Термін служби металу після гарячого цинкування

Корозія – це головна причина руйнування металоконструкцій. Вплив вологи, перепадів температур, хімікатів, забруднень, ультрафіолету – все це призводить до появи іржі, появи дефектів, прискореного зносу, поломки деталей та вузлів. Міцність та надійність металоконструкцій знижується, термін експлуатації скорочується. Для боротьби з такою проблемою використовуються різні методи антикорозійного захисту, найбільш ефективним серед яких є гаряче цинкування. Захисне цинкове покриття формується під час занурення металу в розплавлений цинк. Головна перевага технології – збільшення терміну експлуатації металоконструкції до 50-100 років.

Як працює гаряче цинкування

Під час гарячого цинкування металева заготовка занурюєть ся у розплавлений цинк. Під час занурення на поверхні відбувається формування кількох фаз залізо-цинкового сплаву. Це антикорозійне цинкове покриття товщиною 40-150 мкм, яке захищає метал від розвитку корозії. Рідкий цинковий розплав рівномірно обволікає всі поверхні, пази, отвори, завдяки чому покриття формується за одне занурення. Цинковий шар не просто покриває поверхню, а з’єднується з металом на молекулярному рівні, тому не відшаровується в процесі експлуатації. 

Щільне та міцне цинкове покриття виконує функцію бар’єра, який не пропускає вологу, захищає від контакту з ультрафіолетом та різними зовнішніми впливами. Агресивні речовини не мають доступу до металу, який знаходиться під надійним захистом цинку. Також цинкове покриття захищає від електрохімічної корозії, яка активно розвивається в середовищі електроліта – в грунті, у воді, у контакті з хімікатами. Такий комплексний захист напряму збільшує на термін служби металокоснтуркцій на кілька десятків років – оцинкований метал не ржавіє навіть при постійній експлуатації на вулиці, під опадами, в контакті з хімікатами та грунтом.

Від чого залежить довговічність оцинкованого металу

Термін служби металу після гарячого цинкування залежить від багатьох факторів – товщини та якості нанесення цинкового покриття, якості попередньої підготовки, умов експлуатації, кліматичних особливостей регіону, агресивності навколишнього середовища. Найдовше служить покриття, нанесене на сучасній автоматизованій лінії з якісною хімічною підготовкою, комплексним контролем хімічного складу цинкового розплаву, температури, часу занурення та інших режимів цинкування, які точно розраховуються на задані режими експлуатації. Основні фактори, які визначають термін служби оцинкованих конструкцій:

• Агресивність середовища – контакт з вологою, грунтом, хімічними речовинами, забрудненнями, солоною водою, паром. Чим більш агресивне середовище, тим швидше втрачається ресурс цинкового покриття. Особливо важливо враховувати цей фактор під час проєктування металоконструкцій для промислових зон, енергетичної і транспортної інфраструктури.
• Кліматичні умови – перепади температур, дощ, сніг, град, обледеніння, конденсат, інтенсивність ультрафіолетового випромінювання. Регіони зі складними кліматичними умовами потребують максимально надійного захисту металоконструкцій від корозії. Тривалий вплив несприятливих погодних факторів прискорює природне зношування захисного шару цинку.
• Розташування у прибережних районах поблизу моря. Повітря насичено агресивними соляними аерозолями, які мають постійний вплив на металоконструкцію. Це впливає на термін служби, навіть якщо метал не контактує безпосередньо з солоною водою. У таких умовах рекомендується використовувати покриття підвищеної товщини для збільшення ресурсу конструкції.
• Промислові викиди – сполуки сірки, азоту та інші хімічно активні речовини. Найбільший корозійний вплив спостерігається поблизу промислових підприємств. Щоб не втратити ресурс металоконструкцій, для промислових об’єктів використовуються покриття збільшеної товщини. 
• Товщина цинкового покриття. Чим більша товщина цинкового шару, тим довше метал залишається захищеним від корозії. Цей параметр має обов’язково узгоджуватися з реальними умовами експлуатації металоконструкцій. Правильно підібрана товщина покриття дозволяє досягти оптимального співвідношення вартості обробки та довговічності захисту.
• Якість хімічної підготовки металу. Перед цинкуванням метал проходить кілька етапів підготовки – очищення, знежирення, травлення, флюсування. Помилки на цих етапах погіршують адгезію металу з цинком, підвищують ризики появи дефектів та відшарувань. Дотримання технології підготовки є не менш важливим, ніж сам процес гарячого цинкування.
• Механічний знос. Цинкове покриття швидше втрачає ресурс при підвищених механічних навантаженнях, в місцях тертя, постійного контакту з іншими поверхнями, абразивних впливах пилу, піску тощо. Найчастіше такий вплив характерний для транспортної, складської та виробничої інфраструктури.
• Ударні навантаження. Сильні механічні удари здатні пошкодити покриття та оголити металеву основу. Хоча гаряче цинкування відрізняється високою міцністю зчеплення зі сталлю, надмірні навантаження можуть скорочувати термін його служби. 
• Наявність дефектів покриття. Якщо гаряче цинкування проведено з порушенням технології, на металі можуть з’являтися дефекти покриття – відшарування, непокриті ділянки, надмірні напливи, які порушують монтаж та експлуатацію металоконструкції. Тому важливо забезпечити високу якість цинкування та ретельно проконтролювати результат нанесення покриття.
• Конструктивні особливості. Довговічність оцинкованих конструкцій може зменшуватися, якщо є слабкі місця – тонкостінні деталі, важкодоступні елементи, недостатньо міцні зварні шви. Тому важливо продумати не тільки якісний антикорозійний захист, а й правильний конструктив виробів.

Все це необхідно врахувати при плануванні гарячого цинкування – проаналізувати реальні умови експлуатації, забезпечити якісну підготовку та нанесення покриття, адаптувати конструктив, розрахувати правильну товщину цинкового шару. За таких умов термін служби оцинкованих конструкцій буде максимально можливим.

Скільки служить метал після гарячого цинкування: середня довговічність цинкового покриття

Гаряче цинкування є одним із найбільш довговічних способів антикорозійного захисту сталі. Завдяки поєднанню бар’єрного та протекторного захисту цинкове покриття забезпечує надійну експлуатацію металоконструкцій протягом десятків років без необхідності регулярного відновлення. Фактичний термін служби залежить від умов навколишнього середовища, товщини покриття та інтенсивності експлуатації виробу. Швидкість витрати цинкового шару відрізняється залежно від рівня вологості, наявності забруднювачів у повітрі та інших зовнішніх факторів. Саме тому одна й та сама конструкція може мати різний ресурс у різних умовах експлуатації. Розглянемо основні застосування:

• У промислових зонах. На промислових підприємствах та в районах з високою концентрацією викидів сірчистих і азотистих сполук цинкове покриття зношується швидше. Залежно від агресивності середовища термін служби гарячеоцинкованих конструкцій зазвичай становить 50-70 років без необхідності капітального антикорозійного ремонту.
• У морському кліматі. Морське повітря містить значну кількість соляних аерозолів, які прискорюють корозійні процеси. Залежно від відстані до берегової лінії та концентрації солей термін служби покриття зазвичай становить 50-60 років.
• У міському середовищі. У більшості міських умов рівень корозійного навантаження помірний. За відсутності значних промислових забруднень оцинкований метал може ефективно служити до 70 років, зберігаючи свої захисні властивості протягом усього періоду експлуатації.
• Заміські райони. Такі території характеризуються відносно чистою атмосферою та низьким рівнем забруднення. У таких умовах швидкість корозії цинку мінімальна, тому термін служби покриття може досягати 100 років і більше.

Як товщина цинкового покриття впливає на термін служби металоконструкцій

Товщина покриття безпосередньо впливає на довговічність захисту, адже цинк повільно втрачається в процесі експлуатації. Чим більший запас цинку на поверхні виробу, тим довше він буде виконувати захисну функцію. У середньому, подвоєння товщини цинкового шару майже пропорційно збільшує строк ефективного захисту від корозії. Цей параметр регламентується стандартом ДСТУ EN ISO 1461 – це міжнародні норми, які визначають вимоги до нанесення цинкового покриття гарячим способом. Для більшості будівельних металоконструкцій товщина шару після гарячого цинкування становить приблизно 70-100 мкм, для масивних сталевих елементів – 100-120 мкм. В деяких випадках товщина покриття може збільшуватися до 150-200 мкм, але це повинно мати чітке інженерне обґрунтування.

Цинкове покриття поступово вступає в хімічні реакції з навколишнім середовищем. Під впливом вологи, кисню та інших атмосферних чинників поступово окиснюється і утворює захисні сполуки на поверхні. Цинк протягом десятків років кородує замість основного металу, сталь під покриттям залишається захищеною від корозії – цей процес відбувається дуже повільно, але з часом товщина покриття зменшується, захисні властивості слабшають. Чим агресивніше середовище експлуатації, тим швидше відбувається витрачання цинкового шару і тим меншим стає його залишковий ресурс. Щоб компенсувати ці витрати, закладається достатня товщина цинкового покриття, яка точно відповідає умовам експлуатації.

Різні види цинкування – порівняння довговічності

Технологія нанесення антикорозійного покриття впливає на термін експлуатації металоконструкцій. Гарячий метод – найбільш продуктивний, ефективний та надійний порівняно з іншими технологіями. Наприклад, звичайним фарбуванням можна захистити метал від корозії на кілька років. Але будь-яке механічне пошкодження чи природне відшарування фарби призводить до швидкого поширення іржі. На відміну від фарбування, гаряче цинкування створює на поверхні тонкий шар сплаву цинку з залізом – такий захист в сотні разів надійніший. 

Існує інша технологія нанесення цинкового шару – холодне цинкування. Але це трудомістка ручна робота, коли цинк наноситься пензлем або розпилюється по поверхні. Технологія підходить для локального ремонту, але в жодному разі не для повноцінного цинкування будівельних та промислових металоконструкцій. На відміну від гарячого, холодне цинкування просто наносить поверхневе покриття, але не формує металургійного зв’язку між цинком і металом. Стійкість до механічних навантажень, стирання та атмосферних впливів холоднооцинкованих виробів набагато нижча. 

Цинкування методом гальванізації дозволяє отримати якісний цинковий шар, але меншої товщини. Тому запас цинку стає меншим, а термін антикорозійного захисту суттєво скорочується. Ось чому для будівельних, інфраструктурних та промислових металоконструкцій гаряче цинкування зазвичай забезпечує значно довший ресурс і кращу економічну ефективність протягом життєвого циклу.  Інвестиції в гаряче цинкування на етапі виробництва дають суттєву економію у майбутньому, коли об’єкт служить понад 50-100 років без ремонту та складного обслуговування.

Чи потребує оцинкований метал складного обслуговування

Однією з головних переваг гарячого цинкування є мінімальна потреба в обслуговуванні протягом усього терміну експлуатації. На відміну від багатьох інших видів антикорозійного захисту, оцинковані конструкції не потребують регулярного фарбування або регулярних ремонтних робіт. Єдине, що потрібно робити для збереження ресурсу металоконструкцій – це періодично контролювати їх стан:

• Проводити візуальний огляд для своєчасного виявлення дефектів, корозії, пошкоджень. Приділяти особливу увагу зварним швам, місцям кріплення, тонкостінним деталям, ділянкам з постійним контактом з водою, підвищеними ризиками зносу та механічних навантажень.
• Очищати від забруднень, за можливості видаляти надмірне скупчення пилу, бруду, солей. Це допомагає зменшити корозійне навантаження на цинкове покриття та продовжити його термін служби.
• Локально ремонтувати пошкоджені ділянки. Окремі ділянки можуть бути відремонтовані без демонтажу – для цього використовується ручне холодне цинкування або інші методи відновлення антикорозійного захисту. Своєчасне усунення дефектів захищає від розповсюдження осередків корозії на більш обширні ділянки.

За умови якісного гарячого цинкування та дотримання базових рекомендацій з експлуатації оцинкований метал здатний десятиліттями зберігати свої захисні властивості без значних витрат на технічне обслуговування.

Наша компанія Сіткабуд надає послуги гарячого цинкування металоконструкцій різного призначення. Ми наносимо антикорозійний захист та забезпечуємо довгий термін експлуатації колон, балок, ферм та інших будівельних конструкцій, енергетичних опор, огороджень, обладнання дорожньої інфраструктури, промислових об’єктів. Такі напрямки передбачають тривалий термін експлуатації протягом кількох десятків років – гаряче цинкування ідеально вирішує цю задачу. Ми аналізуємо умови, розташування, функціонал металоконструкції та основі цього підбираємо правильну товщину покриття, щоб гарантувати задану довговічність.

Для розрахунку вартості гарячого цинкування та отримання консультації зв’яжіться з нами 093 126 20 74, 068 658 19 25, info@sitkabud.com.ua