ХОЛОДНОЕ ЦИНКОВАНИЕ?


Учитывая известность и высокие защитные свойства цинковых покрытий, полученных по методу горячего цинкования, в зарубежных и отечественных публикациях, технических проспектах в последнее время используется термин «холодное цинкование" (Cold Galvanizing), имеющий конъюнктурный смысл.


При этом имеется в виду применение протекторных материалов с использованием цинка и различных связующих с возможным перекрытием их другими ЛКМ, т. е. получения традиционных защитных лакокрасочных покрытий [13-15].

В работе [3] высказывается мнение, что равнозначность использования термина «цинкование» как символа семейства покрытий, в которых применяется цинк для противокоррозионной защиты, дает ложное представление об эквивалентности свойств различных цинковых покрытий. Некоторые производители и дистрибьюторы цинкнаполненных ЛКМ делают заявления, что их продукты «холодного цинкования» являются эквивалентом «горячего цинкования» или «столь же хорошими, как оцинковка».
Отечественные производители идут еще дальше: «жидкий цинк - грунт-протектор для холодного цинкования» [16]; «холодное цинкование — больше чем цинкование» [13], причем выводы о преимуществах холодного цинкования делаются на основании одного вида испытаний — в камере соляного тумана — и, более того, производится сравнение цинкового покрытия с комплексным покрытием, состоящим из цинкнаполненной грунтовки и покрывного материала, что не дает истинной картины и вводит в заблуж-дение потребителей.

Ускоренные испытания на стойкость к воздействию соляного тумана ASTM B117 Standard Practice for Operating Salt Spray (FOG) нельзя рассматривать в качестве основных и единственных для оценки защитных свойств покрытий горячей оцинковки в атмосферных условиях. При циклических испытаниях (орошение и осушение) в отличие от соляного тумана на оцинкованном покрытии развивается патина — слой продуктов коррозии цинка, которая обеспечивает долговременную коррозионную защиту. Патина и нижележащий цинк могут защищать сталь в течение длительного време¬ни. В связи с этим имеется необходимость сравнения металлических и неметаллических цинковых покрытий.

В статье [3] представлены сравнительные данные по свойствам покрытий горячего цинкования и собственно цинкнаполненных покрытий. Испытания проведены независимой организацией — южно-африканским бюро стандартов. Ре¬зультаты испытаний приведены ниже.

1. Толщина покрытия

Оцинковка имеет одинаковую толщину вдоль поверхности, на кромках и углах. Цинкнаполненная краска обычно дает неодинаковую толщину и, таким образом, степень защиты меняется вдоль поверхности. Углы и кромки особенно чувствительны к коррозии, поскольку на этих участках толщина покрытий уменьшена.

2.  Испытания в камере соляного тумана (имитация морской среды)

После 1500 ч испытания оцинкованного образца были остановлены, т. К. Отсутствовала коррозия стальной основы.

Значительное коррозионное воз¬действие на стальное основание, окрашенное цинкнаполненной кра¬ской, отмечено через 1000 ч.

3. Испытание в камере сернисто¬го газа (имитация промышленной атмосферы)

Через 40 циклов испытаний оцинкованных стальных образцов не отмечено признаков коррозии стального основания.

На окрашенных образцах отмечена коррозия основы, особенно на кромках, уже после 9 циклов.

4. Катодная защита (надрезы 10x115 мм)

После 1500 ч испытаний в камере соляного тумана на оцинкованной стали нет признаков коррозии. На окрашенных стальных образцах уже через 24 ч появляется красная ржав-чина, через 550 ч красная ржавчина явно выражена на всей поверхности.

5. Испытания погружением в коррозионную среду — шахтную воду — на 2000 ч

На оцинкованных стальных образцах образовывались устойчивые отложения солей цинка, коррозия подложки отсутствует. Отмечается значительное увеличение толщины цинкнаполненного покрытия вследствие набухания, вызванного адсорбцией воды, и в результате образование объемных продуктов коррозии (оксидов железа) в покрытиях.

6. Уф-облучение

Уф-облучение не подействовало на оцинкованное покрытие, значительного воздействия на цинкнаполненную краску также не обнаружено.

7. Испытания абразивостойкости

Слой сплавов цинк-железо имеет твердость выше, чем стальное основание, твердость находится в области 179-250 ед. По dpn5. Данные по абразивостойкости цинконаполненной краски равняются 1/3 от стойкости оцинкованного покрытия.

8. Температурные испытания (15 мин, выдержки при 350 °с)

Изменений внешнего вида оцинкованного покрытия нет, цинконаполненная краска разрушается при 250°С и превращается в порошок при 350°С даже после охлаждения до комнатной температуры. Кроме того, адгезионная прочность цинка к стальной подложке в 6 раз превышает прочность цинкнаполненных ЛКМ, поэтому цинковое покрытие более устойчиво к царапанию и износу. Из представленных данных можно сделать вывод о неравноценности свойств рассматриваемых покрытий.

Цинкнаполненные защитные покрытия, как правило, используются в каче¬стве протекторных грунтовок в комплексных покрытий, хотя в ряде случаев возможно их использование в каче¬стве самостоятельных покрытий, например, ASTM A780, Standard Practice for Repair of Damaged and Uncoated of Hot-Dip Galvanized Coatings. Поэтому, приводя доводы о пре¬имуществах цинкнаполненных ЛКМ («холодное цинкование») перед цинковым покрытием, авторы фактически представляют результаты испытаний комплексных многослойных покрытий, где каждый слой (или материал) выполняет свои функции.

5. Применение покрытий

Защитные покрытия с использованием цинка, как металлические (цинковые), так и неметаллические (цинкнаполненные), широко применяются в различных отраслях, где необходима долговременная надежная защита с минимальным ремонтом [17-26]:

•    промышленное и дорожное строительство - мостовые конструкции,   путепроводы,   металлоконструкции, оборудование, трубопроводы в химических, металлургических производствах
•    энергетика  -  опоры ЛЭП,   контактной сети, ветряные генераторы.
•    гидротехнические сооружения - металлоконструкции,    водоводы, баки для хранения воды.

Связь — антенно-мачтовые сооружения (передающие антенны, ретрансляторы, опоры релейно-сотовой связи).

•    нефте-, газодобыча и переработка элементы бурильных установок, платформ, оборудование, трубопроводы, резервуары, хранилища для нефти и нефтепродуктов,   газоперекачивающее оборудование, выхлопные трубы.
•     транспорт, дорожная и сельскохозяйственная  техника, автомобилестроение, тяжелая дорожная техника, подвижной ж/д состав, сельхозтехника, силосные башни.
•    судостроение - подводные и надводные конструкции корпуса терминалы, пирсы, цистерны для воды, в т. ч. питьевой.

Опубликованы данные по свойствам, областям и особенностям  применения, условиям эксплу¬атации цинкнаполненных ЛКМ и комплексных защитных покрытий с их исполь-зованием. Сочетание протекторных   грунтовок с промежуточными грунтовками и покрывными ЛКМ позволяет получить полный   спектр  положительных качеств для эф-фективной долговременной защиты металла при эксплуатации   в   разных климатических,      агрессивных,   тепловых  и  других условиях.

Ведущие мировые фирмы Tikkurila Coatings, Teknos, Sigma Coatings, Steelpaint, Zinga Metall и др., а также отечественные производители ВМП, Экор-Нева, «Кронос» и др., предлагают цинкнаполненные материалы и материалы для систем покрытий, технологии применения, техническое сопровождение [17-26].

Несмотря на длительный срок службы оцинкованных изделий и конструкций с покрытий, полученным по методу горячего цинкования, в ряде случаев возникает необходимость устранения недостатков, обусловленных свойствами цинка — недостаточные химстойкость и стойкость к агрессивной атмосфере, придание определенных свойств. Это достигается путем окраски оцинкованных изделий с применением специальных ЛКМ — метод Duplex [5].

Применение оцинкованного ме¬талла постоянно расширяется. Так, в производстве лицевых и пространственных конструкций кузова автомобилей серии ваз 2110, 2111, 2112 используется до 50% оцинкованной стали [27]. По данным компании Tikkurila Coatings сочетание горячего цинкования и окраски позволяет увеличить продолжительность службы поверхностей в 1,5-2,3 раза по срав¬нению с оцинковкой [5]. Для различных условий эксплуатации предлагаются ЛКМ, отличающиеся назначением, сроком службы, стоимостью. Некоторые варианты систем окраски оцинкованных по-верхностей материалами фирмы Tikkurila приведены в таблицах.

Сравнение покрытий «горячего цинкования» с протекторными неметаллическими покрытиями показывает большие различия между этими вариантами защиты металла. Для объективной оценки обязательным является сравнение комплекса свойств покрытий. Некорректным является представление преимуществ по одному показателю с далеко идущими выводами, что имеет место в ряде случаев. Использование термина «холодное цинкование" можно рассматривать как своеобразный сленг, но, к сожалению, при этом происходит вульгаризация понятия «цинкование» и несведущий потребитель может принять ошибочное решение. Наличие ассортимента покрывных ЛКМ в сочетании с цинкованием или протекторным грунтованием металлического основания дает возмож-ности для решения множества сложнейших задач по защите конструкций и изделий для самых разнообразных условий эксплуатации.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка металлоконструкций можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок металлоконструкций в России».