Помилки при гарячому цинкуванні – як їх уникнути?

Гаряче цинкування – складний технологічний процес, який реалізується в умовах автоматизованого виробництва. Лінія складається зі спеціалізованого обладнання для очищення, хімічної підготовки, гарячого цинкування, охолодження та пасивації металу. Режими цинкування налаштовуються та контролюються системами автоматики. Заготовки переміщуються вздовж лінії транспортерами. Результат цинкування залежить від якості виконання кожного етапу та правильного функціонування кожної ланки системи. Найменша помилка може призвести до утворення дефектів покриття та зниження ресурсу антикорозійного захисту. Щоб уникнути помилок, послуги гарячого цинкування важливо замовляти у професіоналів з досвідом, власним виробництвом та сучасним обладнанням. Наша компанія Сіткабуд підготувала рекомендації, які помилки гарячого цинкування найбільш поширені та як їх уникнути.

Недостатнє очищення металу

Важливою умовою якісного гарячого цинкування є ретельне очищення металу, видалення жирів, забруднень, залишків машинного масла, технологійних мастил, органічних плівок, емульсій, поверхнево-активних речовин. На поверхні не повинно бути кислотних та лужних розчинів, солей, абразивних речовин, пилу. Присутність сторонніх домішок та забруднень ускладнює процес гарячого цинкування – знижується ефективність подальших етапів хімічної підготовки, знижується якість адгезії цинкового покриття з металом, підвищуються ризики швидкого відшарування цинку в процесі експлуатації. 

Жирова плівка створює бар’єр, який заважає рівномірному травленню та формуванню залізо-цинкового сплаву під час занурення. На погано очищених ділянках утворюються непокриті ділянки, відшарування, надмірна шорсткість, пухирці, тріщини, пори та інші дефекти. Накопичення жирових відкладень та забруднень у ванні цинкування призводить до погіршення властивостей цинкового розплаву, утворення піни та нагару, через що ризики дефектів збільшуються для всіх наступих партій деталей. Щоб уникнути проблем, необхідно забезпечити якісне очищення, промивку та знежирення у спеціальних хімічних розчинах вже на першому етапі одразу після надходження металу на лінію гарячого цинкування.

Неякісна хімічна підготовка

Після очищення та знежирення металоконструкція надходить на ділянку хімічної підготовки – травлення та флюсування. Травлення проводиться у кислотному або лужному розчині для видалення залишків окалини, іржі, оксидів. Далі заготовка проходить етап флюсування – занурення у резервуар із хімічним розчином солей (хлориду цинку та хлориду амонію). Флюсування покращує адгезію металу з цинком, допомагає отримати стійке покриття та мінімізувати ризики відшарування захисту. 

Варто уникати помилок на цих етапах: недостатнє травлення призводить до пропусків покриття та відшарування цинку, а перетравлення (надмірне травлення) небезпечно появою надмірної шорсткості, нерівномірного розподілу товщини цинкового покриття, погіршення властивостей металу, появи тріщин на зварних швах. Залишки кислоти після травлення погіршують ефективність подальшого флюсування. Недостатнє флюсування погіршує зчеплення цинку з металом та призводить до появи дефектів покриття. Надмірне флюсування також небезпечно та може призвести надмірним газоутворенням, забрудненням цинкового розплаву, зниження якості цинкування всієї партії металу. Не менш небезпечними помилками є недостатня витримка у розчинах для травлення та флюсування. 

Наслідки неправильної хімічної підготовки – перевитрати цинку, флюсу і кислот, збільшення вартості гарячого цинкування, створення небезпечних умов для роботи персоналу, зменшення ресурсу експлуатації оцинкованих металоконструкцій. Щоб уникнути помилок, важливо стежити за чистотою та складом, підтримувати задану температуру хімічних розчинів, які використовуються перед гарячим цинкуванням. Після травлення та флюсування заготовку необхідно промивати у чистій воді для видалення залишків розчинів.

Неправильні режими цинкування

Для якісного гарячого цинкування необхідно витримувати правильно режими:

• Температура цинкового розплаву 450-460°C. При більш низьких температурах погіршується адгезія цинку з металом, утворюються надмірні напливи, пропущені ділянки та дефекти цинкування. Перегрів розплаву призводить до утворення зайвих фаз залізо-цинкового сплаву. Занадто товстий шар цинку має крихку структуру, легше відшаровується, не витримує механічні навантаження.
• Швидкість занурення у розплавлений цинк. Повільне занурення призводить до нерівномірного прогрівання металу та утворення дефектів покриття. Пришвидшене занурення підвищує ризики скупчення повітря під покриттям, відшарування цинку, небезпечного розбризкування розплаву. Аналогічні проблеми виникають при надто повільному або швидкому вийманні заготовки з ванни – ці параметри мають бути чітко розраховані та проконтрольовані.
• Час витримки у ванній цинкування. Термін витримки металу має бути узгоджений з вимогами до товщини покриття. Збільшення витримки призводить до надмірного утворення міжметалевих фаз залізо-цинкового сплаву, які збільшують крихкість покриття та послаблюють його антикорозійні властивості. При недостатній витримці зростають ризики непокритих ділянок, адже флюс не встигає виконати свою роботу – адгезія слабшає, цинк лягає нерівномірно.
• Хімічний склад цинкового розплаву. У складі цинкового розплаву передбачено невеликий відсоток спеціальних домішок, які покращують якість покриття (менше 1,5%). Дисбаланс небезпечний – призводить до утворення шлаків, нерівномірної товщини покриття, погіршення антикорозійних властивостей цинкового шару.

Невідповідність конструкції спеціальним вимогам

Технологія гарячого цинкування реалізується на автоматизованій лінії – заготовка підвішується на траверсах, переміщується цеховим транспортером та занурюється у розплавлений цинк. Важливо забезпечити міцне кріплення металоконструкції та можливість вільного пропливу цинку під час занурення. Для цього конструкція має відповідати спеціальним вимогам. Поширені помилки, які унеможливлюють проведення повноцінного гарячого цинкування:

• замкнені порожнини, через які не може вільно протікати цинк;
• наявність патрубків з заглушками;
• відсутність отворів або тримачів для міцного кріплення металоконструкції на траверсах;
• відсутність технологічних отворів на краях заготовки для зливу цинку під час виймання;
• зварні шви внахлест з утворенням мікрощілин між поверхнями, дуже маленькі канали, де утворюються мертві зони, хімічні розчини, флюс та цинк не можуть вільно циркулювати;
• занадто великі габарити металоконструкції, неможливість правильно підвисити та занурити у ванну цинкування за один або кілька підходів.

Забруднений цинковий розплав

Важливою умовою якісного цинкового покриття є чистий розплав без зайвих домішок, шлаку та забруднень. Причинами забруднення цинкового розплаву можуть стати помилки на етапах травлення та флюсування, недостатнє очищення металу від сторонніх речовин, окалини, іржі, використання неякісного флюсу. В результаті у цинковому розплаві утворюються шлаки, оксидні плівки, жири, абразивні частки, які погіршують якість покриття. Утворюються дефекти цинкування – пористість, зернистість, напливи, шорсткість, відшарування, темні плями, сторонні включення, змішування покриття з часточками шлаку. Цинкове покриття втрачає рівномірну структуру, швидко відшаровується, стає крихким і недовговічним. Сторонні включення стають небезпечними ділянками та епіцентрами розвитку корозії під час подільшої експлуатації металоконструкції. Щоб уникнути таких помилок, необхідно:

• стежити за якістю хімічної підготовки, забезпечити ефективне знежирення, травлення та флюсування;
• після кожного етапу занурювати метал у воду для видалення залишків кислот і флюсу;
• повністю видалити вологу перед зануренням заготовки в цинк;
• регулярно контролювати стан розплаву у ванній, вживати заходи для очищення і фільтрації цинку;
• перевіряти хімічний склад розплаву, підтримувати правильний діапазон температур, уникати перегріву;
• використовувати якісний флюс та чисті хімічні розчини для травлення і знежирення;
• дотримуватися вимог по тривалості занурення, виймання, витримки заготовки в цинку;
• регулярно проводити часткову або повну заміну цинкового розплаву;
• проводити технічний контроль та своєчасне сервісне обслуговування систем нагріву та фільтрації.

Відсутність пасивації після цинкування

Після гарячого цинкування заготовка направляється на пасивацію – спеціальну хімічну обробку у пасивуючому хімічному розчині, який робить поверхню неактивною до агресивних впливів. Завдяки пасивації підвищується термін експлуатації оцинкованого металу, посилюються антикорозійні властивості, зменшується ризик утворення білої іржі під час зберігання у вологих умовах. Виключення пасивації з технологічного процесу – одна з поширених помилок гарячого цинкування.

Якщо не проводити пасивацію, через кілька днів зберігання металоконструкції у вологому середовищі на поверхні утворюється наліт – так звана біла іржа, яка погіршує зовнішній вигляд металу. На оцинкованій поверхні можуть з’явитися плями, потемніння, нерівномірний колір і текстура цинкового покриття. При експлуатації в агресивних умовах (в контакті з хімікатами, грунтом, солоною водою) оцинкований метал без пасивації швидше втрачає антикорозійні властивості, пришвидшується розвиток електрохімічної корозії.

Механічні ушкодження після цинкування

Важливо забезпечити правильне зберігання і транспортування металоконструкцій після гарячого цинкування, щоб уникнути пошкоджень нанесеного покриття. Після проходження всіх етапів цинкування необхідно правильно зняти заготовку зі строп, уникнути ударів та контакту металу з іншими поверхнями, забезпечити правильне складування під час очікування відвантаження. Важливо дочекатися повного застигання та охолодження цинкового покриття – і тільки після цього переходити до вантажних робіт і складування. Локальне пошкодження цинкового покриття через порушення технології призводить до погіршення антикорозійного захисту, руйнування захисту, появи слідів механічного зносу. 

Поширені помилки – пошкодження в місцях кріплення, збиті кути і кромки металоконструкцій. Механічні пошкодження порушують бар’єрний та катодний захист, тому необхідно правильно організовувати кріплення металоконструкції на траверсах, такелажні та розвантажувальні роботи. Важливо уникати ударів під час занурення та виймання заготовки. Переміщувати оцинковану металоконструкцію тільки після повного охолодження та застигання цинкового покриття. Уникати контакту поверхонь при складуванні. Якщо пошкоджень не вдалося уникнути – відновити невеликі локальні дефекти холодним цинкуванням та провести повторний контроль якості покриття.

Переваги професійного гарячого цинкування

Якщо плануєте замовити гаряче цинкування, обирайте досвідченого та професійного підрядника, який не буде припускатися поширених помилок. Наш завод Сіткабуд має сучасне автоматизоване виробництво, де проводиться комплексний контроль режимів цинкування та якості нанесеного покриття. Переваги гарячого цинкування від професіоналів:

• Правильна підготовка поверхні – ретельне очищення та знежирення, дотримання вимог до чистоти та хімічного складу розчинів для травлення та флюсування. Видалення сторонніх речовин, які погіршують адрегію цинку з металом. Використання якісного флюсу.
• Налаштування точних режимів цинкування – температури нагріву хімічних розчинів та цинкового розплаву, часу витримки заготовок в кожному резервуарі, швидкості занурення та виймання, швидкості охолодження металу після гарячого цинкування.
• Перевірка конструкції – аналіз форми, конструктивних елементів, розмірів металоконструкції, перевірка на відповідність спеціальним вимогам, при необхідності внесення змін в конструктив перед початком гарячого цинкування.
• Контроль цинкового розплаву – температури, чистоти, відсутності домішок, хімічного складу. Підтримка безперебійної роботи фільтрів та нагрівачів, встановлення відповідних датчиків, своєчасне оновлення вмісту ванни цинкування.
• Обов’язкова пасивація після гарячого цинкування – додатковий захист оцинкованого металу методом пасивації для підвищення антикорозійних властивостей.
• Дотримання правил пакування, складування, такелажу, відвантаження – збереження цілісності покриття після завершення всіх етапів гарячого цинкування. 
• Комплексний контроль якості важливих параметрів – відсутності дефектів, товщини та структури цинкового покриття, стійкості до ударів, зносу та механічних навантажень.

Отримати консультацію та замовити послуги гарячого цинкування від Сіткабуд можна через форму на сайті або за номерами 093 126 20 74, 068 658 19 25, info@sitkabud.com.ua. Зв’яжіться з нами – ми розрахуємо ціну гарячого цинкування для вашого проєкту.