Как варить оцинковку: какими электродами варить оцинковку
Оцинкованная сталь пользуется неизменным спросом и обрела популярность во многих потребительских сферах. Такую популярность материал приобрел благодаря своей устойчивости к агрессивным воздействиям из вне. Оцинкованная сталь обладает достаточно высокой устойчивостью к коррозии и способна служить довольно длительное время. Достигается это путем нанесения на стальные листы цинкового слоя толщиной от 2 до 150 мкм. Однако цинковое покрытие является не только защитой стальных изделий от неблагоприятных воздействий, но и фактором, значительно усложняющим процесс обработки металла, в частности его сварку.
Для того, чтобы ответить на вопрос: как варить оцинковку, необходимо более подробно рассмотреть все аспекты, связанные с этим процессом.
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
- Что нужно учитывать при сварке оцинковки
- Этапы работы с оцинковкой
- Какие есть виды проволоки для сварки
- Общие правила и рекомендации для сварки оцинковки
- Виды сварки оцинкованной стали
- Как варить оцинковку: вывод
- Как варить оцинковку: видео
ЧТО НУЖНО УЧИТЫВАТЬ ПРИ СВАРКЕ ОЦИНКОВКИ
Основными нюансами, которые следует учитывать в процессе сварки оцинковки, являются температура плавления цинка и токсичность выделяемых им паров.
Сложность сварки оцинкованных изделий обуславливается тем, что температура плавления стали составляет 1100C, а цинковое покрытие плавится при 906C. Данное расхождение не позволяет использовать обычные методы сварки в связи с риском повреждения защитного слоя и утраты изделием устойчивости к окислению.
Неблагоприятные проявления в процессе сварки оцинкованного металла заключаются в том, что:
- При температуре 906 градусов, цинк плавится и переходит в газообразное состояние;
- Проникая в основу, выделяемые пары разрушают структуру металла;
- Происходит нарушение шва оцинковки;
- Токсичные пары поступают в окружающее пространство.
Именно поэтому, обработка оцинкованных изделий требует проведения дополнительных подготовительных мероприятий и тщательного подбора используемого оборудования.
ЭТАПЫ РАБОТЫ С ОЦИНКОВКОЙ
Удаление цинкового покрытия
Данная процедура необходима для того, чтобы расплавленный цинк, попав в область шва, не ухудшил его качество.
Существует три основных способа зачистки:
Механический
Данный способ зачистки оцинковки осуществляется при помощи жестких абразивных средств, металлических щеток и наждачной бумаги.
Химический
Заключается в воздействии на покрытие кислотой, или щелочью. После осуществления необходимой экспозиции, изделие тщательно промывается и высушивается.
Термический
Заключается в обжиге краев изделия при помощи газовой горелки. Следует учитывать, что воздействие высоких температур провоцирует высвобождение токсичных паров.
Подбор электродов
Для того, чтобы выбрать, какими электродами варить оцинковку, необходимо учитывать ряд нюансов. Выбор электродов осуществляется с учетом типа свариваемой стали.
Можно выделить 2 основных вида электродов:
- С рутиловым покрытием (АНО-4, МР-3, ОЗС-4). Подходят для сваривания стали с низким углеродным содержанием. Наличие оксида титана значительно упрощает зажигание дуги, гарантирует прочность шва и его герметичность, а также минимизирует разбрызгивание;
- С сильноосновными флюсами (УОНИ13/45, УОНИ13/55, ДСК-50).
Подходят для сталей низкого легирования.
Подходят для сталей низкого легирования.Подбор присадочного материала
Основное требование к проволоке, используемой в качестве присадочного материала — низкая температура плавления, варьирующаяся от 900 до 1100 градусов. Соблюдение этого условия позволит добиться качественного шва, так как в этом случае проволока будет плавиться, не повреждая и не оплавляя сам материал.
КАКИЕ ЕСТЬ ВИДЫ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ ОЦИНКОВКИ
- CuSi3. Проволока с 97% содержанием меди. Целевым назначением является сваривание медных изделий. Использование для сварки оцинковки является целесообразным и позволяет добиться легкообрабатываемого соединения. Минусом в данном случае будет являться то, что такое соединение не будет иметь очень высокого показателя прочности. Стоит учитывать, что входящий в состав сплава кремний обладает высокой текучестью, что требует повышенной осторожности при работе;
- Autrod 19.30. Целевым назначением является сваривание оцинкованных изделий. Соединение кремния, марганца и серы позволяет добиться достаточно крепкого соединения;
- CuSi2Mn. Создает соединение с очень высокими показателями прочности. В связи с повышением показателя, усложняется процесс дальнейшей обработки;
- CuAl8. Целевым направлением является сваривание металла, обработанного сочетанным цинково-алюминиевым сплавом.
Соединение кремния, марганца и серы позволяет добиться достаточно крепкого соединения;ОБЩИЕ ПРАВИЛА И РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СВАРКИ ОЦИНКОВКИ
Вне зависимости от типа сварки оцинковки, необходимо:
- Исполнять шов наплывным методом по средствам частого отрыва электрода;
- Продление варочной ванны производится постепенно для недопущения риска повреждения;
- В случае, если цинковое покрытие не было удалено, необходимо дождаться его абсолютного выгорания до того момента, когда начнет расплавляться сама сталь. В противном случае после охлаждения возможно растрескивание и вспучивание шва;
- Оцинкованная сталь, толщина которой превышает 4 мм должна обрабатываться по краям по методу нанесения фаски, глубина которой составляет 1/3 листовой толщины;
- Все работы производятся со строжайшим соблюдением мер защиты и техники безопасности. Для этих целей используются маски с принудительным нагнетением воздуха и мощные вентиляционные системы.
Для этих целей используются маски с принудительным нагнетением воздуха и мощные вентиляционные системы.ВИДЫ СВАРКИ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ
Сварка оцинковки полуавтоматом
Такой метод сварки имеет ряд особенностей:
- Подключение. «+»клемму подводят к горелке, а»-«к поверхности;
- Сила тока. Увеличение силы тока приводит к увеличению скорости подачи присадки;
- Подбор съемника тока. При подборе учитывается диаметр сечения проволоки. Необходимо вовремя производить замену, не дожидаясь значительного изнашивания;
- Выбор рукава подачи присадки. Необходимо выбирать жесткие рукава, не допускающие перегибов и нарушения подачи присадочного материала;
- Учет толщины листа. Тонкие листы толщиной 1мм. и менее, подвергаются точечной сварке;
- Напряжение. При возможности перепадов напряжения, рекомендуется использовать проволоку наименьшего диаметра, имеющую высокую скорость плавления, необходимую для компенсации недостатка напряжения сети;
- Техника без использования защитного газа.
Преимущества метода:
- Возможность работы без создания защитной атмосферы;
- Хорошие показатели ровности шва;
- Простота в соблюдении параметров тока.
Отрицательные качества:
- Не рекомендуется проводить сварку при порывах ветра и в присутствии мощных вентиляционных систем;
- Необходимы крупногабаритные газовые баллоны;
- Необходимы жесткие рукава подачи присадки.
Сварка инвертором
Особенности сварки оцинковки при работе инверторным методом:
- Подбор диаметра электрода. Оптимальным сечением будет диаметр не более 2мм;
- Учет легкоплавкости электродов. Чем выше коэффициенты расплавления, тем ниже значения тока;
- Техника движения. Необходимо соблюдать плавность перемещения дуги;
- Соблюдение угла наклона. Соблюдение угла в пределах 45 градусов, позволяет избежать риска прогорания.
- Соблюдение распределения полярности. В связи с тем, что данный метод сварки применяется в основном к тонколистовому металлу, необходимо учитывать, что в этом случае работа производится током обратной полярности. Это означает, что «+»подключается к электроду, а»-» к оцинкованной поверхности.
В связи с тем, что данный метод сварки применяется в основном к тонколистовому металлу, необходимо учитывать, что в этом случае работа производится током обратной полярности. Это означает, что «+»подключается к электроду, а»-» к оцинкованной поверхности.Этапы процесса сваривания оцинкованной стали при работе с трубопроводом.
- Подготовка. Учитывается толщина заготовки. Если она превышает 3мм, под углом в 80 градусов делается скашивание поверхности на расстояние 1-1.5мм по поверхности шва. Торцы изделия зачищаются от зазубрин и загрязнений и обезжириваются. Свариваемые элементы выкладываются ровно с соблюдением зазора в 3мм. Вдоль сварочного шва наносится 2мм слой флюса.
- Завершение процесса. Флюс удаляется, шов зачищается. По окончании зачистки, поверхность обрабатывается антикоррозийным составом.
Допустимые углы наклона составляют 95 градусов для горелки и 15-30 для проволоки.Точечная сварка
Метод точечной сварки оцинковки получил наиболее широкое распространение в автомобилестроении. Получаемая точка отличается высокой прочностью. Линия разрыва не затрагивает область сварки, а проходит по поверхности листа. Следует учитывать, что использование точечного метода приводит к ускоренному изнашиванию электродов и требует больших энергетических затрат. В связи с этим, наиболее целесообразно проведение автоматической корректировки режимов и настроек в условиях профессиональных сварочных рабочих мест.
КАК ВАРИТЬ ОЦИНКОВКУ: ВЫВОД
Вне зависимости от типа используемой сварки и вида оборудования, необходимо строжайшее соблюдение всех мер безопасности и технологических правил. Цинк является токсичным материалом, вдыхание его паров способно привести к серьезной интоксикации организма.
Поэтому при ответе на вопрос: «как варить оцинковку«, надо помнить, что работы проводятся в средствах индивидуальной защиты и при обеспечении качественной вентиляции.
КАК ВАРИТЬ ОЦИНКОВКУ: ВИДЕО
Сварка оцинкованной стали
Главная » Технологии
Технологии
Автор Сварщик На чтение 6 мин Просмотров 477 Опубликовано
Тонкое цинковое покрытие увеличивает коррозионную стойкость стали. Оцинкованный прокат часто применяется в сварных металлоконструкциях.
Чтобы они были прочными, необходимо учитывать разницу температуры плавления цинка и углеродистых сплавов. Поскольку разрушение защитного слоя недопустимо, при сварке оцинкованной стали необходимо соблюдать технологические особенности, сохраняющие целостность цинкового покрытия.
Сварка оцинковки производится несколькими методами: с помощью электродов, присадочной проволоки. Начинающим полезно будет узнать, как сделать качественное соединение, не повреждая защитного покрытия. Знаниями нюансов сварочного процесса делятся сварщики с опытом работы.
Содержание
- Особенности цинкового покрытия
- Выбор электродов
- Способы сварки оцинкованного металла
- Сварка полуавтоматом
- Сварка инвертором
- Полезные советы
Особенности цинкового покрытия
На сталь антикоррозионное покрытие наносится несколькими методами. В зависимости от технологии толщина покрытия оцинкованного листа колеблется от двух до 150 микрон. Прожечь его легко, цинк плавится при температуре +906°С, сталь – при +1100°С.
При обычном методе сваривания металла покрытие неизбежно пострадает. Его необходимо покрывать защитным флюсом, который не дает поверхности разогреваться.
Другая сложность сварки оцинковки – высокая токсичность выделяемых защитным покрытием паров. Сварка цинка требует защиты органов дыхания. Покрытие сначала размягчается, затем переходит в газообразное состояние. Эти пары при попадании в дыхательные пути вызывают сильную интоксикацию. Если необходимо монтировать оцинковку, нужно пользоваться масками с принудительным нагнетанием воздуха или работать в хорошо проветриваемом помещении, оснащенным вентиляцией.
Жидкий цинк значительно снижает качество шва. Делает рыхлым, хрупким. Чтобы он не попал в зону разогрева металла, участки в области шва очищают. Удаление цинкового покрытия – обязательная процедура соединения оцинковки. Основные способы очистки поверхности:
- Горячий, когда края заготовки перед сваркой обжигаются газовой горелкой. Быстрый но небезопасный метод, образуется слишком много ядовитых паров.
- Химический метод, обработка деталей кислотой или щелочью. После этого поверхности необходимо промыть и просушить.
- Механический, защитный слой счищается стальной щеткой, шкуркой, другим абразивным материалом.
При зачистке поверхности остальную часть покрытия не трогают, в местах повреждений быстро образуется коррозия.
Выбор электродов
Когда при монтаже оцинкованных металлоконструкций пользуются электродуговой сваркой, обычные электроды для стали не подойдут. Чем варится оцинковка? Нужны расходные материалы (электроды или проволока для полуавтоматов) с рутиловым покрытием. Для низкоуглеродистых сплавов приобретают электроды типов:
- АНО-4, рассчитаны на сварку оцинковки при постоянном и переменном токе;
- МР-3, требуют напряжения холостого хода не менее 50 В;
- ОЗС-4, аналоги сварочной проволоки СВ08А, СВ08. Марки с высоким содержанием флюсов: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ДСК-50. Они применяются для любых видов оцинковки, в том числе для сварки высокоуглеродистых сплавов, когда нужно высокое качество шва. Содержит карбонаты и фтористые соединения. Ими можно варить оцинковку любой толщины. Для толстого металла необходимо делать несколько проходов.
Содержит карбонаты и фтористые соединения. Ими можно варить оцинковку любой толщины. Для толстого металла необходимо делать несколько проходов.Способы сварки оцинкованного металла
Для соединения оцинковки можно использовать газовую и электродуговую сварку. Возможна точечная, такой метод применим на предприятиях. Для точечной сварки оцинковки нужны специальные автоматы. В условиях гаража чаще применяется электродуговая сварка оцинковки с использованием защитных флюсов, специальных электродов или проволоки, реже – полуавтоматическая, она примется в автомастерских, на производстве, требует дорогостоящего оборудования. У каждого метода сварки оцинковки металлоконструкций есть свои преимущества. Знакомство с преимуществами и недостатками каждого поможет определиться с выбором аппарата. Чем и как варить оцинковку, зависит от опыта работы сварщика. Использование традиционных сварочных аппаратов для оцинковки требует навыков.
Новичкам будет трудно выдерживать ампераж. Сложно не допускать непроваров или прожогов. Инвертор или полуавтомат в этом плане предпочтительнее.
Что важно знать при любом виде сварки:
- шов делается методом наплыва, с частым отрыванием электрода;
- варочная ванна продлевается поэтапно, сразу варить большие участки рискованно;
- до расплавления стали цинк должен выгореть полностью, иначе металл на шве вспучится, на нем образуются трещины после охлаждения;
- оцинкованная сталь толще 4 мм перед заделкой соединения обрабатывается: по краям делается фаска на треть толщины листа, это необходимо для образования глубинного шва.
Сварка полуавтоматом
Качественный шов получается в атмосфере углекислого газа или аргона. При сварке оцинкованного металла полуавтоматом газ подается вместе с присадочной или электродной проволокой по рукаву. Параметры присадки зависят от толщины оцинковки:
| Толщина оцинковки | Диаметр проволоки |
|---|---|
| До 4 мм | 0,6 — 0,8 мм |
| 4 мм | 0,8 — 1 мм |
| Свыше 4 мм | 1 — 1,2 мм |
Аппарат Tesla Weld MIG/MAG/MMA 323.» src=»https://www.youtube.com/embed/tFGdFTi7LPA?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share» allowfullscreen=»»> Минусы использования полуавтомата:
- нельзя пользоваться им на ветру, при работе мощной вентиляции возникают проблемы;
- необходимо приобретать габаритные баллоны с газом;
- нужны жесткие шланги подачи защитного газа (рукава).
Плюсы полуавтоматической сварки оцинковки:
- допустима работа без защитной атмосферы;
- гарантирована ровность шва;
- легче выдерживать параметры тока.
Существует ряд особенностей работы с полуавтоматом:
- тонкий металл сваривается точечно, чтобы не допускать прожогов;
- при напряжении ниже 220 В размер присадочной проволоки уменьшают на 0,2 мм;
- для метода без использования защитного газа выбирается электродная присадочная проволока;
- клемма с положительным контактом цепляется к заготовке, минус подводится к присадке.
Сварка инвертором
Инвертор нужен при работе с тонкой оцинковкой, меньше 2 мм. Сварку оцинкованных деталей производят током обратной полярности, на заготовку крепится минусовой контакт. Держатель электрода должен быть подключен к плюсу. При таком подключении электрод быстро разогревается, для зажигания хватает пары секунд.
С помощью инверторов оцинковку качественно сваривают даже начинающие. Электрод не затухает, ровно идет по соединению. Образуется прочный шов без дефектов.
Нюансы инверторной сварки оцинковки:
- удобнее использовать тонкие электроды, стык заваривается аккуратно, образуется ровный валик;
- движения электродом должны быть плавными, размеренными, при резких рывках возможны повреждения цинкового покрытия;
- для тонких листов выставляют низкие параметры тока;
- электрод сильно не наклоняют, максимальный угол к заготовке не больше 45°, при большом наклоне легко прожечь металл, испортить качество шва.
Полезные советы
Специалисты рекомендуется обращать особое внимание на некоторые моменты:
- После зачистки соединения стальной щеткой требуется восстановление цинкового покрытия специальными защитными составами. Они бывают в аэрозольных упаковках, в небольших емкостях. Ими обрабатывают шов и место присоединения клеммы (крокодильчика).
- На стыках увеличивают силу тока до 15 ампер, а скорость движения электрода снижают; должен образоваться плотный валик, способный выдержать динамическую нагрузку на изгиб.
- Короткая дуга позволяет контролировать качество шва, меньше разбрызгивается металл ванны. Снижается вероятность прожигания цинкового покрытия искрами.
- Настройка оборудования производится на низкотоковые режимы. На полуавтомате выставляется режим «Synergic», на инверторах – на 5-10 ампер ниже табличных значений.
- Начинающие не должны забывать проверять качество шва. После снятия шлака он визуально осматривается, аккуратно простукивается, так проще выявить дефект.
Подготовка поверхности перед… | Американская ассоциация гальванистов
Дом » База знаний » Подготовка поверхности перед цинкованием
Автор Бернардо А. Дюран III
Какая подготовка поверхности стали или чугуна необходима перед поступлением на завод горячего цинкования?
Многие спецификации защитных покрытий включают положения о подготовке поверхности перед нанесением покрытия и требования к проверке во время/после нанесения покрытия. Для цинкования обычно не требуется специальной подготовки. Позволь мне объяснить.
Спецификации ASTM для периодического горячего цинкования составлены иначе. Например, ASTM A123/A123M и A153/A153M (наиболее часто используемые спецификации горячего цинкования в Северной Америке) охватывают требования к проверке готового оцинкованного изделия, но не обсуждают подготовку поверхности стали или железа перед цинкованием.
. В стандартах ASTM A143/A143M, A384/A384M и A385/A385M обсуждаются процедуры изготовления стали, подлежащей горячему цинкованию, и рассматриваются некоторые рекомендации по подготовке поверхности перед цинкованием.
Подготовка поверхности перед горячим цинкованием
Подготовка поверхности В установках для периодического горячего цинкования используется простой процесс подготовки стали или железа перед цинкованием. После того, как сталь была проверена на наличие соответствующих вентиляционных и дренажных отверстий, ее погружают в серию чистящих химикатов. Первый химикат — это обезжиривающая ванна, которая удаляет с металла органические загрязнения, такие как грязь, жир и масло. Следующим используемым химическим веществом является травильная кислота, которая удаляет прокатную окалину и ржавчину (оксиды) со стали. Последним этапом перед цинкованием является погружение стали или железа в ванну с флюсом, что предотвращает окисление металла перед поступлением в ванну цинкования, а также способствует реакции цинкования при формировании покрытия, полученного методом горячего цинкования.
Спецификации ASTM не содержат обязательных параметров для чистящих химикатов, используемых в процессе цинкования. Существуют общие диапазоны концентраций этих химикатов, которые наиболее эффективны, и каждый гальваник оптимизирует свои чистящие химикаты, чтобы обеспечить наилучшие результаты при очистке стали или железа и получении высококачественного покрытия методом горячего цинкования.
Материалы, которые чистящие химикаты не могут удалить
Существуют некоторые материалы, которые чистящие химикаты, используемые перед гальванопокрытием, не могут удалить или удаляются с большим трудом. Вот список наиболее распространенных из этих материалов:
- Сварочный шлак и другие остатки сварочного флюса
- Сварочные брызги и средства защиты от брызг
- Заусенцы (могут включать чрезмерно шероховатые кромки от газопламенной резки)
- Очень тяжелая или чрезвычайно липкая прокатная окалина
- Наличие прокатных покрытий, таких как лаки или лаки на некоторых типах труб
- Эпоксидные смолы, виды винила и асфальта
- Песок и другие примеси на отливках
- Масляные краски и маркеры
- Меловые маркеры
- Очень сильные или толстые отложения воска или жира
Эти материалы должны быть удалены с металла до его доставки на завод по цинкованию.
SSPC и NACE имеют множество широко используемых стандартов для абразивоструйной очистки, ручной очистки и очистки с помощью электроинструмента, эффективных при удалении этих материалов. Абразивоструйная очистка отливок обычно необходима для удаления песка и других примесей в процессе литья. В качестве альтернативы, для стали или железа можно использовать различные продукты, совместимые с процессом горячего цинкования, чтобы уменьшить потребность в пескоструйной очистке или очистке с помощью ручного/электроинструмента. Например, использование непокрытых электродов позволяет избежать проблемы отложения флюса на металле во время сварки, а доступны безопасные для цинкования маркеры, которые растворяются в чистящих ваннах, используемых в процессе цинкования. Можно заказать различные типы (спецификации) труб без заводских покрытий, таких как лаки, лаки или масла.
Прочие соображения
Некоторые составители спецификаций используют общие процессы подготовки стали или железа, на которые будет наноситься покрытие, например всегда абразивно-струйную очистку.
В большинстве случаев в этом нет необходимости перед процессом цинкования, если только металл, подлежащий цинкованию, не загрязнен перечисленными выше материалами. Этапы очистки, предшествующие процессу горячего цинкования, должным образом очищают металл и обеспечивают формирование на металле высококачественного покрытия, нанесенного методом горячего цинкования. Фактически, гальваническое покрытие может образоваться только в том случае, если металл не содержит органических загрязнений, прокатной окалины и оксидов. Это встроенный процесс контроля качества, который заключается в том, что если образовалось гальваническое покрытие, лежащий под ним металл не должен содержать загрязнений.
Если сталь чрезмерно проржавела или покрылась точечной коррозией, эти проблемы следует обсудить с инженером, чтобы не возникло никаких проблем с целостностью конструкции. Кроме того, чрезмерно шероховатая или покрытая ямками сталь или железо имеют тенденцию образовывать шероховатое оцинкованное покрытие.
Если у вас есть вопросы относительно состояния или загрязнения стали или железа, которые вы хотите оцинковать, вы можете обсудить их со своим оцинковщиком или обратиться в технический отдел Американской ассоциации оцинковщиков по телефону 720-361-4485.
© 2023 Американская ассоциация гальванистов. Материал, представленный здесь, был разработан, чтобы предоставить точную и достоверную информацию о горячеоцинкованной стали после изготовления. Этот материал предоставляет только общую информацию и не предназначен для замены компетентного профессионального изучения и проверки пригодности и применимости. Информация, представленная здесь, не предназначена для представления или гарантии со стороны AGA. Любой, кто использует эту информацию, берет на себя всю ответственность, вытекающую из такого использования.
Был ли этот ответ полезен? ДА | НЕТ
Вы все еще ищете правильный ответ? Спросите эксперта
Подготовка и покраска Гальванизация | KTA University
Цинкование – это нанесение слоя цинка на сталь различными методами, такими как горячее погружение, непрерывное или электроосаждение.
Во многих случаях оцинкованная сталь не окрашивается, поскольку срок службы одного только цинкования обычно превышает срок службы обычных защитных покрытий. Когда краска применяется для цинкования, ее часто называют «дуплексной системой». Согласно исследованиям, срок службы системы дуплексного покрытия в 1,5–2,3 раза превышает сумму отдельных сроков службы только при гальваническом цинковании или покраске.[i] Однако фактическое увеличение срока службы зависит от среда воздействия; т. е. дуплексная система при слабом воздействии будет иметь более длительный срок службы, чем при более сильном воздействии.
Для достижения ожидаемого длительного срока службы необходима правильная подготовка к цинкованию. Новая оцинкованная сталь имеет гладкую поверхность, препятствующую адгезии покрытия. Кроме того, некоторые виды последующей обработки (обсуждаемые ниже), которые часто следуют за процессом цинкования, могут отрицательно сказаться на характеристиках покрытия.
Последующая обработка цинкованием
Оцинкованную сталь иногда подвергают последующей обработке или пассивации, чтобы остановить реакцию между железом и цинком или замедлить последующее окисление (т.
е. подверженность атмосферным воздействиям) цинковой поверхности. Наиболее распространенными видами последующей обработки являются закалка водой, закалка хроматом и фосфатирование. При закалке в воде свежеоцинкованную сталь погружают в водяную баню, чтобы ускорить процесс охлаждения и остановить реакцию между железом и цинком. Последствием закалки водой является то, что вода часто загрязняется маслом или грязью, которые оседают на поверхности цинка. Эти загрязнения могут помешать адгезии, если они не будут надлежащим образом удалены перед покраской.
Хроматная закалка в основном используется для предотвращения образования «белой ржавчины» или «мокрого складского пятна», когда оцинкованная сталь плотно упакована во время транспортировки или хранения. Белая ржавчина относится к солям цинка, которые естественным образом образуются на оцинкованной поверхности, когда цинк окисляется под воздействием атмосферы. Пятна от мокрого хранения — это ускоренная форма окисления, которая происходит, когда более высокие концентрации влаги и кислорода задерживаются между кусками или листами оцинкованной стали, которые тесно уложены друг на друга.
Хотя обработка хроматом может предотвратить это окисление, она также может повлиять на адгезию, если позже будет нанесена краска. Обработка хромированием может быть желательной, если покраска не предполагается после цинкования, поскольку обработка обычно приводит к более однородному внешнему виду, поскольку поверхность цинка окисляется и выветривается. «Блестящий» и «блестящий» внешний вид нового цинкования обычно становится серым, тусклым и пятнистым с возрастом.
Фосфатирование стали после цинкования образует нереактивный слой фосфата цинка на поверхности цинка. При этом оцинкованные поверхности сначала очищают и обезжиривают, а затем погружают в фосфатирующий раствор. Фосфатирование предотвращает образование продуктов коррозии на поверхности и способствует сцеплению с нанесенным впоследствии слоем краски.
Выветривание при цинковании
Продукты коррозии (белые соли цинка) начинают образовываться на поверхности цинка, как только он подвергается воздействию окружающей среды.
Как правило, образующиеся исходные соединения цинка водорастворимы, пористы и слабо прилипают к поверхности. Со временем эти соединения превращаются в плотно прилегающую нерастворимую в воде пленку, которая служит для защиты поверхности цинка от дальнейшей коррозии. Продукты коррозии образуются при взаимодействии цинка с кислородом воздуха, углекислым газом и водой. Однако время достижения различных стадий выветривания сильно зависит от реальных условий воздействия окружающей среды в конкретном месте. Следующие классификации «выветривания» цинка следует рассматривать как среднее время.
Новое цинкование – менее 48 часов
В первые 48 часов цинкования не образуется заметных продуктов коррозии. В идеале, заводское покрытие гальванопокрытия должно происходить в течение этого периода времени, если это планируется.
Частично выветрившийся – от 48 часов до 2 лет
Окисление поверхности начинается, как только на сталь наносится цинкование. Эти продукты окисления являются относительно пористыми и слабо прилипают к поверхности стали во время раннего формирования.
Первоначально на оцинкованной поверхности образуются водорастворимые оксиды и гидроксиды цинка. Этот ранний продукт коррозии иногда называют белой ржавчиной. По мере выветривания цинка первоначальные продукты коррозии медленно превращаются в нерастворимые в воде соединения, состоящие в основном из карбонатов цинка.
Полностью выветрившийся – более 2 лет
После продолжительного периода времени продукты коррозии превращаются в плотный слой карбонатов цинка, которые прочно прилипают к поверхности стали. Этот окисленный слой помогает защитить цинк от дальнейшей коррозии.
Если желательно нанесение системы покрытия, различные стадии атмосферных воздействий диктуют необходимость выполнения отдельных процедур подготовки поверхности в зависимости от возраста цинкования. Как правило, оцинковка под покраску делится на две категории: новые оцинкованные и существующие оцинкованные поверхности. Подготовка оцинкованных поверхностей к нанесению краски более подробно рассматривается в статье Кеннета Тримбера Университета KTA под названием « Подготовка горячего цинкования к покраске — это не слишком сложно».
Подготовка нового цинкования к покраске предполагает, что с момента цинкования прошло минимальное время (менее 48 часов). Тем не менее, цинковые поверхности могут нуждаться в дополнительной очистке, если материал перед покраской хранился на складе.
Свежеоцинкованную сталь необходимо сначала очистить и обезжирить в соответствии с SSPC-SP 1, Очистка растворителем. Это особенно важно, если в качестве последующей обработки использовалась закалка водой, и на поверхности отложились остатки грязи и/или масла. Кроме того, новое цинкование, предназначенное для покраски, не должно подвергаться закалке хроматом. Любые соединения хрома, присутствующие на оцинкованной поверхности, вызовут проблемы с адгезией для последующих покрытий. Если использовалась обработка хроматом, поверхности необходимо тщательно очистить, чтобы удалить обработку, а затем проверить на наличие хроматных соединений, чтобы гарантировать удаление. В идеале спецификации для оцинкованной стали не должны разрешать хроматирование, а вместо этого должны указывать последующую обработку фосфатированием.
Как описано ранее, фосфатирование создает поверхность, пригодную для последующего нанесения покрытий. Фосфатирование пассивирует поверхность цинка и создает конверсионный слой покрытия, который идеально подходит для нанесения системы покрытий.
После очистки в соответствии с SSPC-SP 1 новые оцинкованные поверхности можно подготовить к покраске путем нанесения грунтовки, химической обработки или пескоструйной очистки.
Wash Primers
Одним из вариантов подготовки поверхности является нанесение грунтовки на очищенную оцинкованную поверхность. Промывочные грунтовки обычно представляют собой материалы на основе винилбутираля, которые протравливают оцинкованную поверхность кислотой, чтобы улучшить адгезию покрытий. Промывочная грунтовка должна быть совместима с предполагаемой системой покрытия, и следует соблюдать осторожность, чтобы не наносить грунтовку толще, чем рекомендуется, иначе может произойти растрескивание. Следует отметить, что необходимо учитывать соответствие промывочных грунтовок ЛОС (летучим органическим соединениям).
Многие отмывочные грунтовки могут не соответствовать федеральным, государственным или местным ограничениям содержания летучих органических соединений для применения в цехах или в полевых условиях.
Химическая обработка
Другим вариантом является химическая обработка с использованием слабокислых или щелочных растворов, которые травят поверхность цинка. Эти продукты могут называться «очистителями перед покраской» и должны быть специально разработаны для использования при цинковании. Средства для очистки перед покраской обычно разбавляют водой, наносят на оцинкованную поверхность и оставляют на короткое время. Хотя для удаления остатков чистящего средства обычно требуется ополаскивание поверхности водой, существуют некоторые чистящие средства, не требующие смывания.
Дробеструйная очистка щеткой
Дробеструйная очистка щеткой также может использоваться для подготовки оцинкованных поверхностей к нанесению покрытия. Тем не менее, очевидная проблема заключается в том, что пескоструйная очистка может повредить и даже удалить значительную часть защитного слоя цинка, если ее не контролировать должным образом.
Оцинкованные поверхности следует подвергать пескоструйной очистке в соответствии со стандартом SSPC-SP 16 «Дробеметная очистка оцинкованной стали с покрытием и без покрытия, нержавеющей стали и цветных металлов».
Окраска Существующая оцинковка
Как было описано ранее, возраст и воздействие окружающей среды на оцинкованную поверхность определяют стадию выветривания. Однако процедуры, описанные в этом разделе для «существующего» цинкования, применимы ко всем стадиям атмосферного воздействия; стадия выветривания будет определять объем очистки, необходимый для получения стандартного хорошо прилипшего покрытия. Обратите внимание, что эти процедуры предназначены для голого цинкования, подвергшегося атмосферным воздействиям, и предполагают, что краска ранее не наносилась; однако процедуры потребуют лишь незначительной модификации для удаления старой, слабо прилипшей краски.
Подготовка к существующему цинкованию должна включать удаление грязи и других загрязнений, слабо прилипших соединений цинка и всей ржавчины, чтобы получить поверхность, пригодную для нанесения покрытия.
Первым шагом всегда должна быть очистка растворителем в соответствии с SSPC-SP 1 для удаления загрязняющих веществ, таких как грязь, масло или жир. Также может быть выполнено тестирование на хромат или другие виды последующей обработки, хотя маловероятно, что проблемы, связанные с последующей обработкой, все еще будут присутствовать при полностью выдержанном цинковании. Последующая подготовка поверхности чаще всего достигается путем очистки водой под давлением.
Очистка водой под давлением
Очистка водой под давлением является предпочтительным методом очистки существующего цинкового покрытия, поскольку он имеет меньшую вероятность повреждения или удаления слоя цинкового покрытия по сравнению с другими методами (например, абразивоструйной очисткой или очисткой с помощью электроинструмента). Хотя оцинкованную поверхность необходимо очистить перед покраской, слой цинка должен оставаться неповрежденным, так как именно он обеспечивает гальваническую защиту стали.
Все поверхности должны быть очищены в соответствии с SSPC-SP WJ-4/NACE WJ-4 «Водоструйная очистка металлов – легкая очистка» с использованием воды под давлением от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм.
Давление воды и зазоры при очистке должны быть отрегулированы по мере необходимости для достижения указанного уровня очистки при минимальном повреждении защитного слоя цинка. Вода под давлением удалит рыхлый коррозионный материал, растворимые соли и другие загрязняющие вещества. Дополнительная очистка с использованием ручного или электроинструмента может потребоваться, если произошла ржавчина нижележащей стали.
Системы покрытий
Существуют различные системы покрытий, которые хорошо зарекомендовали себя при цинковании. Типичные системы включают акриловые покрытия, эпоксидные/полиуретановые покрытия или влагоотверждаемые уретаны. Коррозионно-стойкая или обогащенная цинком точечная грунтовка обычно рекомендуется для подкраски обнаженных ржавых участков на существующей оцинкованной стали перед нанесением полного покрытия.
Важно отметить, что алкидные покрытия (на масляной основе) не следует применять для цинкования из-за возможной реакции между щелочными продуктами коррозии цинка (белая ржавчина) и алкидной смолой покрытия.
Когда это происходит, покрытие часто разрушается (омыляется) и выходит из строя.
Другим вариантом цинкования новых изделий является использование заводского порошкового покрытия. Порошковые покрытия наносятся электростатическим распылением или в псевдоожиженном слое, что делает этот процесс гораздо более специализированным по сравнению с типичными жидкими покрытиями, наносимыми распылением. Порошок наносится и удерживается на металлической поверхности за счет электростатического заряда, а затем запекается при высоких температурах, чтобы расплавить и сплавить порошок в твердую пленку покрытия. Порошковые покрытия для воздействия атмосферных воздействий обычно представляют собой материалы на основе полиэстера, такие как триглицидилизоцианурат или TGIC, но эпоксидные порошковые покрытия также широко используются на подземных трубах (например, трубопроводах для распределения газа и нефти). Порошковые покрытия обеспечивают превосходную адгезию, высокую стойкость к истиранию, низкий уровень выбросов летучих органических соединений и минимальные потери материала.