Горячее цинкование считается одним из наиболее эффективных способов защиты стали от коррозии. При погружении изделия в расплав цинка на поверхности формируется прочный слой цинково-железных сплавов, обеспечивающий долговременную защиту металла даже в агрессивной промышленной атмосфере.
Этот метод применим в основном на этапе производства изделий. Когда металлоконструкция уже смонтирована или находится в эксплуатации, использование горячего цинкования часто становится невозможным. В таких случаях для защиты металла применяются составы для холодного цинкования — специальные лакокрасочные материалы, формирующие покрытие с электрохимической защитой стали.
Технология горячего цинкования требует полного погружения изделия в ванну с расплавленным цинком при температуре около 450°C. Это автоматически ограничивает её применение размерами оборудования и логистикой транспортировки.
На практике горячее цинкование становится недоступным в нескольких типичных ситуациях:
конструкция уже смонтирована и её демонтаж связан с остановкой производства;
габариты металлоконструкций превышают размеры цинковальных ванн;
транспортировка и повторный монтаж экономически нецелесообразны.
Такие ограничения характерны для большинства промышленных объектов: опор трубопроводов, металлокаркасов зданий, эстакад, резервуаров, технологических площадок и инфраструктурных конструкций. В этих условиях антикоррозионная защита должна выполняться непосредственно на объекте.
Даже если элементы конструкции были оцинкованы на этапе производства, защитный слой может быть повреждён во время монтажа или эксплуатации. Наиболее уязвимыми являются участки, где металл подвергался термической или механической обработке.
К таким зонам относятся:
сварные швы и зоны термического влияния;
места резки, сверления и механической доработки;
повреждения покрытия при транспортировке и монтаже.
В этих местах цинковый слой разрушается, и сталь остаётся без защиты. Без восстановления защитного покрытия коррозия начинает развиваться значительно быстрее, чем на основной поверхности металлоконструкции.
Холодное цинкование представляет собой технологию защиты стали с использованием материалов, содержащих высокую долю металлического цинка. После нанесения на поверхность формируется цинконаполненное покрытие, которое работает не только как барьерный слой, но и обеспечивает катодную защиту стали.
Принцип защиты основан на электрохимических свойствах металлов. Цинк имеет более отрицательный электрохимический потенциал по сравнению с железом, поэтому в гальванической паре он начинает окисляться первым. Таким образом цинк выполняет роль так называемого жертвенного анода и защищает сталь от коррозии.
Даже при локальном повреждении покрытия цинк продолжает электрохимически защищать металл вокруг дефекта. Благодаря этому коррозия не распространяется под слоем покрытия так быстро, как при использовании обычных лакокрасочных материалов.
Большинство антикоррозионных покрытий работают по барьерному принципу — они изолируют металл от влаги, кислорода и агрессивных веществ. Такая защита эффективна только при полной целостности покрытия. При появлении сколов или трещин коррозия начинает распространяться под слоем краски.
Цинконаполненные покрытия работают по другому механизму. Помимо барьерной функции оно обеспечивает электрохимическую защиту металла. Благодаря этому даже повреждённое покрытие продолжает защищать сталь.
Именно поэтому составы для холодного цинкования применяются для защиты ответственных металлоконструкций, где требуется долговременная и прогнозируемая антикоррозионная защита.
В зависимости от толщины покрытия и условий эксплуатации системы холодного цинкования способны обеспечивать защиту металлоконструкций в течение 15–25 лет, а в составе многослойных антикоррозионных систем — более 30 лет.
Эффективность цинковых покрытий определяется не только массовой долей цинка, но и формой частиц металлического наполнителя. В современных составах могут использоваться как сферические, так и пластинчатые частицы цинка.
Сферические частицы обеспечивают электрический контакт между сталью и цинком, необходимый для реализации катодной защиты. Пластинчатые частицы располагаются параллельно поверхности металла и создают дополнительный барьер для влаги и агрессивных сред.
Такая комбинация позволяет сформировать более плотную структуру покрытия и повысить его стойкость к воздействию окружающей среды.
Горячее цинкование остаётся одним из наиболее надёжных способов антикоррозионной защиты стали. Однако для уже смонтированных или крупногабаритных конструкций его применение часто невозможно.
В таких случаях холодное цинкование становится эффективной альтернативой. Составы для холодного цинкования позволяют сформировать покрытие с катодной защитой стали непосредственно на объекте, восстановить повреждённые участки оцинкованных поверхностей и обеспечить долговременную антикоррозионную защиту металлоконструкций без демонтажа оборудования и остановки производства.