K ochraně proti korozi bylo dnes vytvořeno velké množství metod. Jsou zaměřeny na to, aby se pomocí speciálních roztoků nebo látek na povrchu kovových výrobků objevil tenký ochranný film, který zabraňuje pronikání kyslíku a produktů přítomných v agresivním prostředí do kovu. Galvanizace kovových povrchů patří do kategorie jedné z nejúčinnějších metod prevence vzniku korozivních usazenin.
Proces galvanizace kovů
Zinkování je proces nanášení tenké vrstvy zinku na povrch kovového výrobku. Tento kov je vynikající pro vytváření řešení, která jsou určena k ochraně proti korozi. Patří do kategorie odolné vůči vlivu agresivního prostředí. Tento způsob ochrany kovových povrchů před usazeninami rzi dodává ošetřenému povrchu:
- pevnost a tvrdost,
- odolnost vůči změnám teploty,
- odolnost vůči agresivnímu prostředí,
- delší životnost,
- schopnost odolávat oxidaci.
Cena galvanizace kovu
Poznámka: Galvanizace kovových povrchů je levný postup. Cena galvanického zinkování se u nás odvíjí od jeho druhu a množství zpracovávaného materiálu. Průměrná cena je od 16000 30000 rublů za pět tun. Tato částka může dosáhnout XNUMX XNUMX rublů.
Dnes je galvanizace poměrně oblíbeným postupem. Jeho působení je založeno na skutečnosti, že na povrchu kovu se vlivem slitiny zinku objeví tenký film, který celý povrch pokrývá. Zabraňuje tvorbě koroze na kovu, která ničí strukturu kovu a činí kovové výrobky nepoužitelnými.
Působením kyslíku a kapalných látek se na povrchu kovu objeví korozivní film. Kov se stává poréznějším a kyslík proniká do jeho hlubších vrstev, což vede k růstu koroze. Na povrchu žehličky se objevuje rezavý povlak, díky kterému je kovová konstrukce náchylnější k průchodu vzduchu. Proces oxidace trvá dlouho. Film ze slitiny zinku neumožňuje, aby se kyslík dostal do hlubokých vrstev kovů. Díky tomu je proces jejich oxidace nemožný.
Technologie galvanizace kovů
Technologie galvanizace kovů zahrnuje kompletní povlakování zinkového filmu všech druhů kovových výrobků. Tento postup vyžaduje speciální vybavení vyrobené z materiálů, které odolají agresivnímu prostředí.
Galvanizace kovových povrchů se provádí v několika fázích:
V této fázi probíhá práce s materiálem. K tomu se nejprve odmastí a z povrchu se odstraní různé nečistoty. Poté se kov leptá pomocí kyselého prostředí. Nejčastěji používaným roztokem je kyselina sírová. V důsledku toho se na kovu objeví oxidový film. Je nezbytný pro nejlepší přilnavost zinku a zpracovávaného kovu. Poté se odstraní všechny zbytky kyselin a povrch se důkladně vysuší.
- Proces nanášení slitiny zinku.
Tato fáze zahrnuje aplikaci zinkového filmu na vysušený kovový povrch. K tomu se zinek roztaví v lázni pod vlivem teploty minimálně 450 stupňů Celsia. Teprve poté se tam ponoří kovový výrobek, který se musí zpracovat. Procedura trvá několik minut.
V této fázi se hotový produkt suší při teplotě místnosti.
V důsledku postupu se na kovovém povrchu vytvoří hustý film. Dělá to silnější a silnější.
Galvanizace kovových výrobků se provádí ve specializovaných lázních. Musí být v případě potřeby vybaveny zařízením pro připojení elektrického proudu. Jejich objem se může lišit. Každá taková lázeň však může pojmout velké množství malých kovových výrobků pro zpracování.
Vany pro galvanizaci se dělí na:
- malé stavby,
- středně velké konstrukce
- velké struktury.
Druhy zinkování kovů
V moderním světě se galvanizace používá k ošetření kovových povrchů. Slouží především k ochraně proti korozi. Pro různé kovy je nutné použít různé metody tohoto procesu. To je způsobeno skutečností, že ne všechny kovy jsou schopny za určitých podmínek přilnout k zinku.
Hlavní metody galvanizace kovu jsou prezentovány takovými způsoby, jako jsou:
Zinkování kovů za studena
Tato metoda se liší od všech ostatních tím, že nevyžaduje speciální lázeň. Roztok zinkové slitiny se nanáší stejným způsobem jako jakýkoli jiný lak.
Žárové zinkování
Tento postup spočívá v tom, že se kovový produkt spustí do lázně ze slitiny zinku ke zpracování. Proces zinkování probíhá pod vlivem malého ohřevu. To umožňuje rovnoměrnější aplikaci roztoku na povrch.
Zinkování kovů
Tato metoda se vyznačuje tím, že celá procedura probíhá pod vlivem elektrického proudu. Kov se spustí do roztoku elektrolytu a připojí se elektrický proud, který dodává malé napětí.
Tepelné difúzní zinkování kovů
Spočívá v nanesení slitiny zinku libovolné tloušťky na kovový povrch. Určuje si to zákazník. Pro postup se používají specializované nádoby.
Tabulka 1. Srovnání zinku s ostatními kovy.
stříbrný bílý kov
Teplota tání 650 °C. Hliník je odolný vůči atmosférické korozi v důsledku tvorby hustého oxidového filmu na jeho povrchu. Nejdůležitější vlastností hliníku je jeho nízká hustota – 2,7 g/cm3 oproti 7,8 g/cm3 u železa a 8,94 g/cm3 u mědi. Má dobrou tepelnou a elektrickou vodivost. Funguje dobře s tlakem.
Používá se v elektrotechnickém průmyslu pro výrobu proudových vodičů, v potravinářském a chemickém průmyslu. Používá se jako odkysličovadlo při výrobě oceli, k hliníkování dílů za účelem zvýšení jejich tepelné odolnosti. V čisté formě se používá jen zřídka kvůli nízké pevnosti – 50 MPa.
lesklý neželezný kov s namodralým nádechem, který se měrnou hmotností blíží železu. Je poměrně tvrdý (o jeden méně než diamant), ale je křehký.
Je poměrně tvrdý, přesto křehký. Teplota tání 1910 °C. Odolný proti oxidaci v atmosféře a ve vodě. Kyselina dusičná ho nerozpouští. Postupně se rozpouští v roztocích kyseliny chlorovodíkové a sírové, aktivněji však v silné kyselině chlorovodíkové. Chrom je poměrně odolný proti oděru.
Ve své čisté formě je chrom široce používán pro dekorativní a antikorozní nátěry jiných kovů. V průmyslu se chrom široce používá pro výrobu legovaných vysokopevnostních chromových ocelí.
kov červené, v přerušované růžové barvě
má vysokou tažnost a odolnost proti korozi, vysokou elektrickou a tepelnou vodivost (100% čistá měď standard, poté 65% hliník, 17% železo), stejně jako odolnost proti atmosférické korozi
Umožňuje jeho použití jako střešního materiálu pro kritické budovy
lehký kov stříbrno-bílé barvy.
má vyšší bod tání, nízkou tepelnou vodivost a špatné vlastnosti proti tření, ale snadno se kuje a lisuje. Při zahřátí na 500 °C na vzduchu neoxiduje a při vyšší teplotě se na jeho povrchu vytvoří silný ochranný film.
Z titanu a jeho slitin se proto vyrábí potah nadzvukových letadel, kompresorů proudových motorů, v konstrukci turba – lopatky a kotouče turbín atd. Z titanového plechu lze vyrobit (svařováním argonem) lehké tlumiče pro automobily, které dělají nerezaví a nevyhoří.
Galvanizace kovů: podstata a účel procesu. Různé technologie pro zinkování kovů. Výhody pozinkovaných kovových konstrukcí. Proces galvanizace kovu doma.
Galvanizace kovů je technologický proces, jehož podstatou je nanášení speciální kompozice obsahující zinek na povrch kovových dílů. Tento postup má zabránit tvorbě oxidů a rzi, která příznivě ovlivňuje životnost kovových konstrukcí jakéhokoli typu. Galvanické zinkování lze provádět nejen ve výrobních podmínkách, ale také vlastníma rukama. Článek podobně nastiňuje různé způsoby galvanizace kovu.
Podstata a účel procesu galvanizace kovů
Zinek je hlavní složkou speciální chemické směsi, která se používá k povlakování kovových výrobků, aby se zabránilo rozvoji korozních procesů. Vysoká vlhkost, mechanické vlivy, chemické reakce – to vše může vyvolat oxidaci kovového povrchu, avšak pozinkované výrobky jsou mnohem méně náchylné ke korozi.
Zinek a kov v symbióze tvoří galvanický pár, kde zinek přebírá všechny bariérové funkce, a proto vstupuje do různých forem interakce s faktory prostředí.
Povrch výrobku si zachová svůj původní vzhled až do úplného zničení vrchní vrstvy zinku. V místech, kde je zinek vystaven nejsilnějšímu nárazu, se pod vlivem vody a molekul kyslíku vytvoří ochranná vrstva hydroxidu, který zároveň zachovává celistvost kovu.
Galvanizace hliníku a jiných druhů kovů se provádí různými metodami, avšak největší vliv na účinnost výsledku tohoto postupu má třída tloušťky vrstvy zinku, která je stanovena podle GOST 14918-80.
| Třída tloušťky | Hmotnost m2 plochy pokrytí (obě strany), g | Tloušťka vrstvy zinku, mikrony |
|---|---|---|
| Zvýšená (P) | Od 570 po 855 | Od 40 po 60 |
| 1 | Od 258 po 570 | Od 18 po 40 |
| 2 | Od 142,5 po 258 | Od 10 po 18 |
Zinkový povlak třídy P a 1 se nejčastěji používá v náročných klimatických podmínkách, vysoké vlhkosti a teplotních změnách.
Vlastnosti a výhody galvanizovaných povlaků
Významnou výhodou pozinkovaných povlaků je jejich dlouhá životnost. Pokud mluvíme o různých technologiích galvanizace jako fázi přípravy dílů pro lakování, můžeme okamžitě zaznamenat následující výhody postupu:
- odolnost proti opotřebení a životnost lakovaného povlaku;
- nízké náklady ve srovnání s cenou lakování bez předběžného zinkování po dobu až 25 let;
- jednoduché požadavky na kovové výrobky.
Kovové zinkování zajišťuje nejen bariérovou a ochrannou, ale také elektrochemickou ochranu horních vrstev zpracovávaných výrobků.
Zinkování s fosfátováním
Zinkování s fosfátováním se běžně používá pro zpracování neželezných kovů. V důsledku tohoto postupu se na horní vrstvě kovové části tvoří fosforečnany zinku, manganu nebo železa, což jsou špatně rozpustné prvky, což zvyšuje bariérové a elektroizolační vlastnosti ošetřovaných povrchů.
Fosfátové zinkování lze aplikovat na následující typy kovů:
- litina;
- kadmium;
- nízkolegované uhlíkové oceli;
- měď;
- zinek;
- hliník.
Fosfátované pozinkované kovové předměty lze použít i v tropických podmínkách. Neovlivňují je zahřáté materiály, mazací organické látky (oleje), benzen, toluen a všechny plyny kromě sirovodíku.
Způsoby a metody zinkování
- teplejší;
- Studený;
- galvanizace;
- tepelně difúzní zinkový povlak;
- stříkání pod vlivem tepelných plynů.
Při výběru technologie zinkování kovů je nutné vycházet z účelu výrobku a způsobů jeho provozu. Předem je nutné určit třídu tloušťky zinkové vrstvy, protože na tom závisí celý technologický postup včetně nastavení derivačních teplot.
Kovové výrobky, na kterých je již zinek přítomen, by neměly být mechanicky namáhány, protože by mohla být narušena celistvost ochranného povlaku.
žárové zinkování
Žárové zinkování oceli je široce známé, ale používá se poněkud méně často než jiné způsoby distribuce zinku po povrchu kovových konstrukcí. Navzdory účinnosti horké technologie je extrémně nebezpečná pro životní prostředí a živé organismy. Horká metoda zahrnuje použití drsných chemikálií pro přípravné postupy a horkého tekutého zinku pro další povlakování.
Ocel je žárově zinkována ve 2 stupních:
- přípravná opatření.
- proces zinkování.
Příprava produktu je také rozdělena do následujících výrobních fází:
- Čištění a odmašťování povrchů.
- Leptání kyselinami.
- Mytí dílů.
- Fluxování (izolace solí a oxidů z kovu).
- Sušení.
Po dokončení fáze 1 je díl ponořen do speciální nádrže na roztavený zinek, načež se začne tvořit tenká ochranná vrstva železa a zinku. Dále je produkt podroben foukání, které je navrženo tak, aby zajistilo úplné vysušení produktu, stejně jako odstranění přebytečných útvarů.
Nevýhoda tohoto způsobu galvanizace kovů spočívá v omezení rozměrů zpracovávaných výrobků rozměry nádrže.
Pozinkováno za studena
Metoda studeného zinkování je zaslouženě považována za nejpoužívanější. Důvodem je vysoká účinnost a snadné použití. Metoda nevyžaduje profesionální vybavení, které umožňuje zinkování doma.
Pro zinkování za studena budete potřebovat speciální složení zinku (například Zinokol) a malířský nástroj (štětec, váleček). Směs obsahuje od 86% zinku, díky kterému se okamžitě po nanesení kompozice na kovový povrch vytvoří ochranný povlak.
Pokud konfigurace povrchu neumožňuje nanášení zinkové směsi lakovacím nástrojem rovnoměrně, používá se airbrush – zařízení pro nástřik různých materiálů.
Metoda zinkování za studena nemá obdoby, pokud jde o nanášení nebo obnovu ochranné vrstvy kovových konstrukcí, u kterých nelze použít jiné metody zinkování (například již instalované zařízení, lešení nebo potrubí). Tato metoda je také nejlepším řešením pro opravy.
Galvanické zinkování za studena lze provádět v širokém teplotním rozsahu, přičemž ochranný povlak zůstává pružný a odolný vůči různým poškozením.
Galvanická metoda
Při galvanickém zinkování je vrchní vrstva kovu vystavena jak elektrickým, tak chemickým účinkům současně. Výsledkem je nejen co nejpřesnější tloušťka bariérové vrstvy, ale také dokonale hladká struktura.
Galvanizace je doprovázena vysokou adhezí kovových a zinkových prvků spojených na molekulární úrovni. Je možné dosáhnout nejen nejrovnoměrnějšího zinkového povlaku po celé ploše dílu, ale také mu dodat dekorativní vzhled.
Proces elektrochemické galvanizace probíhá následovně:
- desky nebo jiné kovové předměty jsou ponořeny do speciální elektrolytické kapaliny;
- objekt zpracování je připojen k proudovým zdrojům s různými poplatky;
- potenciální rozdíl způsobí, že se materiál rozloží, po kterém začnou molekuly zinku stoupat k povrchu produktu, čímž se vytvoří ochranná vrstva.
Galvanické zinkování kovových konstrukcí galvanickou metodou umožňuje znovu vytvořit jedinečný dekorativní vzor při kontrole tloušťky bariérové vrstvy.
Hlavní nevýhodou postupu jsou vysoké náklady, které se skládají z cen elektřiny, složení elektrolytu, zařízení a dalších výrobních prvků.
Tepelně difúzní povlak se zinkem
Podstatou technologie tepelné difúze (TT) je, že galvanizační předmět a suchý prášek s obsahem zinku jsou umístěny ve speciální nádobě, která je utěsněna a vystavena velmi vysoké teplotě (až 2 stupňů Celsia). Atomy zinku obsažené v suché směsi se přeměňují na plyn, což usnadňuje jejich difúzní průnik do vrchní vrstvy kovových dílů.
Zpravidla se tato technologie používá, pokud je potřeba vytvořit ochrannou vrstvu nad 15 mikronů.
Příprava samotných dílů probíhá dle normy. Metoda tepelné difúze má stejně jako ostatní technologie řadu kladných i záporných vlastností.
- bezpečnost a šetrnost k životnímu prostředí;
- schopnost řídit tloušťku vrstvy zinku;
- vysoce kvalitní ochranný povlak bez tvorby pórů;
- po proceduře neexistuje žádný specifický odpad, který by vyžadoval zvláštní druh likvidace;
- je možné provádět zinkování výrobků i se složitým geometrickým provedením.
- přítomnost plaku na pozinkovaných částech, nepřítomnost zrcadlové úpravy;
- tvorba zinkového prachu v prostředí;
- průměrná výkonnostní úroveň;
- pozinkování může být nerovnoměrné.
Žárové stříkání zinkem
Nástřik je vhodný pro kovové velkorozměrové desky nebo kovové konstrukce, u kterých je velmi obtížné aplikovat jiné technologie.
Proces galvanizace stříkáním: v prostředí plynu je zinek ve formě suchého prášku nastříkán na celý povrch kovové konstrukce. Na pozadí vysokých teplot tvoří molekuly zinku a kovu při kolizi vločky, póry a nepravidelnosti, takže obrobek potřebuje další lakování.
Jak odlišit pozinkovaný kov od obyčejného
Pozinkovaná a obyčejná nerezová ocel mají různé náklady, a proto se vyplatí vědět, jak je na dnešním ne vždy férovém trhu rozlišit.
- Přibližně. Pozinkovaná ocel má zpravidla charakteristické duhové skvrny. Také běžný kov má matnější povrch. Pokud na kovu nejsou žádné krystalické dekorativní vzory, pak má zinkový povlak zrcadlový povrch.
- Magnet. Pozinkované povrchy mají silnější elektromagnetické vlastnosti, které lze zkontrolovat běžným magnetem.
- Spektrální analýza. K určení chemického složení oceli je zapotřebí speciální zařízení, ale tato metoda je považována za nejpřesnější a nejspolehlivější.
- Chemická metoda. Kyselina chlorovodíková vstupuje do chemické reakce se zinkem, při které se začíná uvolňovat vodík. Stačí malé množství kyseliny chlorovodíkové.
Při nákupu pozinkované oceli se doporučuje vybrat si spolehlivého a zodpovědného dodavatele, čímž odpadnou problémy s určením pravosti kovu a zda má zinkový povlak.
Snadný způsob, jak zinkovat doma
Nejjednodušší způsob samogalvanizace kovu je metoda za studena. Mnozí se však zajímají o galvanickou metodu kvůli vytváření dekorativních vzorů na horních vrstvách součásti.
Příprava elektrolytu
Jakýkoli roztok obsahující zinek se může stát elektrolytem:
- chlorid zinečnatý (ZnCl);
- kyselina chlorovodíková (HCL);
- ZnSO4 (výsledek leptání kyselinou sírovou H2SO4).
Při leptání je nutné být co nejopatrnější, protože při chemické reakci se uvolňuje výbušný plyn H2.
Získání složení zinku
Chcete-li provádět galvanické zinkování kovu doma, musíte mít zinek. Pokud mluvíme o improvizovaných prostředcích, pak lze nalézt zinek:
- v solných bateriích (index L);
- v pozinkovaných kovových dílech;
- v sovětských pojistkách.
A čistý zinek koupíte v prodejnách rádií nebo autobazarech.
Příprava nátěru
- Musíte vzít plastovou nebo skleněnou nádobu, která bude fungovat jako lázeň s elektrolytem, a nainstalovat držáky pro anodu a katodu.
- Pokud jsou v elektrolytu viditelné krystaly soli, nelze jej použít. Můžete je rozpustit přidáním destilované vody.
- Anodou může být zinkový plech s připojeným nábojem „+“. Čím větší je plocha desky, tím rovnoměrněji bude zinek uložen na katodě. Čím více anod, tím větší plocha bude pokryta zinkem najednou.
- Katoda je část, kterou je třeba zpracovat (záporný náboj). Vejdou se na něj molekuly zinku. Pro postup zinkování je nutné kov připravit: očistit od koroze, odmastit a aktivovat umístěním do kyselého roztoku. Katodu je nutné umístit stejně daleko od všech zdrojů kladného náboje.
- Zdrojem elektrické energie může být jakákoli baterie nebo napájecí zdroj. Čím vyšší napětí, tím rychlejší bude proces galvanizace. V případě použití autobaterie je třeba do obvodu přidat další spotřebiče proudu (například žárovku).
Aplikace zinkového filmu
Po všech přípravných postupech zbývá pouze zapnout zdroj energie a umístit katodu do elektrolytu. Neměli byste dovolit rychlé vaření elektrolytu: je nutné snížit proudovou sílu přidáním spotřebitelů elektřiny do okruhu. Čím déle proces galvanizace trvá, tím silnější bude ochranná vrstva zinku na povrchu obrobku (katody).
Pokud máte zkušenosti s domácím nebo průmyslovým zinkováním kovů, můžete se o ně podělit v komentářích.
