаря этому свойству скорость окисления цинка в цинкнаполненных покрытиях ниже по сравнению с горячеоцинкованными покрытиями, а срок их службы соответственно более длительный.
Преимущества цинкнаполненных покрытий
|
По сравнению с горячим цинкованием |
По сравнению с традиционными ЛКМ |
|
Более высокий срок службы при равном содержании цинка за счет его более медленного окисления. |
Катодный механизм защиты, способность к "самозалечиванию" в местах дефектов покрытий при эксплуатации. Отсутствие подпленочной коррозии. |
|
Простота и удобство нанесения любыми лакокрасочными методами в заводских и полевых условиях. |
Более высокие в 2-4 раза, сроки службы. Повышенная атмосферо- и водостойкость. Как следствие — экономичность за счет сокращения затрат на ремонты. |
|
Возможность нанесения на крупногабаритные конструкции. |
Устойчивы в холодном климате и к перепадам температур (коэффициенты температурного расширения близки к стали). |
|
Сравнительная экологическая безопасность технологии. |
Электропроводны, не накапливают статического электричества. |
|
Ремонтопригодность с применением тех же материалов. |
Пожаробезопасны за счет большого содержания металла в покрытии. Не распространяют пламя по поверхности. |
Технология холодного цинкования разработана для защиты металлоконструкции от коррозии и основана на использовании цинкнаполненных красок, после нанесения которых на защищаемую поверхность любым лакокрасочным методом (распылением, кистью, валиком, окунанием) и сушки формируется цинкнаполненное покрытие с высоким (до 95%) содержанием цинка в сухом покрытии.
Преимущества технологии холодного цинкования.
Технология холодного цинкования является альтернативой более трудоемких технологий горячего и гальванического цинкования. Она предусматривает простой и традиционный лакокрасочный метод формирования защитного покрытия на металлоконструкциях с использованием стандартного промышленного оборудования. Антикоррозийное цинкнаполненное покрытие, полученное по технологии холодного цинкования, обладает протекторными свойствами в таком же объеме, как и цинковые покрытия, полученные по технологиям горячего и гальванического цинкования, но, в отличие от последних, обеспечивает в 4-6 раз более длительную защиту от коррозии.
Кроме того, такие покрытия за счет высокого содержания цинка по сравнению с традиционными лакокрасочными покрытиями обладают повышенными физико-механическими характеристиками, полностью исключают явление «подслойной коррозии» в случае нарушения целостности защитного покрытия, не мешают процессу сварки, не ухудшают качество сварного шва и, наконец, являются ремонтопригодными (т.е. в процессе проведения ремонтных работ достаточно зачистить и вновь покрасить только поврежденные места на защищенной стальной поверхности).
Антикоррозионные цинкнаполненные краски для технологии холодного цинкования, как правило, являются двухкомпонентными и состоят из высокодисперсного порошка цинка и жидкого компонента (связующего), поставляемых потребителю в двух отдельных упаковках. Перед употреблением порошок и связующее смешивают в соотношении от 1:1 до 3:1 в соответствии с нормативами, указанными в технической документации на краску.
Применяемые на практике цинкнаполненные краски отличаются по типу связующего, используемого в их составе. Известны составы красок как с органическими, так и с неорганическими связующими. Разработаны и успешно применяются однокомпонентные цинкнаполненные краски на основе полимерного связующего.
Для высокодисперсного порошка цинка главным требованием является размер частиц в пределах от 1 до 10 микрон, что позволяет обеспечить высокие технологические свойства цинкнаполненной крас высокие эксплуатационные свойства антикоррозионного цинкнаполненного покрытия.....(Из материалов Уральского института металлов)
Холодное цинкование стали — долговременная антикоррозионная защита металлоконструкций. Экологически чистый, надёжный метод долговременной (15—25 лет) защиты объектов. Получаемое покрытие содержит до 98% цинка, анодно по отношению к стали, осуществляет протекторную защиту. В ходе эксплуатации покрытие уплотняется за счёт накопления в порах продуктов растворения цинка, ограничивая доступ агрессивной среды к защищаемой поверхности. При возникновении незначительных повреждений покрытия обладают способностью к самозалечиванию. Для цинкнаполненных покрытий не характерна подплёночная коррозия. Сварка по однослойному покрытию не приводит к ухудшению качества сварного шва. Холодноцинковые покрытия устойчивы при рН=1—12, восстанавливаются при ремонте в любых эксплуатационных условиях. Метод дает возможность создавать различные специальные системы покрытий, которые в наибольшей степени соответствуют функциональному назначению металлоконструкций. Покрытия наносятся при температурах от -15 °C до +40 °С, устойчивы при температурах от -50 °C до +150 °C, в условиях холодного, умеренного и тропического климата, в пресной, морской, минерализованной воде, нефти, нефтепродуктах. Покрытия не токсичны и рекомендованы к использованию в системах питьевого и горячего водоснабжения, в сооружениях для хранения зерна и других сыпучих продуктов, в ёмкостях под спиртсодержащие жидкости. Покрытия наносятся с помощью обычных средств и методов, использующихся для нанесения лакокрасочных материалов: пневматическое и безвоздушное распыление, кисть, валик, окунание. Возможно применение в качестве грунтовки или самостоятельного покрытия, совместимы с лакокрасочными материалами различного химического состава. Размер конструкции не ограничивается размерами гальванической ванны; покрытие может наноситься в полевых условиях.
Использование метода холодного цинкования эффективно, как для получения самостоятельного покрытия и предварительного грунтования, так и для межоперационной защиты стали и ремонта ранее оцинкованных поверхностей.
Применение метода имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с горячим цинкованием:
1.- Отсутствие ограничений по размерам цинкуемых поверхностей;
2.- Возможность производить подготовку поверхности на месте;
3.- Возможность легко сваривать конструкции, покрытые составами для холодного цинкования;
4.- Возможность на месте оцинковывать сварочные швы;
5.- Легкость в ремонте, в т.ч. нарушенных (при транспортировке и монтаже) участков цинкового покрытия;
6.- Возможность цинкования в широком диапазоне температур – от -20°С до +40°С;
7.- Отсутствие необходимости демонтажа, транспортировки к месту цинкования и обратно и последующего монтажа конструкций;
8.- Возможность получения эластичного покрытия, выдерживающего как механическую деформацию, так и термическое расширение и сжатие в широком диапазоне температур;
9.- Высокая степень сцепления других ЛКМ, в т.ч. порошковых красок с оцинкованной поверхностью;
10.- Возможность оцинковывать собственными силами и любым способом (погружением в состав, кистью, валиком, распылителем).
Уже сегодня метод холодного цинкования металлоконструкций, успешно используются на практике в России и за ее пределами. В частности, при защите от коррозии мостовых сооружений, тоннелей, строительных металлоконструкций, городских столбов освещения, опор ЛЭП, металлических кровель, резервуаров, трубопроводов, арматуры зданий, для антикоррозийной обработки агрегатов и деталей кузовов автомобилей и многое другое. Пользователи отмечают эффективность метода, его простоту, относительно невысокую стоимость и весьма быструю эксплуатационную окупаемость.