Цинчање је главна метода заштите челика од рђе. У суштини,поцинковачка кадаје велики котао растопљеног цинка који се користи за премазивање металних делова. Када се чисти челик потопи у ову каду, цинк се брзо везује за површину, формирајући чврст, отпоран на корозију премаз. Цинковање постоји већ преко 150 година, али је и даље изненађујуће ефикасно и еколошки прихватљиво. У ствари, често се наводи као један од еколошки најприхватљивијих доступних процеса за спречавање корозије. Резултат је челик који може да преживи деценије на отвореном уз минимално одржавање. У наставку ћемо корак по корак објаснити како челични део прелази из прашњавог старог метала у цинком оклопљен, унутар каде за цинковање.
Шта је цинкано купатило?
Купка за цинковање је једноставно посуда са растопљеним цинком загрејаним на око 450°C (842°F). Челични делови се спуштају у овај врући цинк, који изгледа као сребрнасти течни метал. Током урањања, цинк реагује са гвожђем у челику, стварајући металуршку везу између цинка и челика. У пракси, компаније то често називајутопло цинковањепроцес – буквално умакање челика у „врели“ (растопљени) цинк.
Ова метода је веома ефикасна. Купка са цинком се обично одржава на нивоу од 98% чистог цинка, а системи транспортера или дизалица пажљиво постављају челичне комаде под углом тако да цинк може да преплави сваки угао дела. Чак се и шупљи облици или цеви пуне цинком, тако да је унутрашњост обложена као и спољашњост. Како један индустријски водич каже, топло цинковање је процес „потпуног урањања“ – челик се потпуно потапа, а цинк се превлачи.свеунутрашње и спољашње површине. Челик се подиже неколико минута касније са новом сјајном металном облогом на њему.
Процес врућег цинковања (од почетка до краја)
Процес цинковања има неколико кључних фаза. Свака се мора обавити пажљиво, јер ће се цинк залепити само на савршено чисту површину. Генерално, кораци су:
Чишћење (одмашћивање и кисељење):Прво се челик темељно чисти како би се уклонила уља, масноћа и растресита рђа. То обично укључује врући алкални (каустични) раствор који одмашћује челик. Затим, челик иде у кисело купатило за кисељење (често разблажена сумпорна или хлороводонична киселина) како би се уклонили окалина и рђа. Након кисељења, свака тврдокорна прљавштина, боја или згура се уклањају ручно или пескарењем. Укратко, сви загађивачи морају нестати, јер се цинк неће везати за прљави челик.
Флуксовање:Непосредно пре цинковања, чисти челик се потапа у раствор флукса, обично мешавину цинк-амонијум хлорида. Флукс чисти последње трагове оксида и спречава нову оксидацију пре потапања. У неким постројењима, танак „слој флукса“ чак плута на врху цинкане купке како би се челик одмастио када уђе. Корак флукса је кључан: он осигурава да растопљени цинк може...мокарчелик равномерно.
Урањање у цинкову купку:Сада долази срж процеса. Припремљени челик се полако спушта (често под углом) у котао са растопљеним цинком, који се обично држи на температури од ~450°C. Слика испод приказује челичне греде које улазе у врућу цинкову купку. Чим челик додирне течни метал, почиње реакција. Цинк почиње да се легира са површином гвожђа, а течни цинк тече око целог дела. Унутар купке, цинк и гвожђе формирају неколико слојева легуре металуршком реакцијом. Током овог времена (обично неколико минута), премаз се накупља до одговарајуће дебљине. Слој...растопљениЦинк се лепи за површину челика, а затим се хлади и формира чврсти спољни слој.
Слика: Челични делови се урањају у каду за топло цинковање. Растопљени цинк (течно сребро) брзо прекрива челик.
Оператори постројења пажљиво мере време потапања. За већину делова, довољно је потапање од 4-5 минута. Већим или изолованим деловима може бити потребно дуже време да достигну пуну температуру. Када се део загреје, полако се извлачи. Како се диже, вишак цинка се одводи – понекад уз помоћ вибрација или окретања комада. Танка љуска цинка која преостаје ће се охладити и стврднути, често попримајући светлу сребрну завршницу споља. У ствари, свеже поцинковани челик често светлуца; карактеристичан „шљокице“ или узорак кристализованог цинка може се појавити на површини док се стврдњава.
Хлађење (Пасивација/Каљење):Након повлачења, обложени челик се хлади. То се може постићи једноставним хлађењем на ваздуху или каљењем врућег челика у води или хемијској пасивационој купки. Није потребно посебно очвршћавање – веза цинк/челик је већ чврста. Било који танки спољашњи слој цинк оксида (бела рђа) који се може формирати често се само оставља или се лагано третира. За разлику од фарбаних делова, поцинковани челик обично захтевабез даље завршне обрадеза издржљивост.
Инспекција:Последњи корак је брз визуелни и технички преглед. Инспектори проверавају да ли је свака површина премазана и мере дебљину. Пошто се цинк везује само за чисти метал, слаба места се лако уочавају (голи челик изгледа сјајно). Стандардни мерачи мере дебљину премаза како би се осигурало да испуњава спецификације. У овом тренутку, поцинковани челик је спреман за употребу, уз гаранцију да ће бити отпоран на корозију дуги низ година.
Унутар купатила: Металургија и заштита
Оно што се заправо дешава са челиком унутар растопљеног цинка је сложен хемијски процес – и једна од изненађујућих предности цинковања. Док врући челик стоји у кади, атоми цинка дифундују у гвожђе и формирају неколико интерметалних једињења. Америчко удружење цинкара илуструје ово попречним пресеком: постоји спољашњи слој скоро чистог цинка (назван ета слој) и испод њега 3 слоја тврде легуре (назване гама, делта, зета) одмах на челичној граници. Занимљиво је да су ови слојеви легуре цинка и гвожђа...тврђи од меког челикаНа пример, ситне огреботине не продиру лако кроз овај вишеслојни премаз. У пракси, поцинковани премаз је изузетно чврст и отпоран на хабање.
Још једна кључна предност је катодна (жртвена) заштита. Цинк је електрохемијски активнији од челика. Једноставно речено, ако се премаз изгребе до голог челика, околни цинк ће преференцијално прво кородирати, штитећи челик. У ствари, топло цинковање је познато по томе: један извор напомиње да чак и ако је голи челик (величине и до ¼ инча) изложен огреботином, „корозија неће почети док се сав околни цинк не потроши“. То значи да мале огреботине не захтевају поновно фарбање; цинк се временом жртвује.
Током година, излагање ваздуху и киши претвара цинк у бенигне нуспроизводе (оксиде, хидроксиде, карбонате) – сиву патину коју можете видети на старом поцинкованом металу. цинкова патина полако формира заштитну спољашњу кору која додатно успорава корозију. У ствари, потпуно изложен поцинкованом челику кородира око 30 пута спорије од голог челика. У пракси, то значи да поцинковани премаз често траје 50–60 година или више без одржавања, у зависности од окружења.
Изненађујуће предностиЦинчање
Цинчање нуди неколико „вау“ фактора које можда не бисте очекивали од једноставног металног премаза:
1. Комплетна покривеност:Пошто вруће цинковање урања део, оно чак премазује и унутрашњост шупљих делова и унутрашњост цеви. Навоји и скривени углови добијају цинк, за разлику од боја које се наносе четком. Ово потпуно урањање значи да рђа не може да се увуче са неочекиваних места.
2. Уграђена издржљивост:Слојеви цинка и гвожђа су по својој природи тврди и отпорни на хабање. У неким тестовима, премаз поцинкованог челика је био прекодесет путаотпорнија на хабање од типичне боје. Спољашњи слој чистог цинка (ЕТА) је мекши и дуктилан, што пружа отпорност на ударце, док су унутрашњи слојеви легуре тврђи од челика. Ова вишеслојна веза значи да поцинковани делови издржавају грубо руковање и хабање.
3. Самозацељујућа (катодна) заштита:Као што је напоменуто, цинк ће се „жртвовати“ да би заштитио челик. Мале огреботине на поцинкованом челику не рђају јер цинк прво кородира (што се назива и катодна заштита). Постоји чак и назив, „бочно пузање“, за оно што се дешава са фарбаним челиком (рђа која се шири испод боје) – а цинковање то у суштини спречава.
4. Брз обрт:Упркос тешкој опреми, сам процес цинкања је брз. Окачивање комада и умакање у цинк траје само неколико минута. Припрема се углавном састоји од хемијског чишћења, а добро вођен погон може да обради поруџбину за укупно неколико дана. У ствари, модерне радионице за цинковање могу се похвалити 24-часовном услугом за мале поруџбине.
5. Дуг век трајања:Поцинковани премаз може заштитити челик деценијама без поновног фарбања. У типичним спољним (индустријским или руралним) условима, уобичајено је да прође преко 50 година до првог одржавања. Ова дуготрајност често чини поцинковање економичнијим од периодичног поновног фарбања на дужи рок.
6. Еколошка прихватљивост:Процес цинковања је релативно чист. Истрошени цинк се рециклира и нема испарљивих органских растварача као што је то случај са бојама. Поцинковани челик се може 100% рециклирати на крају животног века. Индустријске групе чак истичу цинковање као „вероватно најеколошки прихватљивију“ заштиту од корозије.
7. Препознатљив завршетак:Поцинковани челик често има карактеристикуса шљокицамаили шару налик пахуљицама на његовој површини. Ови сребрни кристали су зрна цинка која се стврдњавају и дају поцинкованим површинама препознатљив изглед. То је визуелни знак да је присутан прави премаз нанесен врућим потапањем.
Висококвалитетна опрема: Постројење за цинковање цеви компаније Bonan Tech
Велике радионице за цинковање користе тешке машине за континуирано обављање ових процеса. На пример, произвођач опреме Bonan Technology Co., Ltd., наглашава своје„Врхунска фабрика за поцинковање цеви“направљено од висококвалитетног челика и компоненти. Њихове аутоматизоване линије обрађују све: уређаје за качење цеви, резервоаре за одмашћивање алкалијама, кисеонике, станице за флукс, транспортер кроз котао за цинковање и резервоаре за каљење. Бонан напомиње да су његове фабрике за цинковање цеви пројектоване за континуирану производњу на свим пречницима цеви.
Слика: Континуирана линија за цинковање цеви у раду. Таква аутоматизована постројења померају делове цеви кроз чишћење, флуксовање и купку растопљеног цинка.
У линији компаније Bonan Tech, сваки корак је пажљиво контролисан. У ствари, цинковање цеви обично прати ове специфичне фазе:
Каустично чишћење:Цеви улазе у врућу купку са натријум хидроксидом како би се уклонило уље и окалина.
Кисељење киселином:Затим, пролазе кроз киселу купку (обично HCl или H₂SO₄) да би растворили рђу и преостале оксиде.
Испирање и флукс:Након испирања, цеви се потапају у раствор флукса цинк-амонијум хлорида, осигуравајући да челик остане без оксида пре цинковања.
Сушење:Свака влага на челику се одува или испарава помоћу сушача ваздуха.
Потапање (цинкова купка):Цеви се транспортују у котао са растопљеним цинком. Врућим потапањем се темељно прекривају цинком.
Кашење:Коначно, вруће поцинковане цеви се брзо хладе у води или купки за каљење како би се премаз учврстио.
Свака цев која излази сада има једноличан цинков премаз како би се спречила корозија. Према Бонановом опису, њихов„Аутоматска машина за поцинковање цеви“способан је да рукује „целим спектром цеви које треба поцинковати“, осигуравајући да чак и веома велике или мале цеви добију одговарајући слој цинка.
Закључак
Када за поцинковање је више од обичног лонца метала – то је центар провереног, научно заснованог процеса који челику даје практично самообнављајући штит. Од фаза чишћења до потапања у врући цинк, сваки корак је оптимизован да би се произвео издржљив, металуршки везан премаз. Видели смо како поцинковани челик не само да се одупире рђи, већ то чини изненађујуће добро – захваљујући вишеслојним легурама, екстремној жилавости и деценијама трајања.
Без обзира да ли сте инжењер који спецификује мост или власник куће који бира стубове за ограду, разумевање процеса цинкања помаже да се објасни зашто је поцинковани челик тако ефикасан. Укратко, унутар те скромне каде растопљеног цинка лежи моћан и изненађујуће софистициран одбрамбени систем – онај који ће чувати челичне конструкције безбедним генерацијама.
Време објаве: 21. мај 2025.