Требования к цинкованию металлов: стандарты и нормы

Требования к цинкованию металлов регламентированы стандартом ГОСТ 9.307–2021, который устанавливает параметры защитных покрытий методом горячего цинкования. Соблюдение этих норм критически важно для получения качественного антикоррозионного слоя и обеспечения долговечности металлоконструкций в течение десятилетий эксплуатации. 

Компания «МирМет» строго следует всем положениям данного стандарта при обработке изделий из стали.

Защита металлов цинком осуществляется различными способами, каждый из которых имеет свою нормативную базу и область применения.

Горячее цинкование представляет собой погружение металлоконструкций в расплав цинка при температуре 430–460°C, что обеспечивает формирование покрытия толщиной от 35 до 250 мкм в зависимости от толщины основного металла.

Процесс горячего цинкования предъявляет наиболее жесткие требования к подготовке и характеристикам обрабатываемых конструкций. Данный метод обеспечивает наиболее долговечную защиту металла от коррозии за счет металлургической связи цинка со сталью. Стандарт ГОСТ 9.307–2021 подробно описывает все этапы технологического процесса — от подготовки поверхности до контроля качества готового покрытия.

Гальваническое цинкование осуществляется электролитическим методом с образованием слоя 6–20 мкм и регламентируется ГОСТ 9.301–86.

Термодиффузионное цинкование выполняется в смеси порошка цинка при температуре до 420°C. Позволяет обрабатывать закладные изделия и метизную продукцию (490–500 кг). Максимальная длина изделий — 2 метра.

Требования к материалу и химическому составу

Для качественного цинкования подходит конструкционная сталь, изготовленная по ГОСТ 380–94, 1050–88, 27772–88. Химический состав металла критически влияет на толщину и структуру формируемого покрытия. Для нанесения покрытия рекомендуется низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода С от 0,05% до 0,25% и содержанием кремния и фосфора по формуле (Si + 2,5P) от 0,2% до 0,37%. Цинкование конструкций из легированных сталей не допускается.

Допустимое содержание элементов в стали для качественного цинкования

Стали с содержанием (Si + 2,5P) ниже 0,2% и выше 0,37% подлежат цинкованию по отдельно разработанной технологии. Превышение допустимых значений может привести к образованию слишком толстого и хрупкого покрытия с повышенной шероховатостью поверхности.

Требования к подготовке поверхности

Качество подготовки поверхности определяет адгезию цинкового покрытия к металлу и его защитные свойства. Цинк вступает в реакцию исключительно с чистой сталью, поэтому подготовительный этап имеет решающее значение. Перед цинкованием необходимо полностью удалить:

• Закатанную окалину и продукты коррозии
• Краску, маркировочные покрытия
• Масла, смазки, консервирующие составы
• Сварочный шлак и металлическую стружку
• Остатки формовочной массы, графита
• Заусенцы, поры, включения

Подготовка включает обезжиривание в щелочном или кислотном растворе, травление для удаления окалины, струйно-абразивную обработку и финальное флюсование. Степень очистки поверхности от окалины и продуктов коррозии должна соответствовать 1-й степени по ГОСТ 9.402. Острые углы и кромки изделий необходимо скруглить радиусом не менее 0,3 мм, за исключением технически обоснованных случаев.

Конструктивные требования к изделиям

Конструкция металлоизделий, предназначенных для горячего цинкования, должна обеспечивать свободное затекание и стекание расплава, а также выход газов. Несоблюдение этих требований приводит к появлению непокрытых участков, наплывов и других дефектов.

Обязательные конструктивные требования:

• Технологические отверстия: необходимы для входа и выхода расплава цинка, удаления воздуха и газов флюса. Диаметры технологических отверстий должны превышать толщину металла изделия. Они должны располагаться в самых высоких и низких точках изделия при погружении под углом диагонально по отношению друг к другу.
• Отсутствие замкнутых полостей: все полости должны быть доступны для беспрепятственного поступления и выхода жидкостей. Наличие воздушных мешков препятствует погружению изделия в расплав и может привести к взрыву конструкции.
• Качество сварных швов: швы должны быть сплошными, без пор, свищей, шлаковых включений и непроваров. Сварные швы нахлесточных соединений рекомендуется выполнять прерывистым швом при условии гарантированного зазора не менее 4 мм между элементами.
• Дренажные зазоры: ребра жесткости должны иметь обрезанные углы, обеспечивающие свободный дренаж. Все ребра, косынки и листы подрезаются минимум на 20 мм.
• Расстояние между параллельными поверхностями: в изделии должно быть не менее 4 мм для предотвращения непроцинковки и щелевой коррозии.

Емкости, барабаны, змеевики из труб, узлы с резьбовыми соединениями покрытию методом горячего цинкования не подлежат.

Требования к габаритам и весу

Размеры обрабатываемых изделий ограничены габаритами технологической ванны с расплавом цинка. В «МирМет» используется ванна длиной 13 метров, что позволяет обрабатывать крупногабаритные металлоконструкции. Вес изделий не должен превышать 2900 кг, что обеспечивает их полное погружение в расплав с учетом плотности цинка 6,8 кг/дм3 и стали 7,5 кг/дм3.

Толщина покрытия

Толщина цинкового слоя регламентируется ГОСТ 9.307–2021 и должна быть не менее 40 мкм. Выбор конкретной толщины определяется нормативно-технической документацией на изделие, толщиной основного металла и агрессивностью среды эксплуатации.

Минимальные значения толщины покрытия в зависимости от толщины цинкуемого металла

Толщину измеряют магнитными методами или на микрошлифах в трех и более точках, среднеарифметическое значение принимается за результат.

На узлах и элементах металлоконструкций из металла с различающейся толщиной, химическим составом и способом производства толщина цинкового покрытия может существенно различаться. На длинномерных конструкциях и крупногабаритных массивных изделиях из стального проката толщиной более 10 мм образуются более толстые покрытия вследствие большего времени нахождения в ванне оцинкования.

Внешний вид и дефекты

При внешнем осмотре поверхность цинкового покрытия может быть гладкой или шероховатой, но обязательно сплошной. Цвет покрытия — от серебристо-блестящего до матового темно-серого. Допустимые характеристики покрытия включают естественную шероховатость структуры и незначительные наплывы в местах подвеса.

Недопустимые дефекты:

• Непокрытые участки основного металла
• Отслаивание, обдирка, шелушение покрытия
• Сквозные поры и раковины
• Чрезмерные наплывы, затрудняющие сборку
• Включения шлака и флюса
• Трещины, забоины, вздутия

Дефектами покрытия не являются: крупинки гартцинка диаметром не более 2 мм, рябизна поверхности, светло-серые пятна и цвета побежалости, следы захвата подъемными приспособлениями (риски, царапины) без разрушения покрытия до основного металла. 

Внешний вид оцинкованных изделий может варьироваться от блестящего до матово-серого в зависимости от химического состава стали и режима охлаждения.

Адгезия и методы контроля

Прочность сцепления покрытия с основным металлом проверяется методом изгиба или удара. При испытании не должно наблюдаться отслаивания, обдирки или шелушения покрытия. Контроль качества включает измерение толщины слоя магнитными толщиномерами, оценку внешнего вида, проверку сплошности покрытия и испытания на адгезию. 

Все параметры фиксируются на каждом этапе обработки для обеспечения соответствия требованиям ГОСТ 9.307–2021.

Наша компания предлагает услуги по цинкованию металла с полным соблюдением требований ГОСТ 9.307–2021. Мы обеспечиваем качественную подготовку поверхности, контроль химического состава стали и параметров покрытия на всех этапах производства. 

Свяжитесь с нами для консультации и расчета стоимости обработки ваших металлоконструкций.