Одна из главных проблем в строительстве, судостроении и машиностроении — коррозия металлов и сплавов. Происходит разрушение структуры в результате химических реакций между металлом, атмосферным кислородом, водой и другими компонентами воздушной и водной среды. Из природных веществ особой агрессивностью отличается морская вода, представляющая собой раствор солей, щелочей и кислот, активно действующих на металлы.
Продлить срок службы металлических конструкций позволяет защитное покрытие. Это краска, лак, оксидная пленка или слой цинка. Особенно актуальна необходимость защиты для морских и речных судов, постоянно находящихся в зоне повышенного риска. Цинковые сплавы, использующиеся для электродуговой металлизации, пассивируют металл, то есть, делают его невосприимчивым к реагентам, находящимся в воде и воздухе.
Метод электродуговой металлизации
Суть метода состоит в том, что цинк напыляется на поверхность стальных изделий при относительно невысокой температуре основания, до 150 °C. Это позволяет полностью сохранить структуру металла, не допустить термической деформации и разрушения сварных швов и клепки.
Металлизация производится при помощи двух электродов — проволоки из цинкового сплава. На электроды (проволоку) подается высокое напряжение, вызывающее появление электродуги, разогретой до температуры 5000−6000°С. На расплав подается сжатый воздух, который равномерно распыляет жидкость по поверхности. Скорость капель достигает 100 м/с. Ударяясь о поверхность, металл растекается по плоскости и прочно прилипает к ней, образуя сплошное покрытие без пор.
Электродуговое напыление — технологически не сложный и недорогой процесс, который, тем не менее, позволяет получить высокие результаты. Главные преимущества:
- возможность получить покрытия более прочные, чем при газопламенном способе напыления;
- исключение температурных деформаций;
- нет потребности в кислороде, керосине или ином горючем материале;
- возможность использовать цинковые сплавы с разными характеристиками.
Электродуговая металлизация в судостроении
Это один из основных способов защиты корпусов и других деталей конструкции кораблей. Возможность наносить покрытие при низкой температуре основания, от +5°С исключает процесс предварительного подогрева металла основания, что особенно актуально для деталей большого размера. Технология защиты судов от коррозии рассчитана на температуру металла не выше 32 °C. Все химические реакции в этом диапазоне происходят активно. Исключается риск появления потеков и образования покрытия недостаточной толщины.
Покрытие получается в меру шероховатым, что повышает адгезию к покровной краске, увеличивающей эффективность коррозионной защиты. Но и без внешней дополнительной защиты цинковый слой является отличным барьером для морской воды, тумана и брызг. Толщина слоя всего в 0,1 мм позволяет продлить срок службы стальных деталей на воздухе на 30−40 лет, именно по истечении такого времени могут появиться первые следы коррозии. Контактирующие с соленой водой детали необходимо покрыть цинковым слоем толщиной не менее 0,2 мм.
Цинковое покрытие выступает в роли анода по отношению к железу. Электрохимическая защита не зависит от уровня пористости цинкового слоя. В соленой воде, являющейся электролитом, поверхность цинка покрывается пленкой гидроокиси цинка или окисью карбоната, исключающей доступ воды к металлу. Цинковая защита эффективна до температуры среды в 55−65°С. После некоторого снижения стойкости в диапазоне 65−100°С, что происходит из-за разрыхления оксидных слоев, эффективность оцинковки начинает увеличиваться до прежнего уровня.
Повышение плотности оцинковки
Хотя наличие пор в защитном покрытии и не является опасной угрозой, повышение плотности увеличивает срок службы, как цинкового слоя, так и стальной конструкции в целом. Это производится путем окраски судов составами, обладающими высокой адгезией к сплавам цинка. Краска наносится на чистую и сухую поверхность при нормальной температуре, без дополнительного грунтования. Слой краски ограничивает доступ к цинку морской и пресной воды, кислорода и других газов. Поры в покрытии заполняются частицами краски, что увеличивает прочность многослойного покрытия.
Выбор краски определяется условиями эксплуатации судов, особенно их подводной части. На днищах и бортах закрепляются моллюски, мох и водоросли, которые не только увеличивают силу трения и снижают скорость хода, но и медленно разрушают корпус. Краски подходят такие, чтобы риск обрастания днища был минимальным. Это:
- глицерофталиевые;
- виниловые;
- хроматоцинковые;
- полимерные.
Водостойкие битумные составы для этой цели на подходят — они создают хорошие условия для прикрепления моллюсков.
При использовании хлоркаучуковых соединений и винильных термопластов достигаются самые лучшие результаты. Срок службы судовых корпусов увеличивается в два-три раза. А при толщине оцинковки в 0,25 мм и двухслойном покрытии этими красками — даже в 5 раз. В процессе экспериментального рейса судно находилось в тропических водах на протяжении 5 лет, но на корпусе не появились моллюски.
Такой же стойкостью к биологическим вредителям и коррозии обладают и окрашенные по цинку неподвижные подводные гидротехнические конструкции. При обследовании следов поражения не замечают в течение 6−7 лет эксплуатации, начиная со дня погружения в пресную воду. Электродуговая металлизация для защиты от соленой воды проводится с применением электродов из цинка и сплава цинка с алюминием (алюминия до 15%).
Наиболее распространенным использованием электродуговой металлизации является нанесение легкоплавких материалов (Zn, Al, их сплавы).
В компании «Специальные материалы» предоставлены следующие цинковые сплавы:
AERIS 1427 — Российский аналог Ц0 — Сплав Zn 99.97%
AERIS 1430 — Российский аналог Ц0 — Сплав Zn 99.995%
AERIS 1435 — Российский аналог — нет аналога — Сплав ZnAl15
AERIS 1440 — Российский аналог — нет аналога — Сплав ZnAl4
AERIS 1445 — Российский аналог — нет аналога — Сплав ZnAl2
Хотите узнать больше о видах работ, аппаратах, производстве оборудовании, качестве металлопроката? Запросите обратный звонок от наших сотрудников. Как правило, он поступает в течении получаса после заявки. Поставим полуфабрикаты под металлизацию: проволоку, электроды, держатели, компоненты для электродугового оборудования. Товар отправляется в любой город России. Доставка по Москве — через транспортные компании или посредством самовывоза. Номер телефона для заявок +7 (499)504−04−46, почта: info@special-materials.com. Доступны различные системы сотрудничества — от точечных поставок, до комплексного снабжения на контрактных началах.
