Цинкование, как способ защиты металла от коррозии
Цинкование, как способ защиты металла от коррозии, ведет свою историю с середины восемнадцатого века, когда французский исследователь по фамилии Малоуин представил Королевской академии наук несколько образцов железа покрытых слоем цинка. Итальянский ученый Гальвани в 1772 году, проводя свои эксперименты с лягушачьими лапками, совершил свое открытие, описывающее взаимодействия между металлами в электрохимических процессах.
В 1800 году Александро Вольта создал первый источник постоянного тока, поместив в стакан с кислотой пластины меди и цинка. В 1929 году Фарадей обнаруживает восстанавливающие особенности цинка. В 1837 году выдан патент на изобретение горячего цинкования, в 1850 открыт первый завод горячего цинкования в Англии, а в 1870 – в Америке.
Уникальное свойство цинка, заключается к способности к самовосстановлению цинкового покрытия в течении гальванической реакции, запускаемой при разрушении защитного слоя и попадания на открытый металл влаги и воздуха.
Существует несколько наиболее распространенных способов нанесения цинкового покрытия на стальные конструкции, трубы, металлопрокат и металлоизделия. К наиболее распространенным и надежным можно отнести горячее и термодиффузионное цинкование, обеспечивающих высокую надежность и высокую степень сцепления защитного слоя и основного металла, за счет сопровождающих процесс цинкования высоких температур.
При горячем цинковании, обрабатываемый металл окунается в ванну с расплавленным цинком, при извлечении из которой на поверхности сохраняются остатки цинка, образующие защитный слой. Размер погружаемой в цинк конструкции, определяется габаритами используемой для этого ванны. В условиях крупного промышленного предприятия такая ванна может достигать двенадцати метров в длину.
Такой способ нанесения цинка хорош тем, что обеспечивает надежное сцепление молекул цинка и железа, при сложной конфигурации защищаемой конструкции, расплавленный цинк легко достигает труднодоступных участков конструкции.
Термодиффузионное цинкование предполагает помещение обрабатываемых деталей в герметично закрытый термоизолированный короб, оборудованный нагревательными тэнами и механизмом, обеспечивающим продолжительное вращение конструкции вокруг своей оси. Цинк в данной системе подается в виде смеси цинкового порошка и кварцевого песка, засыпаемого совместно с обрабатываемыми деталями.
Оба вышеописанных способа отличаются высокой надежностью наносимого защитного слоя, к недостаткам можно отнести сложность и высокую стоимость оборудования, высокие требования по защите персонала и экологии, большой расход электроэнергии. В случае горячего цинкования на поверхности могут оставаться подтеки, образуемые дорожками стекающего цинка.
При термодиффузионном методе, поверхность изделий обретает сероватый землистый оттенок. Термодиффузионное цинкование, чаще всего, применяется для небольших деталей. Как правило это болты, шайбы, гайки, крепежные элементы, шанцевый инструмент.
Нанесение цинка с использованием гальванической технологии дает ровную поверхность, иногда даже используемую для реализации дизайнерских замыслов, но значительно уступающей по степени защищенности горячему и термодиффузионному цинкованию.
Холодное цинкование, наиболее простой и менее затратный способ, напоминающий обыкновенное окрашивание кистью или распылителем. В качестве защитного материала используются цинксодержащие полимерные композиции, поставляемые в банках и ведрах, весом от одного до двадцати пяти килограмм.