История появления и развития метода термодиффузионного цинкования

Проблема повышения надежности и срока службы металлоконструкций волновала ученых и обычных пользователей уже давно. Поэтому, когда появились первые оцинкованные трубы с наружным и внутренним покрытием, находку очень быстро оценили и методика защиты металла с помощью цинка стала очень популярна. Изначально цинковое покрытие наносили гальваническим способом, но после открытия английским инженером Шерардом метода термодиффузионного цинкования ситуация изменилась.

Сейчас покрытие методом термодиффузионного цинкования — это оптимальный способ защиты металлических изделий, который по своей эффективности значительно превосходит все затраты на его реализацию.

История

В начале прошлого века защита от коррозии была серьезной проблемой, над которой бились ученые физики и химики со всего мира. В результате английский инженер Шерард разработал метод, который обеспечивал нужный эффект, не требовал сложного оборудования и при этом не имел недостатков. Термодиффузионное цинкование полностью решило проблему "водородного охрупчивания", неравномерности нанесения защитного слоя на изделия сложной формы.

Единственным недостатком методики считают необходимость создания особых контейнеров-автоклавов, в которых проходит процесс горячего анодного внедрения цинка. Но к началу XX века технический прогресс позволял проектировать и создавать любые контейнеры с возможностью поддержания в них определенной температуры и давления.

Суть процесса термодиффузионного цинкования и его преимущества

В основу метода термодиффузии положено свойство окислительно — восстановительных потенциалов пары Zn²⁺/Zn. Это значит, что при таком способе нанесения цинка на железо в первую очередь страдает защитный слой.

Для получения цинкового покрытия изделия помещают в специальный контейнер с температурой +300-450^оС, температурное значение подбирается в зависимости от марки стали, размера и конфигурации изделий. Заданная температура влияет на глубину диффузного проникновения и толщину защитного слоя, который формируется из цинконасыщенной смеси. Для получения равномерного и однородного слоя цинка изделия укладывают в специальный вращающийся контейнер, наполненный цинковым порошком, после чего конструкция отправляется в муфельную печь.

Преимуществами термодиффузионного цинкования считают:

• Возможность нанесения покрытия на любые изделия — размеры, форма и конфигурация ограничена только параметрами контейнера
• Можно оцинковать конструкции решетчатой формы, резьбовые изделия, так как слой не откладывается на поверхности метизов, а проникает внутрь, следовательно, форма и параметры изделий не меняются
• Защитный слой способен обеспечить высокие антикоррозийные свойства в отношении любых металлов

Особенности технологии

Для получения безупречного цинкового слоя металлические изделия подвергаются дробеметной обработке или ультразвуковой очистке. Время цинкования рассчитывается, исходя из параметров изделий, и может составлять от полутора до трех часов (без учета времени разогрева и остывания). Во время термодиффузионного цинкования контейнеры постоянно вращаются, остановка происходит только для выгрузки содержимого. Дополнительно оцинкованные изделия могут проходить процесс пассивации, который придает метизам особые свойства. Пассивационные растворы работают в условиях комнатных температур и абсолютно безвредны для окружающих.

В заключение

Методика термодиффузионного цинкования практически не изменилась за последние 100 лет. Изменения затронули только оборудование для вращения контейнеров и составы технологических смесей. Цинкосодержащие смеси стали менее токсичными, но основной компонент остался неизменным. И пока цинк в процессе термодиффузии невозможно заменить ничем другим.