Шта је поцинчано?

1. Увођење

Поцинчавање је процес превлачења метала који је пре свега имао намењен заштити челика и гвожђа од корозије применом слоја цинка.

Овај заштитни слој цинка може се применити кроз различите технике, сваки са сопственим карактеристикама, Али свеобухватни циљ остаје исти: да побољшају трајност и животни век основног метала у различитим условима заштите животне средине.

Историјска позадина

Историја поцинчаних датира из 18. века. У 1742, Француски хемичар Паул Јацоулет де ла Фаие први је описао процес длака са цинком.

Међутим, то није било 1836 да је француски инжењер Станислас Сорел патентирао поступак топло-дип-а, што је означило значајну прекретницу у индустријској примени поцинчавања.

Од тада, Процес се континуирано развио и побољшао, постајући неопходан део модерне производње.

2. Шта је поцинчано?

Поцинљив Да ли је процес примене заштитног цинковог премаза на челик или гвожђе да инхибира корозију.

Металургички везивање слојем цинка на подлогу, Поцинчавање испоручује оба Заштита баријере-Физички блокирајући влагу и кисеоник и катодска заштита, при чему се поцинко жртва кородира пре челика.

Механизам електрохемијске заштите

Језгро заштитног ефекта галванизације лежи у механизму електрохемијске заштите.

Када је поцинковано премазивање изложен електролиту (попут влаге у ваздуху или води), формирана је галванска ћелија.

Цинка, бити више електрохемијски активнији од челика (са стандардном потенцијалом електрода-0.76 В за цинк и-0.036 В за гвожђе), делује као анода,

Док челик служи као катоду. У овом подешавању, Пожељно оксидације цинка, Отпуштање електрона.

Ови електрони пролазе кроз електролит на челичну површину, Спречавање оксидације (хрђајући) челика.

Улога цинка и жртвених анода

Цинк не само овлашћује катодну заштиту, већ и формира своју заштитну патину:

• Формирање баријере
  Корозија цинка производи цинков оксид (Зно) и цинк хидроксид (Зн(Ох)₂).
  Ова једињења се снажно лепе на површину, Пуњење микро-пукотина и пора за успоравање даљег напада.
• Могућност само-исцељења
  Чак и ако се премаз огреба, Суседни цинк и даље наставља да корише прво, управљање корозивним струјама удаљеним од изложене челичне ивице.
• Дугорочна трајност
  Типични губици стопе за цинк у руралним атмосферима су само 0.7-1.0 μм годишње. А 100 μм дебели слој може на тај начин заштитити челик за пола века или више.

3. Врсте поцинчавања

Топло-поцинчавање (ХДГ)

• Процес: У топло-поцинчавању, челична или гвоздена компонента је прва претходна лечена.
  То укључује одмашћивање да се уклони уље и масти, кисело у кисели купку (обично хлороводонична или сумпорна киселина) да се елиминише рђа и скале,
  и флуксање да спречи оксидацију током урањања у купатилу растаљеног цинка.
  Претходни део је затим уроњен у купање растаљеног цинка на око 450 ° Ц (842° Ф).
  Долази до металуршке реакције, формирање серије слојева легура на челичној површини, преливен слојем чистог цинка.
• Предности: Омогућава одличну дугорочну отпорност на корозију. У типичном окружењу на отвореном, топло поцинковано премазивање може заштитити челик за 20-50 година.
  Дебљина премаза може се кретати од 30-120 микрометар, Нудећи добру заштиту од механичких оштећења.
• Недостатак: Процес може проузроковати храпавост површине или шпањолска појава, који можда нису погодни за естетски осетљиве апликације.
  Потребна је опрема великог обима, и постоје ограничења величине за делове који се могу обрадити.

Електрогалванизација

• Процес: Електрогалванизација је електрохемијски процес. Челична компонента се поставља у електролитно раствор који садржи шинковне соли.
  Челични делује као катода, а анода обложена цинк-ом такође је уроњена у раствор.
  Када се прође електрична струја кроз раствор, Цинк јони из аноде привлаче челичну катоду и депоновање на депозит, Униформни цинк слој.
• Предности: Нуди глатку, Естетски угодна површинска завршна обрада, што га чини идеалним за аутомобилски панели за тело и кућне уређаје.
  Дебљина премаза може се прецизно контролисати, обично се креће од 5-15 микрометар.
• Недостатак: Електрогализовани премази имају нижу отпорност на корозију у поређењу са топлим поцинкованим премазима, посебно у оштром окружењима.
  Процес је енергетски интензивнији и исплативији, углавном због потребе за електричном енергијом и специјализованом опремом.

Схервирање

• Процес: Схервирање укључује гријање челичних делова цинковом праху у запечаћеном контејнеру на температури испод табличке тачке цинка (Обично око 320-370 ° Ц).
  Цинк испарава и дифузи у челичну површину, Формирање навлака за алуминирање цинка-гвожђа.
• Предности: Омогућава једнолично премазивање са добрим отпорностима на корозији, посебно за мале делове.
  Процес је релативно ниска температура, Смањење ризика од изобличења у топлотним компонентама.
• Недостатак: Дебљина премаза је ограничена (обично до 20-30 микрометар), а процес је релативно спор, што је мање погодно за велику производњу.

Механичко овлажење

• Процес: У механичком облогу, Челичне компоненте се постављају у ротирајућем бубњу уз цинк прах, стаклене перлице, и хемијски активатор.
  Док се бубањ ротира, Погон цинка се придржава челичне површине механичким утицајем и хемијским лепљењем.
  Стаклене перлице помажу у осигуравању чак и дистрибуције честица цинка и пружити ефекат полирања.
• Предности: То је процес ниског температура, Погодно за делове осетљиве на топлоте.
  Посебно је ефикасан за премазивање малих делова, као што су вијци и затварачи, и нуди добру отпорност на корозију за умерено-корозивно окружење.
• Недостатак: Дебљина премаза је релативно танка (до около 20-30 микрометар),
  А адхезија премаза може бити нижа у поређењу са врућим поцинчавањем под условима високог стреса.

Сликарство богате цинком и металирање спреја

• Слика богате цинком: Ова метода укључује наношење боје која садржи висок удео цинковог праха (обично више од тога 80% по тежини).
  Цинк у боји пружа жртвену заштиту сличну другим поцинцима за поцинчавање.
  То је економично решење за апликацију на лицу места и може се користити за додирну радну структуру или за заштиту великих структура у којима други поцинчани методи нису практични.
• Спреј метализујући: У спреј метализирању, растопљени цинк распршује се на челичну површину користећи ваздушни ток са високим брзином.
  Ова метода брзо може произвести релативно дебела и уједначена премаза.
  Погодан је за велике структуре и може се користити за поправљање оштећених поцинкованих премаза. Међутим, Захтева специјализовану опрему и квалификоване операторе.

4. Материјали погодни за поцинчавање

Поциљање се првенствено користи за заштиту обојени метали, посебно разне оцене челик и ливено гвожђе, Због своје осетљивости на рђу.

Међутим, Нису сви метали подједнако компатибилни са поцинском процесом.

Врсте челика и гвожђа погодне за поцинчавање

Карбонски челик

• Ниско угљеник (благ) челик је идеалан због своје релативно једноставне микроструктуре и доследне површинске хемије.
• Стеелс високих угљеника Може се поцинзити, али може развити груби или дебљи премази због садржаја силицијума и фосфора (видети Пенелов ефекат).

Структурални челик

• Широко се користи у топло-поцинчавању (ХДГ) за мостове, зграда, и индустријске структуре.
• Оцена С275, С355, А36, итд. су уобичајени у поцинчаним апликацијама.

Ливено гвожђе и пропадање гвожђа

• Може се поцинсати преко топлота или механичко овлажење.
• Изазови: Порозност и храпавост површине могу довести до неравномерних премаза или ухватљивости на гас.

Дуктилни гвожђе (Нодуларни гвожђе)

• Погодно за поцинчавање, али може захтевати пре третмана да не избегне љупко Због графитног чворова који прекида адхезију.

Захтеви за припрему површине

Правилна припрема површине је пресудна за осигурање металуршког лепљења и дуготрајног превлака:

• Који се одвија: Уклања уља, масти, и органски контаминант.
• Кисело: Чишћење киселине (Нпр., ХЦл или Хонсо₄) уклања оксиде, скала, и хрђа.
• Флуксање: Промовише влажење и спречава оксидацију пре урамбеног цинка.

Површине са бојом, скалавица, или тешка корозија може одупријети лепку за прекривање и захтевају абразивно минирање.

Ограничења на другим металима

Док се цинк добро придржава супстрата на бази гвожђа, обојени метали често представљају изазове:

Материјал	Поцинчавањевање компатибилности	Белешке
Алуминијум	❌ Лоше	Формира баријеру оксида; не везује се лако са цинком
Бакар & Легуре	❌ Некомпатибилно	Ризик од галванске корозије са цинком
Нехрђајући челик	⚠ Лимитед	Може се поцинсати, Али лепљење премаза је лош
Олово, Лименка, Цинка	❌ Није погодно	Већ отпоран на корозију или неспојив

5. Преглед процеса

Чишћење површина (који се одвија, кисело, флуксање)

• Који се одвија: Као што је споменуто, одмашћивање уклања органске контаминанте са металне површине.
  На пример, У аутомобилској индустрији, где делови могу имати обраду уља или мазива, алкални дегеасице се обично користе.
  Ови одмашћивачи разграђују се уље и масти у мање капљице које се могу испрати, Осигуравање чисте површине за наредне процесе.
• Кисело: Пицклинг је пресудан за уклањање рђе и обима. У грађевинској индустрији, Челичне греде и плоче често имају млинску скали која се формира током процеса производње.
  Глохолична киселина Пицклинг је популаран избор, јер ефикасно раствара гвожђе оксиде.
  Вријеме киселости зависи од дебљине скале и врсте челика, обично се крећу од неколико минута до пола сата.
• Флуксање: Средства за флуксирање играју виталну улогу у топлом поцинчавању. Они стварају заштитни слој на металној површини, Спречавање оксидације када је део уроњен у купатило растаљеног цинка.
  Флук такође помажу у влагињу металне површине, омогућавајући цинку да се ефикасније придржава.

Методе поцинчавања (пакет вс континуирано)

• Серијска галванизација: У серијском галванизирању, појединачни делови или мале групе делова се обрађују заједно.
  Ова метода је погодна за делове неправилног облика, малена продукција, или делови са различитим величинама.
  Делови су утоварени у корпу или сталак, унапред третиран, а затим уроњено у растопљену цинкову купку. После поцинчавања, уклоњени су, охлађен, и прегледати.
• Континуирано поцинчавање: Континуирано галванизација користи се за дуготрајну производњу, Равни производи као што су челични листови и завојнице.
  Челична трака се непрекидно храни низ серија резервоара за пречишћавање, Затим кроз купање растаљеног цинка, и коначно подвргава процесима пост-третмана.
  Ова метода нуди високу ефикасност производње и доследан квалитет премаза, чинећи га идеалним за аутомобилску и грађевинску индустрију која захтевају велике количине поцинчаног челика.

Процеси пост-лечења (гашење, пасивација, Сликање над поцинчавањем)

• Гашење: Гашење се понекад користи у врућим поцинчавањем да би брзо охладио поцинковане делове. Ово може побољшати тврдоћу и механичка својства слојева легираних гвожђа.
  На пример, У производњи поцинкованих вијака и орашастих плодова, гашење може побољшати њихов отпор на хабање и суза.
• Пасивација: Пасивација укључује лечење поцинчане површине хемијским решењем,
  обично на бази хромирања (Иако алтернативе који не хромате постају чешћи због забринутости животне средине).
  Овај процес формира танки, Заштитни оксидни слој на површини цинка, Даљње појачавање отпорности на корозију.
• Сликање над поцинчавањем: Сликање преко галванизиране површине може пружити додатну заштиту и естетску жалбу.
  У архитектонским апликацијама, Поцињене челичне конструкције често се одликају како би одговарали захтевима за дизајн, а истовремено повећавају и животни век структуре додавањем додатне баријере против елемената.

6. Перформансе и предности поцинчаних премаза

Поцинчани премази, обично креиран кроз процес топло-поцинчаности, Укључите наношење заштитног слоја цинка у челик или гвожђе да бисте спречили корозију.

Ови премази су широко препознати за њихову издржљивост, економичност, и предности заштите животне средине.

Заштита од корозије

• Заштита баријере: Цинк премаз служи као физичка баријера која спречава корозивне материје да досегну основни метал.
• Катодска заштита: Цинк делује као жртвени анод. Чак и ако се премаз огреба, Цинк наставља да штити изложени челик кородирањем уместо базног метала.
• Дугорочна трајност: Поцинчани премази могу трајати 20-100 година, Зависно од околине, посебно у руралним и приградским подешавањима.

Ефикасност трошкова

• Нижи трошкови животног циклуса: Иако почетни трошкови могу бити већи од неких премаза, Дугорочна уштеда због смањеног одржавања и поправке далеко надмашени иницијални трошкови.
• Минимално одржавање: Поцинковани челик захтева мало без одржавања, посебно у неагресивним окружењима, смањујући трошкове током времена.

Механичке перформансе

• Жилавост: Металуршка веза између цинка и челика даје превлаку високу отпорност на механичку штету током руковања, превоз, и уградња.
• Отпорност на абразију: Цинк премази су високо отпорни на хабање и утицај, Посебно у поређењу са системима заснованим на фармима.

Естетска и апликација флексибилност

• Доследан изглед: Поцињене површине имају униформу, Сребрни изглед који се такође може обојити по жељи.
• Широка применљивост: Погодно за низ структура, укључујући мостове, зграда, ограда, и комуналне ступове.
• Брзи преокрет: Процес топлог поцинчавања је брз и може се лако заказати, Смањење времена вођења у пројектима.

7. Механички & Структурне импликације поцинчавања

Поциљање побољшава заштиту од корозије, Али њен утицај на Механичко и структурно понашање од челичних компоненти се мора разумети, Посебно у безбедносним или високо-перформанси апликацијама.

Структурни интегритет и механичка чврстоћа

У већини случајева, Поцинчавање не мења значајно затезање или приносност угљеника или челика ниских легура, Посебно оне са предностима приноса у наставку 460 МПА.

Међутим, за Челичице велике чврстоће (горе 550 МПА), Термално излагање (приближно. 450° Ц у топлом поцинчавању) може потенцијално довести до микроструктурних промена, као што је раст зрна или смањена дуктилност.

Стога, Избор материјала и пре-квалификација су од суштинског значаја када су галванизирајући челике високе перформансе.

Умор и носите разматрања

Поцинчани премази могу да утичу умор умора:

• Благо смањење у снази умор (5-20%) Може се појавити због површинских микро-пукотина у кршеном слоју легура, што може деловати као места за покретање пукотина под цикличним стресом.
• Међутим, у неким случајевима, тхе компресивни стрес уведени премазом може мало побољшати живот умор, Поготово када је храпавост површине минимизирана.

У преносим критичним апликацијама, Поклопне површине пружају умерено отпорност на абразију, Посебно у превлакама са врућим диплом, што може достићи вредности тврдоће до 250 Хв.

Међутим, они су мање отпоран на хабање него специјализовани чврсти премази (Нпр., прекривање нитрирања или карбида).

Ризици за кршење водоника

Ебритва водоника (Он) је критична брига, посебно за високу снагу, Компоненте танких пресјека као што су вијци и затварачи.

За време киселих киселих киселина, Атомски водоник може дифузирати у челик, што доводи до одгођеног кршећег квара. Стратегије ублажавања укључују:

• Печење по поцртењу (200-230 ° Ц током 2-4 сата)
• Коришћење Алтернативно методе чишћења
• Избегавање поцинчавања компоненти ултра-чврстоће, осим ако је посебно конструисано за њега

Димензионална толеранција и униформност премаза

Поцинковани премази Додајте дебљину (обично 40-200 μм), што може утицати на то:

• Ангажман навоја на вијцима и затварачима
• Прикладно и функционисати у склоповима у близини толеранције
• Заштита од ивице, Као тањи превлаке на угловима и ивицама могу брже коритирати

Да управљате овим ефектима, Инжењери често дозвољавају Надокнада толеранције, подмазивање навоја, или обрада потицање.

Дизајн јединственог дренажа и отвора за одвод је такође од суштинског значаја за конзистентну примену премаза.

8. Апликације поцинчавања

Поциљање игра кључ за заштиту челичних конструкција и компоненти у широком распону индустрија.

Изградња и инфраструктура

Поцинковани челик је темељни материјал у модерном грађанском и структурном инжењерингу. Користи се екстензивно за:

• Мостови и гардела за аутопут
• Утилити Пољаци и преносни куле
• Арматурне траке у бетону (оборити)
• Кров, зидна облога, и структурално уоквиривање
• Омоти шахта, пропуста, и дренажне компоненте

Аутомобили и транспорт

У аутомотиве индустрија, поцинчавање - посебно Континуирано поцинчавање челичних листова-Јесисно је за дуготрајност возила и структурну сигурност.

• Цар тела и плоче (Корозијске плоче против корозије)
• Компоненте за оквире и шасије
• Компоненте аутобуса и воза
• Тела за приколице и теретни контејнери

Пољопривреда и комуналне структуре

Поцинчани премази су критични у пољопривреди због излагања влаги, ђубрива, и животињски услови за животиње високо погодне за корозију.

• Мачевање, капија, и корачи
• Барн кров и силос зрна
• Стегнице и опрема за наводњавање
• Електричне и водене комуналне структуре

Енергетске и обновне инсталације

Са глобалним преласком на одрживу инфраструктуру, Поцинковани челик игра главну улогу у трајности обновљивих извора енергије.

• Оквири за подршку соларном панелу
• Куле и платформе ветра турбине
• Електрични преносни куле
• Регали за уље и гасне цеви

Маринска и обална опрема

Поцинчани премази су идеални за слаунско-склоно окружење, нудећи високу отпорност на корозија изазвана хлоридом.

• Приколице за брод и пристаништа
• Обални потписан и лаки стубови
• Лучке ограде и мердевине
• Морски таласи и раскири

9. Поређење са другим премазима

Док се поцинчивање широко препознаје за своју врхунску заштиту од корозије и економичности, То није једина доступна опција.

Врсте за превлачење кључа у поређењу са поцинчавањем:

Врста премаза	Механизам заштите	Типична дебљина	Животни век (умерено околина)	Фреквенција одржавања	Уобичајена употреба
Топло-поцинчавање	Жртвени (цинка)	45-200 μм	40-75 година	Низак	Мостови, Гартеарилс, куле
Боинци богате бојом	Жртвени + баријера	50-125 μм	5-20 година	Умерен	Тоуцх-упс, цевоводи, бродски труп
Превлака у праху	Само баријера	60-150 μм	10-25 година	Умерен	Затворени / спољни намештај, Уређаји
Епоксидни / полиуретански	Само баријера	75-250 μм	10-30 година	Високо (посебно у мокрим / влажним подешавањима)	Цистерне за хемијски, Морске структуре
Метализација (Термални цинк за прскање)	Жртвени (цинк или зн-ал)	100-250 μм	20-40 година	Низак до умерен	Марине / обални челик, Апликације за поправак
Нехрђајући челик	Пасивни филм (Црдо₃)	Н / А (легура)	50+ година	Врло низак	Архитектура, Опрема за прераду хране

Снаге и ограничења поцинчавања ВС. Алтернативе

Предности поцинчавања

• Лонг сервисни живот: До 75+ Године у неагресивним окружењима.
• Самоизлеђивање заштите: Цинк жртвује се да заштити изложени челик на посекотине или огреботине.
• Ниско одржавање: Идеално за чврсте структуре приступа.
• Потпуно покривање површине: Чак и унутрашње површине цеви и шупље одељења.
• Нижи трошкови животне циклуса него већина система само за баријере.

Ограничења

• Ограничене опције боја: Естетска ограничења у поређењу са прашкама или бојама.
• Температура велике обраде: Није погодно за челике осетљиве или ултра-чврстоће.
• Контрола дебљине премаза је мање прецизан него у прскање или обојеним методама.
• Храпавост површине Може бити већи од осталих премаза, Погађајући глатке завршне обраде.

Када одабрати друге премазе преко поцинчавања

• Високо украсне апликације → Преферирај Прашкасти премаз или дуплексијски системи.
• Хемијски урањање или висок пХ / ниско пХ окружења → Користи Епоксидни / полиуретански системи.
• Компоненте високо прецизних → Преферирај електричан или метализација за контролисану дебљину.
• Екстремно излагање марина → Дуплек систем (ХДГ + епоксидни или полиуретански топцоат) се препоручује.
• Структурне нехрђајуће алтернативе → Користи 304/316 нехрђајући челик Када естетика, хигијена, или је потребна екстремна трајност.

10. Будући трендови и иновације

Индустрија галванизације се брзо развија, вођен повећањем захтева за побољшаним перформансама, Одрживост животне средине, и економичност.

Напредне легуре премаза:

Формулације у настајању као што су цинк-алуминијум-магнезијум (Зн-ал-Мг) Легуре нуде врхунску отпорност на корозију, посебно у агресивном окружењу, док смањују потрошњу цинка.

Ове превлаке показују побољшане својства самоизрошћавања и дуже животе у поређењу са традиционалним чистим поцинским премазима.

Дуплексијски системи:

Комбиновање поцинчавања са напредним бојама или прашкама у праху и даље добија вучу.

Дуплек превлаке пружају синергистичку заштиту, удвостручавање или чак утроструживање животног века поцинкованог челика, посебно у оштрим морским или индустријским подешавањима.

Паметни и самоизрочни премази:

Истраживање напредује у премази уграђеним микрокапсулима или наночестицама који ослобађају инхибиторе корозије на штету.

Ови паметни системи имају за циљ да продуже радни век и смањи одржавање аутономно поправком мањих оштећења премаза.

Побољшања животне средине и процеса:

Иновације у флук хемији, састав за купање, и технике рециклирања имају за циљ да смањију отисак погоршања животне средине.

Третмани за пасивирање без хрома, замењују традиционалне хромиране оне како би се испунили строже прописе без угрожавања отпорности на корозију.

Аутоматизација и контрола квалитета:

Аванси у аутоматизацији и мјерење дебљине превлачења у реалном времену појачавају конзистентност, смањује отпад, и побољшање ефикасности процеса у пакетној и континуираним поцинчаним операцијама.

11. Закључак

Поцинчавање остаје фундаментална технологија за заштиту челика и гвожђа по индустријама, Коришћење киненкове жртвене електрохемијске заштите да би се значајно проширила метални животни век и смањио трошкове одржавања.

Различити методе поцинчавања - од вруће дип-а на Електрогалванизинг-адресу различитих потреба за апликацијама, балансирање трајности и естетике.

Поцинковани премази Екцел у отпорности на корозију, лепак, и механичка трајност, што их чини неопходним у грађевинарству, аутомотиве, пољопривреда, енергија, и морске секторе.

Док изазови попут кршења водоника и површински преп, Поцињена економичност и дугорочна заштита надмашују многе алтернативе.

Радујући се, Иновације као што су напредни алуминијски премази, Дуплексијски системи, и паметне самоизлеђене технологије обећавају да ће побољшати одрживост галванизације, издржљивост, и прилагодљивост,

Осигуравање своје виталне улоге у савременој индустрији и заштити инфраструктуре и даље се добро сналази у будућности.

 

Често постављана питања

1. Шта је поцинчано, и зашто се користи?

Поцинчавање је процес примене заштитног цинковог премаза на челик или гвожђе како би се спречило корозију.

Простире живот од металних компоненти пружајући жртвену заштиту и физичку баријеру против хрђе.

2. Колико дуго се поцинковано премаз обично траје?

Зависно од окружења и дебљине премаза, поцинковани челик може да траје било где од 40 за прекорачење 75 година у умереним условима, значајно дуже од неколичног челика.

3. Које су главне врсте поцинчавања?

Примарне методе укључују топло поцинчавање, електрогалванизација, схервирање, и механичко облагање, сваки погодан за различите материјале, облика, и захтеви за пријаву.

4. Може се поцинковани челик обојити?

Да, Сликање преко поцинчаног челика је уобичајено да побољша естетику и пружа додатну заштиту, Посебно у архитектонским и морским апликацијама.