Co je zinkový povlak?

Škody způsobené korozí kovů v průmyslových zemích dosahují 5 % národního důchodu. K ochraně kovových dílů před korozí po dlouhou dobu (minimálně 25 let) se používají nátěry s vysokým podílem zinku. Typickými aplikačními metodami jsou galvanizace nebo žárové zinkování. Ale ne vždy jsou ziskové a někdy nejsou vůbec proveditelné.

Žárové zinkování probíhá ve speciální dílně, kde jsou přivezené díly ponořeny do lázní roztaveného zinku zahřátého na 460°C (40°C nad jeho bod tání). Ne každý design nebo výrobek se do těchto van hodí; ale ne každý se dá rozebrat a pak zase složit. I když se to všechno podaří překonat, bude to vyžadovat další výdaje. Navíc: některé kovy a oceli se znatelně roztahují při teplotách, které způsobí deformaci a poškození výrobku namísto jeho ochrany.

Kompozice pro zinkování za studena, jak název napovídá, nevyžadují ohřev kovů a jsou vhodné pro ochranu konstrukcí a výrobků jakékoli velikosti. Navíc je lze aplikovat přímo na místě, kde se nacházejí – což je zvláště důležité, když konstrukce nelze demontovat nebo je demontáž nákladná. To je důvod, proč galvanizace za studena doplnila tradiční metody a poskytla stejné ochranné účinky dostupnějším, pohodlnějším a levnějším způsobem.

Jak tedy tato metoda funguje a proč je tak dobrá v ochraně proti korozi?

Studené zinkování: definice a princip činnosti

Galvanizace za studena je aplikace ochranné kompozice s obsahem zinku vyšším než 95 %. Kompozice se nanášejí na připravený kovový povrch jako běžné barvy (štětcem, válečkem, stříkací pistolí) přímo v místě produktu. Tvoří odolný povlak, který chrání před korozí a některými dalšími škodlivými jevy; například změny teploty nebo pronikání chemikálií. Metoda je snadno použitelná, ale není o nic méně účinná než jiné, obtížně implementovatelné metody ochrany.

Proč je zinek ve formulacích?

Skutečně: čistý zinek je stříbřitě bílý kov, za normálních podmínek dosti křehký. Jak může něco chránit? A je to pravda: kompozice pro galvanizaci za studena obsahují nejen zinek, ale mají vysoký obsah (od 94%) a čistotu (ne více než 1–2% nečistot, mezi nimiž by neměly být žádné kovy).

Aplikace takové kompozice na jiný kov však ve skutečnosti chrání před korozí, a to dvěma způsoby najednou:

— Při reakci zinku se vzduchem vzniká na jeho povrchu oxid, reaguje-li s vodou, tvoří hydroxid. Tento tenký, ale odolný film zabraňuje dalšímu rozvoji oxidace hlouběji do podkladového kovu. (Rez netvoří na povrchu železa souvislý film: mezi jednotlivými krystaly hydratovaného oxidu železitého jsou velké mezery, díky nimž je železo náchylné k postupné korozi.) Za normálních podmínek tato metoda neumožňuje přístup kyslíku a vlhkosti. proniknout do kompozice, proto se nazývá pasivní nebo bariérová . I v mírně kyselém prostředí je zpomalena koroze čistého zinku díky vysoké hodnotě přepětí vývoje vodíku na zinku (~1 V). Když však zinek obsahuje setiny procenta kovových nečistot, které mají nižší přepětí (například měď a železo – 0,6 a 0,5 V), rychlost interakce zinku s kyselinami se stonásobně zvýší; proto musí být ve formulacích velmi čistý.

— Elektrochemický potenciál zinku je znatelně nižší než u železa (–760 a –440 mV). Proto se při vytváření páru železo stává katodou a zinek hraje roli anody: vzdává se elektronů a reaguje jako první, čímž chrání železo. Pasivace oceli nastává v důsledku alkalizace: ionty zinku se vzdaly elektronů a staly se aktivnějšími, reagují s oxidem uhličitým ze vzduchu a vytvářejí hustou vrstvu nerozpustného uhličitanu zinečnatého. „Hojí“ defekty povlaku, brzdí další rozvoj koroze a zabraňuje jejímu dalšímu vzniku. Tato metoda se nazývá aktivní nebo katodická.

Po určitou dobu po aplikaci (v závislosti na provozních podmínkách) má povlak stále porézní strukturu a umožňuje průchod kyslíku do železa. Během této doby povlak chrání železo aktivním, katodickým způsobem (což je typičtější pro žárové zinkování, kde zinek okamžitě vytvoří souvislý povlak odolný proti vlhkosti). Poté se struktura povlaku zhutní a přestane propouštět vlhkost a vzduch. Od tohoto okamžiku je aktivována pasivní bariérová ochrana. Pokud je však narušena celistvost povlaku (objeví se vady, škrábance, praskliny), aktivní ochrana bude opět fungovat.

V čem jsou kompozice pro zinkování za studena lepší než běžné barvy a barvy obsahující zinek?

Běžné barvy neobsahují zinek. Hliník a cín také poskytují podobné ochranné vlastnosti; ale jejich trvanlivost je nižší než u zinku a jejich cena je vyšší. Proto je zinek optimální v kompozicích pro zinkování za studena.

Ne každá barva obsahující zinek je však vhodná pro ochranu proti korozi. Někteří nebudou schopni zaručit ani jeden způsob ochrany.

Podle normy ISO 3549 (DIN 55969) složením pro zinkování za studena není barva, ale zinek s přídavkem polymerů a pojiv, poskytující aktivní elektrochemickou ochranu po celém povrchu (širokorozsáhlý a volný přenos elektronů mezi částicemi zinku uvnitř povlaku a od částic zinku k povrchu oceli). Aby k tomu došlo, musí obsahovat alespoň 94 % zinku a jeho čistota by měla dosahovat 100 %.

Kromě toho by částice zinku v tomto složení neměly být větší než 12–15 mikronů, nebo ještě lépe 3–5 mikronů. Druhá možnost (mikronizovaný prášek nebo prach) umožňuje 88 % zinku, pomáhá zvýšit přilnavost (usnadněním interdifúzní interakce zinku a železa) a elasticitu, snižuje poréznost povlaku a získává hladší povrch.

Pokud barva takové parametry nemá, pak se nejedná o kompozici pro zinkování za studena. Zinek v nich přítomný působí jako speciální (včetně barvotvorného) pigmentu, který svou oxidací a „ucpáváním pórů“ v hlavní vrstvě laku zesiluje pouze bariérovou (filmovou) ochranu.

Výhody a výzvy studeného zinkování

Studené zinkování má ve srovnání s jinými metodami řadu nepopiratelných výhod:

• Neexistují žádná omezení velikosti produktu;
• Výrobky a konstrukce není nutné rozebírat a přepravovat na místo zpracování;
• Po potažení je možné svařování;
• Hotové svary můžete zinkovat;
• Poškozenou oblast můžete rychle galvanizovat;
• Použitelné v rozsahu od –20 do +40 °C;
• Vytvořený ochranný povlak je elastický: nepraská a nedeformuje se ani pod vlivem vysokých nebo nízkých teplot;
• Vysoká přilnavost (1 bod: ne více než 5 % odlupování z celkové plochy nátěru) s kovovým povrchem as konečnými nátěry (laky a barvy);
• Použití metody vlastními silami: bez zapojení specialistů as dostupnými nástroji (štětec, váleček, rozprašovač, ponoření do vany);
• Cena je znatelně nižší a úspora (provozní návratnost) větší.

Metoda má také potíže, které jsou nevýhodou výhod:

• Je nutná pečlivá příprava povrchu;
• Je nutné přísně dodržovat technologický postup;
• Je obtížné zakrýt vnitřní dutiny a těžko dostupná místa.

Pro vysokou přilnavost a dodatečnou trvanlivost nátěru je nutná pečlivá příprava povrchu. Všechny metody vyžadují dodržování technického procesu: pouze vysoce kvalitní práce zaručuje dlouhou a spolehlivou ochranu. A k ošetření vnitřních dutin a těžko dostupných míst výrobků se začaly vyrábět kompozice pro zinkování za studena ve formě sprejů a byly používány speciální nástavce pro stříkací pistole.

Vzhledem ke své kompatibilitě se svařováním, mobilitě technologického procesu a schopnosti zpracovávat konstrukce libovolné velikosti se zinkování za studena používá k ochraně mostů a viaduktů, nádrží, přístavních a hydraulických konstrukcí, sloupů elektrického vedení a osvětlení, komůrkových stožárů, silnic svodidla, stavební kování, sestavy a díly karoserií a vlaků, potrubí, průmyslová zařízení, stavební kovové konstrukce, ploty, brány, střešní krytiny a drobné kovové výrobky.

Způsob aplikace směsí pro zinkování za studena

Technologický proces studeného zinkování je natolik jednoduchý, že jej ve většině případů zvládnete sami – bez zapojení specialistů.

— Příprava povrchu: odstranění starých nátěrů, čištění, odmaštění. Pro lepší přilnavost je důležité povrch zdrsnit pískováním nebo kovovými kartáči.

— Příprava kompozice: rozmixujte vrtačkou s nástavcem nebo mixérem do hladka.

— Nanášení materiálu: štětcem, válečkem, stříkací pistolí nebo máčením v lázni.

— Naneste požadovaný počet vrstev a schnutí vrstvy po vrstvě od 10 do 40 minut.

— Kontrola kvality nátěru: neměl by mít průchozí póry, bubliny nebo viditelné poškození.

— Konečné vytvrzení před uvedením do provozu.

Přehled kompozic pro zinkování za studena

V oblasti protikorozní ochrany již byly rozpoznány všechny výhody metody studeného zinkování. Proto vám nabízíme naše produkty:

AKTERM Zinek – složení pro zinkování za studena

Složení studené zinkování, jehož základem je 96% zinek.

• Má elektrochemickou ochranu kovů a pasivní ochranný účinek.
• Porovnejme ochranné vlastnosti s metodami žárového a galvanického zinkování.
• Vhodné pro povrchy venku nebo uvnitř větraných prostor.
• Lze aplikovat na tenký kov.
• Rychle schne.
• Nepraská.
• Životnost – až 40 roky.

AKTERM Zinc PRO – Zinko-epoxidový základní nátěr

Zinkový základní nátěr AKTERM Zinc Pro je dvousložkový nátěrový a lakový materiál ve formě suspenze mikronizovaného zinkového prachu v epoxidovém filmotvorném činidle a amid-aminovém tvrdidle.

• Kombinuje aktivní (katodovou) a pasivní (filmovou) ochranu.
• Poskytne spolehlivou ochranu konstrukcí venku v podmínkách vysoké vlhkosti, ve slané a mořské vodě, v přítomnosti alkálií a paliv a maziv.
• Lesklá povrchová úprava odolná proti chemikáliím a nárazům.
• Účinně chrání lodě, pobřežní stavby, mosty, elektrárny, kolejová vozidla, zařízení ropných rafinérií a celulózek a papírenských závodů.
• Životnost – až 25 roky.

Materiály jako železo a ocel mají tendenci reagovat se vzduchem a vlhkostí přítomnou v prostředí, což vede k tvorbě rzi. Žárové zinkování chrání železné a ocelové obrobky před korozí a zvyšuje jejich životnost.

Ale co to vlastně žárové zinkování je a jaké procesy zahrnuje?

Žárové zinkování je typ procesu zinkování, při kterém jsou železné nebo ocelové polotovary ponořeny do lázně roztaveného zinku udržované na teplotě asi 450 °C. Vrchní vrstva základního kovu reaguje s roztaveným zinkem a vytváří na obrobku ochrannou vrstvu.

Tento článek poskytuje podrobného průvodce žárovým zinkováním spolu s jeho výhodami a omezeními. Na závěr také probereme rozdíl mezi žárovým a studeným zinkováním.

Co je žárové zinkování?

Ochranná vrstva vzniklá při žárovém zinkování pak prochází oxidací za vzniku oxidové vrstvy, která se působením okolního prostředí přemění na uhličitanovou vrstvu.

Obecně se galvanizace ocelových polotovarů provádí po dokončení jakéhokoli nezbytného tepelného zpracování, jako je žíhání oceli.

Galvanizaci lze provádět různými metodami, jako je elektrolýza, tepelná difúze nebo metoda žárového zinkování.

Žárové zinkování je ideální pro zpracování velkých dílů, a proto má široké využití v průmyslu.

Proces se skládá ze čtyř fází: fáze přípravy povrchu, fáze galvanizace, fáze následné úpravy a fáze kontroly.

Fáze 1: Příprava povrchu

Prvním krokem je příprava povrchu ocelových nebo železných předmětů k pozinkování.

Tento krok zahrnuje různé procesy, jako je odmašťování, moření kyselinou a tavidlo, aby se zlepšila kvalita povrchu obrobku, aby se zajistila správná galvanizace.

Odmašťování

Obrobky se ponoří do odmašťovací lázně, kde se omyjí, aby se z jejich povrchu odstranily nečistoty, prach a olejové usazeniny.

Leptání kyselinou

Po odmaštění se obrobky ponoří do kyselé mořící lázně, kde se omyjí, aby se odstranily oxidy železa a vyhladily se šupinaté povrchy (nebo otřepy vzniklé při zpracování).

Nakonec se obrobky ponoří do roztoku tavidla typicky obsahujícího 30 % chloridu zinečnato-amonného při teplotě 65-80 °C (338-353 K).

To umožňuje odstranění všech zbývajících oxidů a nanesení ochranné vrstvy, která zabrání další oxidaci.

Toto je nejdůležitější krok při přípravě povrchu, protože důkladné čištění oxidů zajistí hladké a rovnoměrné ukládání zinku na železné nebo ocelové obrobky.

Krok 2: Galvanizace

Po přípravě povrchu obrobku je čas zahájit proces zinkování.

Obrobky jsou ponořeny do lázně roztaveného zinku, udržované na teplotě přibližně 450 °C (723 K).

Obvykle jsou ponořeny do lázně pod úhlem, takže vzduchové bubliny unikají z dutých částí obrobku. Když je železo nebo ocel ponořena do galvanizační lázně, reaguje se zinkem za vzniku četných intermetalických vrstev zinku a železa, přičemž vnější vrstva je čistý zinek.

Tato reakce probíhá velmi rychle v počátečních fázích, během kterých se vytváří primární povlak, poté se začne zpomalovat a tloušťka povlaku se postupně zvyšuje.

Ponor obvykle trvá čtyři až pět minut. S rostoucí velikostí objektu se však doba ponoření prodlužuje.

Jakmile jsou z konvice vyjmuty předměty za účelem galvanizace, zinkový povlak je nejprve oxidován na oxid zinečnatý, který reaguje s oxidem uhličitým ve vzduchu za vzniku vrstvy uhličitanu zinečnatého, což dále zabraňuje korozi.

Krok 3: Následné zpracování

Dodatečné zpracování je dodatečný krok, ve kterém se pozinkovaný obrobek buď kalí ve vodě, nebo se nechá vychladnout pod nuceným vlivem studeného vzduchu z kompresoru.

Kalení poskytuje nejrychlejší rychlost ochlazování při zvýšení tvrdosti obrobku, zatímco chlazení vzduchem poskytuje levnější alternativu s poměrně nižší tvrdostí.

Pozinkované předměty mohou být natřeny nebo potaženy pro zvýšení jejich estetické hodnoty a poskytnutí další vrstvy ochrany.

Krok 4: Kontrola

Kontrolní fáze zahrnuje vizuální kontrolu pozinkovaných obrobků, aby se zjistilo, zda byly plně pozinkovány nebo ne.

Kromě vizuální kontroly jsou obrobky také kontrolovány magnetickým tloušťkoměrem a nedestruktivním ultrazvukovým testováním, aby byla zajištěna jednotná tloušťka povlaku.

Celý proces žárového zinkování trvá asi dvanáct hodin.

Výhody žárového zinkování:

Žárové zinkování má různé výhody, díky čemuž je jednou z nejpreferovanějších metod galvanizace v různých průmyslových odvětvích.

Odolnost proti korozi

Ochranná vrstva vytvořená procesem HGC chrání železné a ocelové obrobky před opotřebením způsobeným povrchovou rzí.

I když je tento povlak opotřebovaný nebo poškrábaný a část povrchu železa nebo oceli zůstává odkrytá, zinek, který je reaktivnější, oxiduje a vytváří na povrchu ochrannou vrstvu oxidu. Proces šetrný k životnímu prostředí

Žárové zinkování je proces šetrný k životnímu prostředí s nízkou uhlíkovou stopou, jehož výsledkem je minimální tvorba toxických výparů nebo nebezpečného odpadu.

Tento proces navíc prodlužuje životnost obrobků, což má za následek méně odpadu a dokonce umožňuje použití recyklovaného železa, oceli a zinku.

Estetický vzhled

Ochranný povlak získaný žárovým zinkováním má lesklý a hladký vzhled, což zvyšuje estetickou hodnotu výrobku.

Komerční konstrukce, jako jsou sloupy osvětlení nebo podpěry budov, jsou některé běžné příklady, které využívají žárové zinkování k dosažení lesklého povrchu s prodlouženou životností.

Rychlý proces

Proces žárového zinkování trvá asi 12 hodin (u velkých obrobků), což je relativně méně než u jiných procesů vrstvení, jako je práškové lakování nebo stříkání.

Flexibilita ve stavebnictví

Ve srovnání s betonovými stožáry poskytuje použití galvanizovaných železných nebo ocelových stožárů flexibilitu při navrhování infrastruktury, protože je lze snadno svařovat, šroubovat nebo spojovat a vytvářet složité konstrukce.

Cenově efektivní

Náklady na proces žárového zinkování jsou relativně levnější ve srovnání s jinými procesy vrstvení, jako je práškové lakování nebo elektrostatické stříkání.

Ochranná vrstva navíc chrání obrobek před vystavením nepříznivým podmínkám prostředí, což má za následek minimální nároky na údržbu a další snížení celkových nákladů.

Omezení žárového zinkování:

Nebezpečné při neopatrném zacházení

Proces žárového zinkování zahrnuje práci s roztavenými zinkovými lázněmi a roztoky pro povrchovou úpravu, které obsahují agresivní chemikálie, jako jsou kyseliny, stejně jako těžké předměty a konstrukce.

Tyto chemikálie mohou při vdechnutí dráždit dýchací systém a při kontaktu způsobit kožní vyrážky.

Roztavené roztoky a horké předměty mohou způsobit popáleniny, které mohou být smrtelné, a nesprávná manipulace s těžkými obrobky může způsobit nehody a ohrozit život operátora.

Při provádění procesu žárového zinkování by se proto měly dodržovat správné bezpečnostní protokoly, jako je nošení ochranných pomůcek, dodržování bezpečné vzdálenosti při manipulaci s těžkými obrobky atd.

Vysoká cena

Ačkoli proces žárového zinkování je relativně levnější než mnoho jiných procesů potahování, počáteční a průběžné náklady jsou pro fandy a malá průmyslová odvětví nepřípustné.

Vybavení potřebné pro proces žárového zinkování zabírá značné množství místa a vyžaduje certifikaci a školení před provozem, takže je pro kutily nepraktické.

Náchylnost na opotřebení

Při působení abrazivních látek může dojít k poškození pozinkované vrstvy, což má za následek poškození základního materiálu.

Omezené použití

Proces žárového zinkování je omezen na železné a ocelové obrobky.

Použití tohoto procesu k potažení jiných materiálů bude mít za následek nerovnoměrnou vrstvu, kterou lze snadno odstranit.

Proto je použití procesu žárového zinkování omezeno.

Rozdíl mezi žárovým a studeným zinkováním:

žárové zinkování	Pozinkováno za studena
Intenzivní příprava povrchu	Příprava povrchu je jednoduchá
Srážení zinku roztaveným roztokem	Srážení zinku elektrolýzou
Vrstva zinku je hustší	Vrstva zinku je méně hustá
Jednotnější vrstva zinku	Méně rovnoměrná vrstva zinku
Proces šetrný k životnímu prostředí	Vzniká toxický odpadní elektrolyt
Relativně drahý proces	Relativně levný proces
Lze použít na produkty jakékoli velikosti	Vhodné pro malé a středně velké produkty

Žárové zinkování zahrnuje několik kroků povrchové úpravy, zatímco studené zinkování vyžaduje pouze leptání kyselinou a odmašťování povrchu železného nebo ocelového výrobku.

Při zinkování za studena se galvanizovaná konstrukce umístí jako anoda do elektrolytu obsahujícího sůl zinku, načež se elektrolýzou nanese na povrch konstrukce vrstva zinku.

Žárové zinkování naproti tomu zahrnuje ponoření obrobku do lázně roztaveného zinku, aby se vytvořil ochranný povlak.

V důsledku žárového zinkování se vytvoří hustá a stejnoměrná vrstva zinku, zatímco vrstva vytvořená studeným zinkováním je poměrně tenká a snadno se poškrábe.

Žárové zinkování je šetrné k životnímu prostředí, zatímco likvidace toxických odpadních elektrolytů vznikajících při zinkování za studena má negativní dopad na životní prostředí.

Počáteční a průběžné náklady na galvanizaci za studena jsou srovnatelně nižší než na žárové zinkování, takže je dostupnější pro fandy a drobná průmyslová odvětví.

U velkých konstrukcí se obvykle používá žárové zinkování.

Ačkoli lze žárové zinkování použít pro malé předměty, bylo zjištěno, že galvanizace za studena je poměrně hospodárnější proces pro malé a střední předměty.

Často kladené dotazy týkající se žárového zinkování:

Můžete lakovat žárově pozinkovanou ocel?

Ano, pozinkovaný ocelový kus můžete žárově zinkovat. Tato dodatečná vrstva barvy chrání před korozí a rzí a zároveň zvyšuje estetickou hodnotu pozinkovaného obrobku.

Jakou teplotu odolá pozinkovaná ocel?

Pozinkovaná ocel odolává teplotám přibližně do 350 °C (623 K), nad nimiž se slitina zinku a železa začíná tavit.

závěr:

Žárové zinkování je ideální pro zlepšení odolnosti železných a ocelových výrobků proti korozi.

Vzhledem k vysoké počáteční investici je tato metoda nejvhodnější pro galvanizaci velkých obrobků, takže je ideální pro průmyslová odvětví, jako je automobilový průmysl, stavba lodí, stavebnictví atd.

Pokud hledáte levnější alternativu pro zinkování malých obrobků, pak by zinkování za studena mělo být vaší primární metodou.

Žárové zinkování však nabízí různé výhody oproti zinkování za studena, a proto si můžete vybrat profesionální služby žárového zinkování, abyste získali vysoce kvalitní pozinkovaný výrobek.

Pokud se vám článek líbil, dejte like, sdílejte ho se svými přáteli a zanechte komentáře!