Метод сендзимира в цинковании стали – суть и преимущества

Ежегодно 10% производимых металлов приходит в негодность из-за ржавчины, что оценивается десятками миллиардов долларов. Это сопоставимо с годовым объёмом продукции крупного металлургического завода. Сберечь оборудование и избежать убытков поможет антикоррозионная защита металла.

Виды антикоррозионной защиты

Существует два основных вида антикоррозионной защиты:

1. Легирование. В обычную углеродистую сталь добавляют различные легирующие элементы: хром, никель, молибден, титан, бор и другие химические элементы, препятствующие окислению металла. В результате получаются стали со множеством специальных свойств. Наиболее распространённый вариант для крепежа – это нержавеющие аустенитные стали марок А2 и А4.
2. Антикоррозионное покрытие металла. На изделии создаётся барьерный слой, устойчивый к воздействию окружающей среды. Для этого используется краска, лак, эмаль, оксидная плёнка или металл – хром, никель, кадмий, а чаще всего цинк. Покрытие крепежа цинком или его сплавом называется цинкованием (оцинковкой) – это наиболее популярный и доступный способ защиты металлических изделий от ржавчины.​

Типы цинкования

Самые популярные типы цинкования – гальваническое, горячее и термодиффузное и цинк-ламельное.

• Гальванический способ – это цинкование путём электролиза. Даёт наименее стойкое покрытие толщиной 4–20 мкм, не рассчитанное на жёсткие условия эксплуатации, из-за чего этот вид покрытия ещё называют декоративным. Выдерживает внешние воздействия класса С1. Из плюсов – яркий металлический блеск деталей (привлекательный внешний вид), низкая цена и возможность точно дозировать толщину покрытия. Из минусов – опасность водородного охрупчивания при гальваническом цинковании высокопрочных сталей (на крепеже класса прочности выше 8.8) и грязное с точки зрения экологии производство.

​

• «Горячее» цинкование – оцинковка металла путём окунания в ванну с расплавленным цинком при температуре около 460 °C. Простой, недорогой и надёжный способ нанесения защитного покрытия. Толщина цинкового слоя составляет 40-60 мкм, что позволяет выдерживать нагрузки классов С3 и С4.Главное достоинство – высокие антикоррозийные свойства (изделие прослужит до 50 лет). Даже при появлении царапин или сколов на поверхности защитные свойства покрытия будут препятствовать образованию ржавчины. Недостатком технологии является неравномерность толщины покрытия (наплывы цинка достигают 1 мм). Из-за этого её нельзя использовать для защиты деталей, требующих высокой точности изготовления (нельзя применять для крепежа меньше М8). В результате «горячего» цинкования детали получаются матовыми, без металлического блеска.​

• Термодиффузное цинкование (шерардизация) – насыщение верхнего слоя металлического изделия цинком (термодиффузный слой). Достаточно сложная и дорогая технология нанесения защиты. Производится в разогретых вращающихся центрифугах с цинковой пылью. Температура в контейнере достигает 290–450 °C. Шерардизация позволяет получить толщину покрытия в диапазоне от 6 до 110 мкм, причём покрытие образуется ровное и беспористое, с высокой адгезией к подложке. Защитная способность такого покрытия в 3–5 раз выше, чем у гальванического, и сравнима с горячецинковым. Этот способ используется для защиты металлопродукции специального назначения, например, для деталей железнодорожного транспорта. К минусам стоит отнести небольшую производительность, лимитируемую объёмами камер для цинкования, ограничение размера деталей размером контейнера и отсутствие декоративных свойств у диффузионного покрытия (серые тона, отсутствие блеска).

Свойство/вид покрытия	Гальваническое  цинкование	Горячее цинкование	Термодиффузионное  цинкование	Цинк-ламельное покрытие
Толщина	5–12 мкм	55–85 мкм	6–110 мкм	4–20 мкм
Стойкость в соляном тумане до появления коррозии	24–96 часов	450–850 часов	До 1500 часов	Более 2000 часов
Достоинство метода	Позволяет обрабатывать детали сложной формы из тонкого металла, позволяет наносить покрытие на металл после операции сварки	Высокая коррозионная стойкость, для крупных деталей – высокая скорость нанесения покрытия	Мощная коррозионная защита и высокая адгезия к подложке (сцепление слоёв). Тонкий слой покрытия	Высочайшая коррозионная стойкость. Простота нанесения на детали сложной формы. Мягкие требования к толщине материала базы. Отсутствие водородного охрупчивания на высокопрочных изделиях. Высокая стойкость к перепадам температур и воздействию химикатов
Недостатки	Низкая коррозионная стойкость, длительное время нанесения покрытия, высокие требования к подготовке поверхности	Требования к минимальной толщине детали во избежание коробления вследствие высокой температуры при нанесении, сложность покрытия деталей средних и малых размеров	Небольшая производительность; ограничение размера деталей, на которые наносится покрытие; дороговизна и сложность технологии	Высокие требования к подготовке поверхности. Необходимость операции спекания в сушильном шкафу, что затруднительно для крупногабаритных деталей

Цинк-ламельное покрытие

Лучше всего из перечисленных видов цинкования от коррозии защищают «горячее» и термодиффузное. Однако у них есть недостатки: сложная и дорогая технология нанесения либо ограничения в типах и размерах деталей, которые покрываются цинком.

В 70-е годы прошлого века, когда развитие промышленности и строительства потребовало новых решений, инженеры стали искать альтернативные виды антикоррозионной защиты – технологически простые и максимально эффективные.

Тогда в США разработали и запатентовали новую систему покрытия – цинк-ламельную. При малой толщине слоя (6-12 мкм) данное покрытие обеспечило высокую степень антикоррозионной защиты.

Также эта технология препятствует охрупчиванию металла под воздействием водорода.

Свойства

Цинк-ламельное покрытие содержит до 80% цинковых чешуек (ламелей), 10% алюминиевых и связующую основу (акриловые, уретановые, эпоксидные и кремнийорганические смолы).

Микроскопические чешуйки расположены параллельно, поэтому перекрывают друг друга, не оставляя «пробелов» на металлической поверхности, куда мог бы попасть кислород.

Кроме того, скорость окисления алюминия ниже, чем цинка, поэтому цинк-алюминиевое покрытие в 3 раза устойчивее к коррозии, чем стандартное горячеоцинкованное покрытие.

Цинк-ламельное покрытие можно наносить не только на чёрный металл, но и на оцинкованную сталь, никель, алюминий, медь, нержавеющую сталь и другие металлы. При необходимости на базовое покрытие наносятся дополнительные слои, которые повышают коррозионную и химическую устойчивость, придают нужный цвет и увеличивают износостойкость.

Преимущества цинк-ламельного покрытия

Высокая коррозионная защита (более 2000 часов в камере соляного тумана до появления ржавчины)

• Стойкость к перепадам температур
• 
• Высокая стойкость к воздействию химикатов

1. Контролируемый коэффициент трения, который позволяет регулировать момент затяжки
2. Отсутствие водородного охрупчивания на высокопрочных изделиях
3. Заданная электропроводность
4. Экологичность (отсутствие вредного шестивалентного хрома)
5. Широкая цветовая гамма
6. Надёжность в резьбовых соединениях

Способы нанесения покрытия

1. Распыление. Материал наносится на поверхность подготовленных деталей с помощью пистолета-распылителя вручную или на автоматизированной установке. Размер деталей ограничивается только возможностями условий подготовки и дальнейшей термообработки.
2. Погружение с центрифугированием.

   Детали загружаются в контейнер с покрывающим составом. Остатки удаляются в центрифуге. Применяется для мелких деталей.

3. Погружение с центрифугированием на оснастке. Детали фиксируются на оснастке, а затем вместе с ней погружаются в состав, центрифугируются и помещаются в печь.

   Применяется для особо ответственных деталей средних размеров.

4. Погружение с вытягиванием. Детали погружаются в жидкую среду покрытия, после этого плавно вынимаются. Применяется для покрытия крупных деталей.

Отметим, что перед нанесением покрытия детали тщательно готовят.

Поскольку при травлении серной или соляной кислотой в структуру стали проникает водород и детали становятся хрупкими, для очистки изделия перед нанесением цинк-ламельного покрытия используется другой способ.

Поверхность обезжиривается водно-щелочным раствором, затем окалина и ржавчина удаляются дробемётной обработкой – стальными микрочастицами в виде шариков, которые ускоряются в турбине.

Кроме того, после нанесения каждого слоя цинк-ламельного покрытия происходит процесс сушки-спекания: изделия поступают в печь, разогретую до 200 °С, 240 °С или 320 °С. Таким образом покрытие структурируется и образуется однородный, тонкий, адгезионно-прочный и сухой слой.

Применение цинк-ламельного покрытия

• Транспортное машиностроение

• Производство электрооборудования

• Производство горно-шахтного оборудования

Цинк-ламельное покрытие обычно наносится на стальные болты, гайки, шайбы, шпильки, винты, саморезы, анкеры, пружины, детали из листовой стали, элементы конструкций и др. В ветроэнергетических установках такое покрытие наносится на детали с резьбой.

Цинк-ламельное покрытие особенно подходит для высокопрочных болтов, винтов, шпилек (класс прочности 10.9 и выше), высокопрочных гаек (класс прочности 10 и выше), деталей конструкций с пределом прочности более 1000 Н/мм² или твёрдостью по Викерсу более 320 HV, чтобы избежать водородного охрупчивания.

Вывод

Среди всех видов покрытия цинк-ламельное заметно превосходит аналогичные, выигрывая по физическим и эстетическим параметрам.

Несмотря на то, что детали покрываются тонким слоем состава и полностью сохраняют свою форму, они на 100% защищены от коррозии, а металл – от проникновения водорода и охрупчивания. Такое покрытие выдерживает максимальный класс нагрузки – С5.

Его просто наносить на детали сложной формы, а требования к толщине материала базы минимальны. Несмотря на очевидные преимущества цинк-ламельного покрытия, в России его пока используют предприятия, которые можно сосчитать по пальцам одной руки.

Выступление специалиста в области цинк-ламельных покрытий Максима Крепака в рамках VII специализированной конференции «Крепёж. Качество и ответственность».

Источник: https://www.cki-com.ru/blog/zink-lamel/

Оцинкование по методу Сендзимира

На сегодняшний день самым распространенным методом оцинкования является метод Сендзимира. Он назван в честь Тадеуша Сендзимира – польского изобретателя и промышленника.

Поначалу этот метод был встречен скептически, однако со временем был оценен по достоинству – как самый продуктивный метод оцинковки, и на данный момент, около 85% оцинкованной стали обрабатывается именно методом Сендзимира.

Основные этапы оцинковки по методу Сендзимира

Общий принцип метода Сендзимира заключается в том, что рулоны металла протягиваются через ванны с цинком. Хорошо описывает процесс цитата самого изобретателя:

На первом этапе сталь толщиной до 2 мм проходит обработку реагентами и просушивается в печи, температура которой доходит до 650 градусов.

Далее, на втором этапе стальной лист поступает в ванну, наполненную цинком, где цинк равномерно распределяется на поверхности стали.

Третий этап начинается сразу после выхода из ванны, стальные листы проходят через специальные газовые ножи. Воздух, подаваемый под высоким давлением, убирает лишний цинк.

На выходе мы получаем лист стали с равномерным и плотным слоем цинка. Плотность обычно составляет 275 г/м2, толщина слоя – 10-20 мкм. В конкретных случаях для повышения коррозийной стойкости слой цинка может быть увеличен. 

Какую защиту обеспечивает метод Сендзимира?

Оцинкование подобным методом повышает защиту лотков от коррозии, обеспечивая не только барьерную защиту, но и электрохимическую. В гальванической паре железа (Fe) и цинка (Zn) заряд последнего исключает химические реакции с железом, коррозии подвергается цинк.

Как известно, цинк тоже подвержен окислению, однако с ним этот процесс проходит значительно медленнее. Пока цинк не придет в негодность, железо будет в безопасности. В некоторых случаях подобная электрохимическая защита обозначается как «жертвенная».

Таким образом, обеспечивается двойная защита – электрохимическая и барьерная.

Еще одно неоспоримое  преимущество метода Сендзимира заключается в том, что различные повреждения в процессе резки или сверления не приводят к дальнейшей коррозии. На местах повреждений цинк под воздействием кислорода и влаги образует коричневатый слой из гидроксида цинка.

Использование стали, обработанной методом Сендзимира

Всегда следует помнить, что при оцинковке по методу Сендзимира наносимый слой цинка тоньше, чем при горячей оцинковке, поэтому ниже и степень защиты. Рекомендуется использовать этот метод для стали, предназначенной для умеренных коррозийных условий. Класс коррозионной стойкости – С1-С2.

Характеристики цинкового покрытия по методу Сендзимира

ГОСТ 14918-80

Толщина покрытия	10-20 мкм
Плотность	275 г/м2
Внешний вид	От ярко-серебристого до серо-матового
Коррозионная стойкость	С1-С2 (для отапливаемых и неотапливаемых помещений)

Завод «АСД-электрик» производит различные изделия из стали, обработанной методом Сендзимира. Как пример – лотки для кабеля серии ST.

Источник: https://www.asd-e.ru/ocinkovanie-po-metodu-sendzimira

Собственное производство металлических лотков ООО «МКСэнергосистем»: оцинковка методом Сендзимира

На сегодняшний день он является самым популярным методом оцинкования. Он назван в честь Тадеуша Сендзимира — польского изобретателя и промышленника.

•                
• Основные этапы оцинковки по методу Сендзимира
• Общий принцип метода Сендзимира заключается в том, что рулоны металла протягиваются через ванны с цинком.
• Процесс оцинковки по Сендзимиру происходит в несколько этапов:

1. На первом этапе сталь толщиной до 2 мм проходит обработку реагентами и просушивается в печи, температура которой доходит до 650 градусов.
2. Далее, на втором этапе стальной лист поступает в ванну, наполненную цинком, где цинк равномерно распределяется на поверхности стали.
3. Третий этап начинается сразу после выхода из ванны, стальные листы проходят через специальные газовые ножи. Воздух, подаваемый под высоким давлением, убирает лишний цинк.

На выходе мы получаем лист стали с равномерным и плотным слоем цинка. Плотность обычно составляет 275 г/м2, толщина слоя — 10-20 мкм. В конкретных случаях для повышения коррозийной стойкости слой цинка может быть увеличен.

Какую защиту обеспечивает метод Сендзимира?

Оцинкование подобным методом повышает защиту лотков от коррозии, обеспечивая не только барьерную защиту, но и электрохимическую. В гальванической паре железа (Fe) и цинка (Zn) заряд последнего исключает химические реакции с железом, коррозии подвергается цинк.

Как известно, цинк тоже подвержен окислению, однако с ним этот процесс проходит значительно медленнее. Пока цинк не придет в негодность, железо будет в безопасности. В некоторых случаях подобная электрохимическая защита обозначается как «жертвенная».

Таким образом, обеспечивается двойная защита — электрохимическая и барьерная.

Еще одно неоспоримое преимущество метода Сендзимира заключается в том, что различные повреждения в процессе резки или сверления не приводят к дальнейшей коррозии. На местах повреждений цинк под воздействием кислорода и влаги образует коричневатый слой из гидроксида цинка.

Использование стали, обработанной методом Сендзимира

Всегда следует помнить, что при оцинковке по методу Сендзимира наносимый слой цинка тоньше, чем при горячей оцинковке, поэтому ниже и степень защиты. Рекомендуется использовать этот метод для стали, предназначенной для умеренных коррозийных условий. Класс коррозионной стойкости — С1-С2.

Характеристики цинкового покрытия по методу Сендзимира

Толщина покрытия	10-20 мкм
Плотность	275 г/м2
Внешний вид	От ярко-серебристого до серо-матового
Коррозионная стойкость	С1-С2 (для отапливаемых и неотапливаемых помещений)

Источник: www.km-profil.ru

Источник: http://kabmarket.by/blog/metod_sendzimira_mer

Цинкование по методу Сендзимира: особенности

Монтаж кабельных конструкций связан с установкой специальных устройств, которые должны отличаться повышенной прочностью и износостойкостью, высокой сопротивляемостью к воздействию высоких температур и влажности. Это необходимо для эффективной эксплуатации установок даже в самых нестандартных условиях. Процесс Сендзимира известен как способ создания кабельных изделий высокого технического качества. Этот метод горячего оцинкования позволяет получить прочные стальные листы, используемые для создания кабельных конструкций различных модификаций.  

Изготовление связано с погружением заготовок в жидкую цинковую массу. Как правило, смесь готовят с примесью алюминия, что позволяет создать сверхпрочное покрытие. Такой цинковый слой — отличная защита кабельных конструкций от внешних агрессивных сред. 

Метод Сендзимира: изготавливаем коррозийно устойчивые конструкции 

Покрытия, созданные посредством цинкования, отличаются долговечностью и прочностью, высокой сопротивляемостью к воздействию влаги и устойчивостью к физическим нагрузкам. В зависимости от интенсивности эксплуатации конструкции прослужат 10-100 лет, что немаловажно при создании бюджетного проекта. К преимуществам технологии относят: 

• — эффективность и экономичность, 
• — качество обработки деталей, 
• — создание необходимых условий для использования установок в различных климатических условиях. 

К цинкованию кабельных установок проверенным методом прибегают в том случае, когда речь идет об обустройстве производственных и жилых объектов, эксплуатация которых производится в зонах с повышенной влажностью.

 Нередко такой способ позволяет придать основным и дополнительным деталям особые свойства, необходимые для работы с системами в самых сложных климатических условиях.

Цинкование по методу Сендзимира — отличный вариант придать кабельным установкам необходимые технические характеристики, посредством которых изделия прослужат долгие годы. 

Устанавливаем кабельные лотки: применяем изделия, изготовленные по методу горячего цинкования 

Чтобы получить прочные и надежные детали, необходимо предварительно обработать металлопрокат в соответствии с техническими требованиями. С этой целью элементы конструкции погружают в цинковую смесь, подогретую в водородном составе.

На начальном этапе тщательно отбираются партии сырья: в производственных цехах заготовки раскручиваются из рулона.

На стадии обработки производится обезжиривание обрабатываемых деталей, а элементы установки помещаются в химическую ванну, где и происходит основной процесс. 

Метод применяется с середины прошлого столетия, и за это время с его помощью были усовершенствованы тысячи деталей безрисковым способом (в отличие от гальванических средств, известных своим токсичным эффектом в процессе обработки).

Восстановительная водородно-азотная среда печи обеспечивает получение желаемой однородности покрытия и высоких антикоррозионных показателей. 

Читайте так же:

Кабеленесущие системы

Специальные конструкции для технического обустройства жилых и коммерческих помещений

02.10.2018г.

Зачем необходимы напольные лотки для кабельных трасс?

Зачем необходимы напольные лотки для кабельных трасс?

Источник: http://info.lotok-mkt.ru/stati/czinkovanie-po-metodu-sendzimira-osobennosti.html

Цинкование по методу Сендзимира

Процесс Сендзимира – один из методов горячего оцинкования для стальных листов. Погружение в жидкий цинк с незначительной примесью алюминия позволяет получать покрытие, практически не содержащее железо.

В результате получается цинковое покрытие с долговечностью, в зависимости от агрессивности окружающей среды — от 10 до 100 лет.

Высокая долговечность, возможность качественной обработки различных по форме деталей сделала способ оптимальным решением для цинкования кабельных лотков по методу Сендзимира.

Как происходит процесс

Цинкование по методу Сендзимира заключается в погружении в расплавленный цинк металлопроката, предварительно нагретого в водороде. Процесс протекает в следующем порядке:

• Подача партии заготовок. В условиях массовых производств сырье раскручивается из рулона и подается непрерывно.
• Обезжиривание обрабатываемой поверхности. Детали очищаются в химической ванне, наполненной раствором специальных реагентов.
• Прохождение печей с окислительной атмосферой. Метод был изобретен в 40-х годах прошлого века. Но актуален он и сейчас – в отличие от других гальванических процессов он не требует использования токсичных газов и веществ.
• Нахождение в печи с восстановительной атмосферой (водород + азот). Частичное насыщение верхнего слоя заготовки позволяет достигнуть большей однородности покрытия и усиления антикоррозионных свойств.
• Частичное охлаждение. Формирование деталей из оцинкованного листа происходит после прохождения заготовки гальванического процесса. Частичное охлаждение необходимо для создания оптимальных условий соединения стального и цинкового слоя.
• Гальванирование в ванной с расплавленным цинком при температуре около 460 ° С. Предварительная подготовка заготовки делает позволяет соединить слои железа и цинка на молекулярном уровне, обеспечивая максимальную прочность покрытия.
• Сушка. После выхода из ванны материал направляется в печь, в которой регулируется толщина покрытия.

Сфера применения и преимущества цинкования лотков по методу Сендзимира

Горячее оцинкование преимущественно применяется для элементов, которые не могут быть обработаны термическим способом или чувствительны к высоким температурам из-за размеров. Цинкование лотков по методу Сендзимира позволяет избежать коробления заготовки под влиянием излишнего нагрева и при этом наделить изделие антикоррозионными свойствами.

Выбрать цинкование лотков по методу Сендзимира, рекомендовано по таким причинам:

• Долговечность изделий. Соединение компонентов происходит на молекулярном уровне. Даже в местах трещин и сколов изделие будет сохранять свои эксплуатационные характеристики. Выбрать такую продукцию рекомендовано для прокладки коммуникаций в промышленных, коммерческих и жилых зданиях.
• Доступная цена продукции. Стальные полосы и листы изготовляются в условиях массового производства. Это обеспечивает доступную цену конечного изделия.

Источник: https://NZNK.ru/stati/cinkovanie-po-metodu-Sendzimira

Метод Сендзимира в горячем цинковании

Оцинковка – это процесс нанесения слоя цинка на металлическую поверхность. Оцинковка позволяет повысить антикоррозийные характеристики стали.

Технология, разработанная польским ученым Тадеушем Сендзимиром и названная в его честь, часто используется в современной промышленности. Суть горячего цинкования по методу Сендзимира заключается в том, что чтобы добиться максимально тонкого слоя цинка, он одновременно раскатывается и растягивается.

Технология нанесения цинкового слоя по методу Сендзимира:

1. Первоначальная подготовка: стальной лист толщиной до 3 мм обрабатывают специальными химикатами для того, чтобы удалить окислы и масла. После обработки реагентами лист прокаливают в печи при 650 градусах. Это позволяет удалить все остатки растворителей.

2. Этап цинкования: металлический лист прокатывается в ванной с расплавленным цинком. В результате лист покрывается равномерным защитным слоем.
3. На заключительном этапе лист обрабатывают газовыми ножами.

   Газовый нож – это специальное устройство, которое обеспечивает подачу сжатого воздуха под большим давлением. В результате лист металла быстро остывает, а также при помощи воздуха удаляется лишний цинк.

В результате получают лист металла, который покрыт равномерным слоем цинка (толщина его составляет от 10 до 20 мкм, а плотность – 275 грамм цинка на квадратный метр – это довольно высокий показатель).

Плюсы и минусы горячего цинкования по методу Сендзимира:

Как и у любого другого метода, у цинкования по Сендзимиру есть свои плюсы и минусы.

Плюсы:

• Сталь будет защищена электрохимической защитой, помимо барьерной. В результате обработки молекулы цинка и железа вступают во взаимодействие, образуя гальваническую пару. Это приводит к тому, что коррозия затронет только цинк, который в меньшей степени к ней чувствителен;
• Если просверлить металл, оцинкованный по методу Сендзимира, то коррозия не повредит металл в месте повреждения. На месте среза образуется гидроксид цинка и защищает металл.

Минусы:

• После того, как слой цинка истончится, металл не будет в безопасности от коррозийных процессов;
• Цинковый слой легко истончается не только при агрессивном воздействии окружающей среды, но даже при излишней влажности.

Итак, горячее цинкование по методу Сендзимира, применяется для тех металлических изделий, которые требуют дальнейшей штамповки, выкраивания деталей, сверления.

Вместе с тем, такие изделия должны эксплуатироваться в сухом помещении, чтобы избежать смывания слоя цинка.

Источник: https://xn--80adciacscp3adefw6gn9k.com/articles/goryachee-tsinkovanie-po-metodu-sendzimira.html

Горячее цинкование — справка

Обычно все исторические отсылки о горячем цинковании относятся к двум фамилиям – дескать, французский химик Поль-Жак Малуин (Paul-Jaques Malouin) сообщил в 1742 году на заседании французской Академии Наук о том, что при окунании куска железа в расплавленный цинк этот кусок покрылся тонким слоем металлического цинка, а другой французский химик Сорель (Stanislas Sorel) в 1836 году предложил перед такой обработкой выдерживать железный образец предварительно несколько часов в разбавленном растворе серной кислоты или в кислых отходах от производства масел, содержащих органические кислоты, а затем в растворе нашатыря.

Но никто обычно не задается вопросом – почему между этими событиями прошло почти 100 лет, и почему именно последнее событие стало толчком к широкому внедрению горячего цинкования в промышленное производство.

Сообщение, сделанное Малуином на заседании Академии, как и последующее письменное его изложение, опубликованное в ее трудах, не содержало деталей проведения опытов, и их невозможно было воспроизвести. Кроме того, со стороны академиков были высказаны мнения, что цинк является ядовитым веществом.

Потребовались детальные исследования процессов, осуществленные, прежде всего, Л-Ж.де-Лафольи (Louis-Guillaume de Lafolie), что это не так (то есть цинковое покрытие не ядовито), а также требования, которые необходимо выполнять, чтобы получить цинковое покрытие необходимого качества.

Впервые использование цинковых листов в качестве кровельного материала можно отнести к 1811 году. К 1829 году можно отнести установление защитного действия цинка по отношению к металлическому железу (Михаил Фарадей).

А сам термин «гальванизация» обязан открытию Луиджи Гальвани, который обнаружил возникновение электрического тока при контакте двух разнородных металлов, а цинк-углеродная батарея служит верой и правдой до настоящего времени.

Хотя принцип защиты одного металла другим был уже известен, и некоторое количество железных изделий покрывалось цинком, до реального промышленного производства дело не доходило из-за многочисленных технологических проблем.

В течение последующих нескольких лет им было внесено до 23 усовершенствований в разработанную им технологию.

Изделия перед окунанием в расплавленный цинк выдерживались для удаления ржавчины в течение нескольких часов в разбавленной серной кислоте или в смеси органических кислот, являвшихся отходом производства растительных масел, затем промывались водой, окунались в соляную кислоту, раствор хлористого аммония, высушивались и окунались в расплавленный цинк. Для того, чтобы изделие было более блестящим, оцинкованное изделие охлаждалось окунанием в холодную воду.

Чуть позже, а именно, в 1837 году Кроуфурдом (H.W.

Craufurd) был получен и английский патент, и чуть позднее (а именно, с 1843 года) в Великобритании начинается создание промышленного производства оцинкованных изделий.

Уже с 1851 года производился достаточно широкий ассортимент оцинкованной продукции, начиная от водосточных труб, садовой фурнитуры и кончая даже полномасштабными строительными конструкциями.

Одновременно с производством оцинкованных изделий по данному методу другими авторами был получен ряд патентов по несколько иному способу – сначала осуществлялось окунание в ванну с расплавленным оловом, затем с расплавленным цинком.

Примерно через десять лет появились близкие производства в других странах Европы, а также в Америке и в Австралии. Постепенно расширяется и масштаб произведенной продукции. Так, в 1850 году в Англии производилось около 10 тысяч тонн оцинкованной продукции.

Среди культовых строений того времени – открытие в 1883 году бруклинского моста, стальные канаты которого были изготовлены из оцинкованной проволоки. Через сто лет службы моста была произведена ревизия, которая показала их хорошее состояние.

Вообще производство оцинкованной продукции в середине 19 века оказалось очень востребованным,  поскольку вследствие   промышленной   революции   резко   возросли потребности человечества в гигиене – и именно оцинкованная продукция дала возможность наладить вынос отходов жизнедеятельности человека за пределы городов, их последующую переработку и доставку населению городов воды питьевого качества.

Развитие технологии горячего цинкования

По мере развития потребности в оцинкованном металле различного назначения постепенно улучшается и развивается технология горячего цинкования. Появляются и обобщающие труды по технологиям горячего цинкования. Некоторые труды до нас не дошли, но из монографии «Hot dip galvanizing and tinning” от 1900 г.

К началу двадцатого века уже применялись технологии, которые с небольшими уточнениями применяются и сейчас. В конце 19-го или начале 20-го века (автором данного обзора не установлено, когда) для улучшения внешнего вида изделий было предложено добавлять алюминий в ванну с расплавом.

Было известно и о влиянии примесей в сталях на скорость их растворения в расплаве.

Недостатки технологий того времени связаны с ограниченной возможностью получения материалов нужного качества. Так, хотя было известно, что для изготовления ванн необходим металл повышенной чистоты, металлургия того времени не была способна его дать.

Так же дело обстояло и с материалом для изготовления ванн подготовки поверхности изделий – в то время не было ни современных органических материалов, ни прочных защитных покрытий, поэтому ванны для технологических растворов изготавливались из дерева.

Кстати, ванны такого типа из-за их высокой устойчивости к кислым растворам дожили и до наших дней – на одном из предприятий автор видел такие деревянные ванны длиной до 6 метров.

По-видимому, до 20-х годов не существовало и отдельных ванн обезжиривания, хотя в упомянутой выше монографии упоминается использование ванн со щелочным раствором.

Для уменьшения последствий аварии в последних предусматривались либо краны для слива цинка, либо специальный под из огнеупорного кирпича – поэтому, как только появлялась течь, жидкий цинк сливали либо в специальные приемники, либо в пространство, окруженное песчаным барьером.

Метод Сендзимира

Невозможность изготовления ванн большого размера в 20-30-х  годах  являлась  определенным  тормозом  развития промышленности горячего цинкования. Была большая потребность в кровельных материалах, но размер получаемых оцинкованных листов был недостаточным.

Поэтому настоящим прорывом в производстве оцинкованного листа стало предложение американца польского происхождения Тадеуша Сендзимира получать непрерывный оцинкованный лист путем пропускания его через расплав по направляющим роликам.

Для этого непрерывный лист пропускался сначала через специальную печь с восстановительной атмосферой, где с него удалялись следы органических загрязнений (смазки), а окалина восстанавливалась в атмосфере водорода.

Метод был реализован в 1936 году, а получение  непрерывной оцинкованной полосы, кроме расширения производства устойчивого к коррозии кровельного материала, позволило создать еще одно направление в технологии – получение тонкостенных профилей для быстровозводимых зданий и сооружений.

Впоследствии метод Сендзимира постоянно усовершенствовался, создавались установки для производства листа все большей ширины и толщины металла; разрабатывались и альтернативные способы, в частности, метод Кука-Нортмана производства непрерывной оцинкованной полосы. В настоящее время агрегаты непрерывного цинкования имеют годовую производительность в несколько сотен тысяч тонн при ширине полосы до 1,8 м и толщиной до 6 мм.

Следующий этап совершенствования технологии горячего цинкования приходится на 60-е годы прошлого столетия. Связано это с новыми возможностями, которые открыла как металлургия, так и промышленность полимерных материалов.

Во-первых, вместо мартеновских печей стали внедряться электрические печи, что позволяло получать сталь заметно большей чистоты и тем самым повлияло на продолжительность жизни изготавливаемых из нее ванн. Успехи в области новых методов сварки привели к тому, что сварные места не стали причиной преждевременного выхода ванн из строя.

Большую лепту в дело совершенствования процесса внесла и промышленность органических материалов.

Создание устойчивых к кислым средам эпоксидно-полиэфирных покрытий, каучуков холодного отверждения, полимеризуемых непосредственно на ваннах, наконец, создание пластмасс, устойчивых не только к средам, но и к ударным нагрузкам, позволило заменить дерево на более удобные материалы. Так что современный цех – это синтез достижений современной промышленности.

Сложности горячего цинкования

Вместе с тем достижения в металлургии создали и немало сложностей технологиям горячего цинкования. Переход от конверторного и мартеновского производства к технологиям непрерывной разливки стали вызвал дополнительные сложности в технологиях горячего цинкования при получении изделий с контролируемой толщиной покрытия.

Дело в том, что в 1940 году немецкий исследователь Санделин обнаружил эффект, названный его именем и заключающийся в следующем. Если в низкоуглеродистой стали (а именно такие  стали подвергаются горячему цинкованию) содержание кремния и фосфора находится в некоторых нехороших пределах (а именно, для кремния – это содержание от 0,07 до 0,12% масс.

), то получается для технологических времен, используемых при горячем цинковании, грубое покрытие толщиной часто более 200 мкм (при цинковании оптимальным считается покрытие менее 100 мкм, лучше в интервале 60-80 мкм), со слабой адгезией, отслаивающееся при ударе. Раньше этот эффект практически не наблюдался, поскольку прежние металлургические технологии давали т.н. «кипящие» стали.

После введения технологии непрерывной разливки стали в производстве различных конструкций с последующим цинкованием возросла доля сталей с заметным содержанием кремния, причем в значительном количестве с содержанием кремния именно в этом «неприятном» интервале.

Дело в том, что по технологиям непрерывной разливки сталь раскисляется именно кремнием, и вероятность того, что его остаточное содержание в стали окажется именно в этом концентрационном интервале, велико.

Данная проблема потребовала буквально «мозгового штурма» от металлургов, в результате чего были предложены технологии, в значительной степени нивелирующие этот эффект.

Как уже говорилось ранее, научное сопровождение технологий горячего цинкования в середине 80-х годов была буквально уничтожено в России.

Если не считать чудом сохранившихся  небольших  установок  при  судостроительных предприятиях, приходится данную отрасль промышленности создавать с нуля. Но этот факт также дает и возможность выхода на передовые рубежи.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

Источник: https://ECM-zink.ru/info/stati/goryachee-czinkovanie-spravka.html

Оцинковка по методу Сендзимира

Ученый из Польши Тадеуш Сендзимир разработал особый способ оцинковки стали, который часто используется в промышленности. Принцип заключается в том, чтобы слой цинка, нанесенный на поверхность металла, был максимально тонким. Для этого лист металла растягивают, потом раскатывают. Технологию назвали в честь ее создателя — метод Сендзимира.

Процесс оцинковки

Цинкование методом Сендзимира происходит следующим образом:

• Стальной лист подвергается обработке химическими веществами для удаления окислов и масла. Затем его обжигают в печи, чтобы избавиться от остатков растворителей.
• На этапе цинкования сталь прокатывается в емкости с расплавленным цинком. В итоге он покрывает лист тонким слоем, повышающим антикоррозийные свойства металла.
• Листовая сталь обрабатывается с помощью сжатого воздуха под высоким давлением. В процессе этого она быстро охлаждается, а слой цинка выравнивается.

В результате получаются листы стали толщиной до 20 мкм с плотностью – 275 грамм цинка на м2.

В каких сферах используется оцинкованная сталь

Для этих целей принято использовать металлические кабельные лотки. Они могут эксплуатироваться в разных условиях, поэтому должны быть защищены от неблагоприятного воздействия окружающей среды. Для улучшения антикоррозийных свойств производители проводят цинкование кабельных лотков по методу Сендзимира.

Покрытие выполняет барьерную и электромеханическую защиту металла. Но слой цинка после обработки достаточно тонкий. Поэтому лотки можно использовать в умеренно коррозийных условиях. В этом случае срок их службы будет максимально долгим. Это могут быть чистые отапливаемые помещения – офисы, магазины, гостиницы и так далее. Или неотапливаемые здания – склады, промышленные объекты.

Плюсы и минусы цинкования по методу Сендзимира

У технологии есть свои преимущества и недостатки.

Плюсы:

• Просверленные в металле отверстия не ржавеют. Происходит это потому, что на месте среза образуется гидроксид цинка, защищающий сталь.

Минусы:

• После истончения оцинкованного слоя металл становится уязвимым к появлению коррозии.
• Покрытие цинка легко разрушается под воздействием различных факторов, в том числе излишней влажности.

Оцинкованная по методу Сендзимира сталь применяется для изделий из металла, которые требуют вытачивания и сверления. Чтобы избежать их разрушения в результате воздействия негативных факторов, они должны использоваться в сухих помещениях.

Источник: https://kontsys.ru/poleznoe/ocinkovka-po-sendzimiru/

Лотки, оцинкованные методом Сендзимира

Метод Сендзимира – обработка металлоконструкций горячим цинкованием. Придумал этот способ польский инженер промышленник Тадеуш Сендзимира, который получил более 120 патентов на свои изобретения в области металлургии и горного дела и построил первый в мире завод по оцинковке.

Сендзимир искал новые способы оцинковки стали, которая повысила бы ее прочность и устойчивость к коррозии. Во время своих экспериментов он заметил, что цинк вступает в реакцию не с металлом, а с тонким слоем оксида железа, который покрывает окислившийся лист.

Окунание в горячий цинк металла без оксидного слоя позволило получить тонкое и прочное защитное покрытие.

Цинкование методом Сендзимира

Метод Сендзимира представляет собой протягивание листов проката через горячие ванны с цинком. Обрабатывают листы стали толщиной до 2 мм.

1. Металлопрокат обрабатывают реагентами и сушат в печи при температуре до 650 градусов.
2. Затем погружают его в ванну, наполненную разогретым до 450 градусов цинком.
3. Листы металла вынимают из ванны и пропускают через специальные газовые ножи, которые с помощью потоков сжатого воздуха удаляют лишний цинк.
4. После высыхание получается ровный серебристо-серый лист с толщиной цинкового слоя 10-40 мкм при плотности 275 г/м2. Качество покрытия должно соответствовать ГОСТ 14918-80.

Слой цинка, нанесенный методом Сендзимира тоньше, чем у горячеоцинкованных листов, поэтому его коррозионная стойкость ниже и рекомендуется для умеренных условий и закрытых помещений, класс стойкости – С1-С2.

Лотки, оцинкованные методом Сендзимира используются для прокладки кабельных трасс и СК в отапливаемых и неотапливаемых закрытых помещениях (технические условия укладки):

• спортзалах,
• жилых и коммерческих зданиях,
• промышленных объектах с умеренными коррозионными условиями,
• муниципальных учреждениях, складах и т. д.

В помещениях без возможности провести кабельную трассу по стенам и под потолком, оборудуют напольные системы в закрытых и проволочных металлических лотках. Они защищают провода от агрессивного внешнего воздействия,их легко монтировать без специального оборудования.

Горячее цинкование – самый простой способ нанесения антикоррозионного цинка на металлическую поверхность.

Заземление – необходимое мероприятие для безопасности кабельнесущей системы. 

От качества и надежности систем кабельных лотков, насколько хорошо они защищают провода, зависит долговечность и работа всей системы

Источник: https://zavod-kmk.ru/info/lotki-otsinkovannye-metodom-sendzimira

Все о методе цинкования Сендзимира

В мире давно существуют разные антикоррозионные покрытия, наиболее популярным из которых в быту считается окрашивание, а в производственных масштабах – цинкование. Заказать цинкование в Днепропетровске, Львове, Киеве или любом другом городе Украины не проблема. Обратившись за консультацией к специалистам сайта zinkovanie.com.ua, вы получите ответы на все интересующие вопросы.

В этой статье мы расскажем о методе Сендзимира.

Назван метод в честь инженера, который его разработал. Этот способ нанесения цинкового покрытия на стальной лист наиболее распространен сегодня.

Технологические этапы и свойства защитного покрытия

Методом Сендзимира тонкий слой цинка наносится на листовую сталь, подаваемую из рулона в несколько этапов.

1. Лист металла из рулона обрабатывается реагентами.
2. Вскрытый специальными веществами лист попадает в печь, где обжигается при температуре 650° С.
3. Еще горячий металл попадает в ванну с расплавленным цинком и равномерно покрывается защитным слоем.
4. Лишний цинк с поверхности стального листа сдувают специальным оборудованием, тем самым охлаждается сам металл.

После всех четырех этапов цинкования, лист полностью защищен от коррозии.

К общим требованиям процесса относится толщина листа – до 3 мм. На выходе с конвейера, сталь имеет цинковое покрытие, толщиной 10–20 мкм и плотностью 275 г/м2.

Этот метод цинкования обладает неоспоримыми преимуществами. Кроме первоочередной задачи цинкования – защиты металла от коррозии – нанесенное методом Сендзимира покрытие предоставляет металлу еще и электрохимическую защиту. В процессе цинкования на поверхности металла появляется гальваническая пара железа и цинка. Заряд последнего не дает железу вступать в любые химические реакции.

Важно знать! В отличие от некоторых других методов цинкования, технология Тадеуша Сендзимира защищает металл от коррозии даже в местах обработки стали: сверления и резки. В поврежденных при механическом воздействии местах образуется гидроксид цинка, также способный защитить металл от ржавчины.

Есть ли у метода недостатки

Главный минус технологии заключается в толщине защитного слоя цинка. Такое покрытия не сможет долгое время защищать металл от коррозии на открытом воздухе. Слишком высокая влажность быстро уничтожит антикоррозийное покрытие.

Поэтому, решив воспользоваться именно таким методом цинкования, убедитесь, что полученные в результате характеристики покрытия вас устроят.

Характеристики цинковых покрытий, наносимых по методу, предложенному Тадеушем Сендзимиром:

• толщина – 10–20 мкм;
• плотность – 275 г/м2;
• получаемый оттенок – от матового серого до ярко-серебристого;
• класс коррозионной устойчивости – С1–С2.

Подводя итоги, следует отметить, что метод Сендзимира самый дешевый из всех технологий цинкования. Однако, дешевизна метода ограничивает сферу использования полученной продукции. Рулонная сталь, покрытая цинком, может использоваться только в отапливаемых и неотапливаемых помещениях.

Источник: https://zinkovanie.com.ua/a343114-vse-metode-tsinkovaniya.html