Состав для холодного цинкования: Обзор составов для холодного цинкования – Технология холодного цинкования металла, преимущества методы, составы для оцинковки
Холодное цинкование
Холодное цинкование — нанесение на заранее подготовленную поверхность специальный цинкнаполненный состав (цинкнаполненные краски, грунты и композиции). Содержание цинкового высокодисперсного порошка в составе для холодного цинкования может достигать 95%. После высыхания на поверхности образуется прочное покрытие с высоким содержанием цинка. По отношению к стали готовое покрытие является катодом и осуществляет хорошую протекторную защиту (как и цинковые, полученные любыми другими способами). По качеству и защитным способностям покрытие, сформированное при помощи современных составов для холодного цинкования, не уступает покрытиям, нанесенным другими известными способами.
При контакте цинкнаполненного состава с защищаемой поверхностью возникает короткозамкнутый гальванический элемент. Его ток нейтрализует процесс коррозионного разрушения защищаемого металла.
Метод холодного цинкования разработан относительно недавно, в восьмидесятых годах 20-го столетия. Изобрел его один из ученых УрО РАН (Уральского Отделения Российской Академии Наук).
Применение метода холодного цинкования
Методом холодного цинкования наносят покрытия на детали автомобилей, трубы, арматуру, различные резервуары, мостовые сооружения, части судов, нефтепроводы, газопроводы, цистерны, металлоконструкции и многое другое.
Холодным цинкование хорошо укреплять различные металлоконструкции и трубы. Широко используется холодное цинкование при ремонте уже установленных магистральных трубопроводов. Цинковый слой в таких условиях приостанавливает коррозию трубопроводов.
Преимущества метода холодного цинкования металла
Само покрытие может иметь небольшие механические повреждения, царапины, поры, но во время периода эксплуатации эти недостатки «забиваются» (тем самым уплотняя покрытие) продуктами растворения цинка. Метод холодного цинкования наиболее легок в исполнении, дешевый и доступный. Холодное цинкование можно осуществить на месте эксплуатации металлоконструкции без ее демонтажа. Каких либо ограничений по размерам и формам конструкции при этом не существует. Подготовку поверхности перед холодным цинкованием также производят на месте.
Процесс нанесения цинкнаполненного состава довольно легок в исполнении, т.к. можно применять окунание, покраску кистью (валиком) либо распыление. Оцинковку проводят при температурах от -10 до +40 °С.
Покрытие абсолютно пожаробезопасно и электропроводно.
Обладает высокой водостойкостью (может эксплуатироваться под водой). Плотность хорошего цинкнаполненного состава зачастую составляет выше 2,2 – 2,8 кг/л.
Защитный слой, нанесенный методом холодного цинкования, например, протекторным составом «Гальванол», либо Актерм Цинк можно использовать не только в качестве самостоятельного покрытия. Цинковые слои наносят еще при грунтовании, межоперационной защите. Используется холодное цинкование и при ремонте ранее оцинкованных участков металла.
На поверхность защитного слоя полученного методом холодного цинкования можно наносить другой лакокрасочный материал. ЛКМ при этом можно брать любой, в том числе и водоэмульсионный. Ограниченно используются только алкидные лакокрасочные материалы, т.к. при контакте алкидные смолы могут омыляться, что в дальнейшем вызовет отслаивание покрытия.
Целесообразно использовать цинковое покрытие, полученное методом холодного цинкования, в качестве подслоя под химически стойкий лакокрасочный материал. Такое двухслойное покрытие позволяет эксплуатировать изделия и агрегаты в условиях повышенной агрессивностью окружающей среды. Срок службы защитного слоя увеличивается в несколько раз.
Составы для холодного цинкования | Цинковый портал
Составы для холодного цинкования — композиционные растворы, содержание которых определяется наличием цинкового порошка и связующего элемента. Цинковая составляющая является приоритетным компонентом (75 — 90% от общей массы) в составах для холодного цинкования. Порошок в композиционной смеси находится в высоко дисперсионном состоянии, для улучшения создания диффузионных, металлических связей между цинковым слоем и матричной основой покрываемого изделия.
В составах для холодного цинкования в качестве связующего элемента могут использоваться органические и неорганические компоненты. Связующая составляющая наделяет определенными свойствами окончательно сформированный защитный слой. Поэтому мотивацией при выборе связующей основы служат технологические характеристики, приобретаемые цинкнаполненном покрытием в результате обработки.
Свойства цинкового покрытия при холодном цинкования определяются
• природой связующей основы (адгезионными свойствами, электропроводностью),
• химическим составом цинкового порошка,
• размером и формой частиц в цинковой составляющей,
• соотношением содержания связующего элемента и цинковой составляющей,
Связующий элемент составов для холодного цинкования
В качестве связующих элементов используются как органические, так и неорганические соединения.
Неорганическая основа рабочих составов для холодного цинкования
В качестве неорганической связующей составляющей выступают силикатные композиции (жидкое стекло):
• силикаты натрия,
• силикаты калия,
• силикаты лития.
Для цинксиликатных покрытий характерны высокие технические характеристики готового покрытия при относительной дешевизне компонентных составляющих. К основным приоритетным показателям неорганических композиций для холодного цинкования относятся:
• высокие адгезионно — прочностные характеристики,
• твердость защитного покрытия,
• высокие показатели теплостойкости – до 500°C,
• кислотоустойчивость,
• коррозионная стойкость,
• долговечность цинкового покрытия (не зависимо от толщины слоя).
К возможным недостаткам неорганических
цинкнаполненных покрытий можно отнести то условие, что перед началом нанесения цинксодержащего состава на металлическую основу, согласно ТУ, должна производиться идеальная зачистка, подготовка обрабатываемой поверхности изделия.В неорганических цинксодержащих составах растворение компонентов производится на базе:
• органоразбавляемых продуктов,
• водоразбавляемых элементов.
Формирование цинксиликатного слоя с содержанием органоразбавляемые элементов начинается с процесса испарения растворителя. Причем испарение может происходить как в «плюсовом», так и «минусовом» диапазоне. Затем силикатная составляющая (алкильная часть) взаимодействует с водой. Происходит гидролиз, в результате чего образуется силанол и этанол (для этилсиликатов). Формирование защитного слоя происходит путем поликонденсации: молекулы силанольной составляющей поперечно переплетаются между собой, образуя полимер (силикатный) и воду. При этом цинковые ионы, полученные из цинкового порошка, в химических реакциях гидролиза и полимеризации исполняют роль катализаторов.
При использовании водоразбавляемых компонентов для неорганических цинкнаполненных покрытий процесс формирование цинкового покрытия начинается с испарения водной составляющей. В связи с этим, нанесение цинксодержащей композиции должно производится в сухих и теплых климатических условиях. После реакции испарения начинается процесс отверждения, в результате чего на поверхности образуются щелочные гидроксиды(〖ОН〗^-). При нормальных условиях гидроксидный комплекс нейтрализуется углекислым газом, который находится в атмосфере, и влагой. Высокая концентрация воды в атмосфере может создать условия:
• для активной реакции щелочных гидроксидов и ионов цинка (из цинковой составляющей),
• для взаимодействия гидроксидов с силикатным комплексом, который не полностью прореагировал изначально.
Перечисленные факторы негативно влияют на формирование поверхностного слоя, т.к. могут привести к образованию очагов ржавчины, пузырению, создать некачественное мягкое, неотвержденное, тонкопленочное, покрытие.
Окончательное формирование неорганического цинкнаполненного покрытия с содержанием водоразбавляемых продуктов происходит в результате полимеризации. Защитный слой застывает и отвердевает.
Процесс полимеризации силикатных связующих компонентов в цинксодержащих композициях основывается на одновременно протекающих химических реакциях между цинковым пигментом, связующим элементом и матричной основой. Образованный полисиликатный слой представляет собой твердое, сплошное, износостойкое, электропроводящее покрытие.
Полимерная цепочка в неорганических цинксодержащих составах представляет собой последовательность атомов кислорода и кремния: O-Si-O-Si-O-Si. Прочность кислородно-кремниевой связи — 445КДж/моль. Для разрыва атомной связи потребуется значительная энергия активации. Это определяет высокую стойкость кремниевых полимеров.
Цинксиликатные покрытия производят защиту матричной основы изделия протекторным способом. Это объясняется высокой электропроводностью образованного цинкового слоя.
Органическая связующая для составов холодного цинкования
В цинкнаполненных покрытиях, составленных на базе органических комплексных соединений, в качестве связующего элемента используются
• производные от кремневой кислоты – этилсиликаты,
• уретановые смолы,
• эпоксидные композиции,
• акриловые смолы,
• хлоркаучуковые композиции.
Полимерная цепочка органических цинксодержащих составов состоит из атомов углерода, расположенных последовательно. Прочность углеродной связи (С-С-С-С) составляет 358 КДж/моль.
Преимуществами органических составов холодного цинкования являются:
• короткий период высыхания и затвердевания наносимого защитного покрытия,
• высокие параметры коррозионной стойкости.
К недостаткам – высокий процент возгораемости цинксодержащего состава в процессе холодного цинкования. Это объясняется тем, что в качестве растворяющего компонента используются легко воспламеняющиеся вещества:
• ацетон,
• изопропиловый спирт,
• этиловый спирт.
Чаще всего органические цинкнаполненные покрытия наносятся безвоздушным способом распыления.
Цинковый порошок для составов холодного цинкования
Цинковый порошок представляет собой высокодисперсный состав голубовато-серого цвета (ГОСТ 12601-76). Химический состав:
• цинковая пыль — 95 ÷ 98% ,
• оксид цинка – 2 ÷ 4,5%,
• примеси кадмия, кремния, железа, свинца и других элементов – 0,5%.
Цинковый порошок модифицируется по
• химическому составу,
• размеру частиц,
• форме микрочастиц (сферические, эллиптические, чешуйчатые).
При чешуйчатой форме частиц существенно увеличивается показатель соотношения площади поверхности к объему, что позволяет уменьшить концентрацию цинковой составляющей в цинковом покрытии без потери технологических свойств. Порошок, состоящий из чешуек, образует более пластичный цинковый слой с повышенной электрохимической защитой (за счет развитой поверхности пигмента).
Эффективность электрохимической защиты цинкнаполненных покрытий напрямую зависит от процентного содержания цинковой составляющей. Для композиций на неорганической основе концентрация цинка в рабочем растворе составляет 75% и выше от общей массы, для покрытий с органическим связующим элементом – от 85% до 90%. Электропроводность цинкнаполненных составов на органической основе ниже, чем на неорганической, поэтому содержание в них цинка выше. Для улучшения технологических характеристик в цинкорганические составы к цинковому порошку добавляют легирующие элементы:
• алюминий (цинковый порошок марки ПЦ-А — активированный),
• свинцовый сурик.
Цинковый порошок марки ПЦ-П – пассивированный, определяется наличием в составе железа и свинца.
Минимально допустимая концентрация цинкового порошка в составах для холодного цинкования – 75%. При уменьшении содержания цинковых микроэлементов в композициях ниже 70% от общей массы резко уменьшается возможность контактного взаимодействия частиц между собой, следовательно, резко падет электропроводность, слабеет электрохимическая защитная способность.
Согласно ISO 3549, составы для холодного цинкования, обеспечивающие наиболее эффективную электрохимическую защиту, должны содержать в сухом покрытии не менее
• 94% чистого цинка от общей массы с размером частиц 12÷15 мкм,
• 88% чистого цинка от общей массы рабочего состава с размером микрочастиц 3÷5 мкм.
Способы получения высокодисперсного цинкового порошка
1. Дистилляционный метод.
2. Распыление расплавленного цинка струей газа, сжатого воздуха в вакууме с последующим охлаждением.
3. Возгонка цинка в специальных ретортах с конденсацией образовавшихся паров в спецприспособлениях (автоклавах).
4. Процесс электрического осаждения цинковых микрочастиц из электролитических растворов при предельных параметрах тока.
5. Метод механического измельчения цинка.
Возможность получения цинкового порошка с различными химическими и гранулометрическими характеристиками позволяет его использовать в качестве основного наполнителя для защитных покрытий:
• при окрашивании,
• при нанесении грунтовочного слоя,
при нанесении покрытия на стальную полосу в непрерывном, автоматическом режиме.
Области применения составов для холодного цинкования – защита нефтегазовых резервуаров, мостовых сооружений, буровых установок, защита трубопроводов, ремонт и обслуживание различных коммуникационных сооружений и приспособлений.
Технология процесса холодного цинкования
Самым качественным способом антикоррозийной защиты металлических конструкций признано их покрытие цинком, или цинкование. Долгое время для защиты от коррозии применяли электрохимическое осаждение, названное в промышленных масштабах – горячим цинкованием. Оно обеспечивало металлическим конструкциям защиту от ржавчины на 10-15 лет, а если повезет с условиями эксплуатации – то и до 50 лет. Этот метод так и остался бы самым распространенным, если бы его всегда удавалось применять. Но в силу разных причин: больших размеров конструкций, транспортировке, дороговизне процедуры и прочих, его применение не всегда целесообразно. В итоге, ученые создали такой метод оцинковки, которые можно применять всегда – холодное цинкование.
Холодное цинкование – это технология, предполагающая антикоррозийную обработку с применением цинковых покрытий, которые наносятся на поверхность металла, как обычные краски. В результате такой обработки, металлы приобретают защитные покрытия по характеристикам не уступающие оцинкованным горячим способом.
По защитным качествам холодное цинкование не уступает горячему, а по некоторым характеристикам, даже превосходит его.
Отличная адгезия поверхности металла с покрывающим составом, а также с финишными лакокрасочными покрытиями.Технология процесса холодное цинкование отличается следующими преимуществами:
- Нет ограничений по размерам и габаритам конструкции, которую необходимо покрыть.
- Простые приготовления к нанесению, не требующие больших затрат.
- Легкая свариваемость конструкций после процедуры холодного цинкования.
- Доступные способы нанесения в бытовых условиях: обычные кисти, малярные валики, распылители.
- Нанесение может производиться прямо на месте эксплуатации конструкций – не требуется их транспортировка.
- Не нужно разбирать конструкции или оборудование перед нанесением.
Кроме очевидных преимуществ, можно отметить возможности нанесения в широком температурном диапазоне – от -20 до +40°С. Единственным «слабым» местом холодного цинкования считают недостаточная стойкость к механическим повреждениям, но она с лихвой покрывается массой преимуществ. К тому же, на поверхность холодной оцинковки всегда можно нанести финишные защитные покрытия, которые упрочнят всю конструкцию. А поврежденный участок покрытия всегда можно легко отремонтировать с помощью того же состава.
Холодное цинкование технология нанесения
Холодное цинкование обеспечивается путем нанесения различных антикоррозионных композиций, состав и характеристики которых регламентируются ГОСТ 9.305–84. Стандарты, указанные в этом документе, описывают все особенности современных неорганических, неметаллических и металлических покрытий. Композиции изготавливаются согласно видам протекания коррозии – химическим и электрохимическим способом. Согласно этому ГОСТу составы для холодного цинкования можно применять на все виды металлов, кроме деталей из магния и стали повышенной прочности.
Технология обработки металлоконструкций составами для холодного цинкования предполагает подготовку поверхности металла для нанесения защитной композиции. Выполняется эта подготовка по ГОСТу далее описанным образом:
- удаление естественных загрязнений, вызванных климатическими явлениями, солей с металлической поверхности посредством тщательного обмыва и очистки
- очистка обрабатываемого изделия гидроабразивным, абразивоструйным либо гидродинамическим методом с целью придания его поверхности требуемого уровня шероховатости, а также для удаления окалины и ржавчины со старого покрытия
- просушивание конструкции в тех случаях, когда очистка выполнялась гидродинамическим либо гидроабразивным способом
- финишная очистка (производится вручную) поверхности, удаление с нее варочных брызг и заусенцев, острых кромок и углов
- обеспыливание металлоконструкции посредством направленной струи воздуха под давлением
ГОСТ говорит о том, что, если на металле имеются жировые и масляные включения, его поверхность дополнительно следует обезжирить, используя растворители углеводородной группы. К качеству обработанной поверхности ГОСТ выдвигает ряд требований. Так, например, уровень обеспыливания нужно проверять по размеру и числу частиц пыли по стандарту ISO 8502-3, уровень обезжиривания – по ГОСТ 12.2.052 (применяется люминесцентный метод проверки), показатель шероховатости – по ISO 8503-1 при помощи стандартного профилометра или специального компаратора.
После подготовки поверхности и проверки качества выполненной процедуры можно приступать к нанесению выбранного состава для холодного цинкования. Технология требует, чтобы операция выполнялась при определенной температуре воздуха, которая оговаривается производителем защитного покрытия в инструкции по его применению. При этом температура обрабатываемой поверхности обязана быть на три и более градуса больше точки росы (если не выполнить это условие, на конструкции образуется влага, которая ухудшит качество защитного покрытия).
Расчет указанной точки выполняется при помощи различных приборов. Это может быть термометр, психрометр и гигрометр, либо более современные комплексные устройства. Их показания следует сравнивать с данными, имеющимися в специальных таблицах, предназначенных для точного определения точки росы. Слои защитного покрытия наносятся равномерно и последовательно. Причем нанесение каждого последующего слоя допускается только после того, как предыдущий высох до оговоренного инструкцией к антикоррозионной композиции показателя.
Обработку рекомендуется выполнять при помощи пневматического оборудования или безвоздушным методом, однако подойдут обычные кисти или валики. Детали, которые требуют полосовой окраски, обрабатывают валиками и кистями. После цинкования обязательно проводится контроль качества полученного покрытия. Он осуществляется измерительными устройствами, которые позволяют установить толщину защитной пленки и степень адгезии поверхности металла и покрытия, а также визуально с целью определения декоративных характеристик полученного покрытия, отсутствия на нем дефектов и необработанных участков.
Только после получения данные о надежности покрытия, ему обеспечивается качественная сушка на открытом воздухе или в хорошо вентилируемом помещении.
После полной просушки – от 8 часов до 24 часов – оборудование или конструкция может вводиться в эксплуатацию. Холодное цинкование металлоконструкций больших размеров технология в принципе не отличается.
Особенности покрытия методом холодной оцинковки
- Покрытие наносится при температуре от -25 до +40°С. При этом допустимо наличие высокого уровня влажности.
- Свойства его сохраняются в неизменно отличном состоянии в широком диапазоне температур (от -50 до +150°С).
- Допустимо применение такого покрытия в разных климатических условиях, при наличии высокой влажности, в постоянном контакте с морской водой. Отсутствие токсических веществ позволяет использовать их в пищевой промышленности. Данная возможность подтверждается специальными сертификатами.
- Небольшие повреждения восстанавливаются автоматически. Соединения цинка заполняют собой мельчайшие пустоты, предотвращают доступ воды и кислорода к защищаемой поверхности.
- Пригодно для ремонта локальных дефектов.
- Оно великолепно подходит в качестве грунтовки для последующего нанесения сверху финишных покрытий.
Самые современные, проверенные и надежные составы для холодного цинкования вы можете найти у нас в магазине.
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]
Холодное или горячее цинкование: что выбрать?
Цинкование металлических конструкций и изделий давно признано самым эффективным методом борьбы с коррозией и продлением срока их службы. Но, выбор между различными способами цинкования сделать не просто. Какой же вид цинкования подойдет в вашем конкретном случае – мы расскажем в этой статье.
Суть горячего и холодного цинкования
Горячее цинкование – нанесение защитного антикоррозийного покрытия путем окунания всей конструкции в ванну с расплавленным цинком. После этого конструкцию подвешивают и ждут до полного высыхания. В результате, конструкция приобретает сплошное защитное покрытие без пропусков, защищены даже труднодоступные места, так как «жидкий» цинк проникает и внутрь конструкций. Защита горячей оцинковки надежно служит до 60 лет, а иногда и более, при благоприятных условиях эксплуатации. Горячее цинкование уже более 160 лет является стандартом в области антикоррозийной защиты металлов и с момента изобретения практически не претерпело изменений.
Холодное цинкование (цинкосодержащими составами) – нанесение на подготовленную поверхность металлов специальных составов с большим содержанием цинка (95 и более %). На сегодняшний день это самый современный, простой, быстрый и экономичный способ защиты металлов от коррозии.
Холодное и горячее цинкование – достоинства и недостатки методов
| Холодное цинкование | Горячее цинкование |
| Достоинства методов | |
|
|
| Недостатки методов | |
|
|
Составы для холодного цинкования – тут. Доставка возможна в день обращения!
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]