Оцинкованное железо и его свойства¶

Оцинкованное железо — это листовая или рулонная сталь (реже — железо), покрытая слоем цинка для защиты от коррозии. Цинковое покрытие наносится горячим или гальваническим способом и образует на поверхности металла барьер, препятствующий доступу влаги и кислорода к основному металлу. Такой материал широко применяется в строительстве, машиностроении, производстве бытовой техники и кровельных работах.

¶История

Защита железа цинком известна с XVIII века. В 1742 году французский химик Поль Жак Малуэн описал способ погружения железа в расплавленный цинк, что считается началом горячего цинкования. Промышленное применение метод получил в 1836 году, когда французский инженер Станислас Сорель запатентовал технологию горячего оцинкования. В России первые цеха горячего цинкования появились в конце XIX века на металлургических заводах Урала и в Петербурге. В XX веке развитие прокатного производства и электролитического цинкования сделало материал массовым.

¶Способы нанесения покрытия

Существует несколько основных технологий:

• Горячее цинкование — сталь погружают в ванну с расплавленным цинком при температуре около 450 °C. Покрытие получается прочным, толщиной 40–200 мкм, с образованием интерметаллических соединений цинка и железа.
• Гальваническое (электролитическое) цинкование — осаждение цинка из растворов солей под действием электрического тока. Покрытие тоньше (5–30 мкм), ровнее, но менее стойкое.
• Термодиффузионное цинкование — обработка изделий в порошковой смеси цинка при высокой температуре; применяется для крепежа и мелких деталей.
• Металлизация (газотермическое напыление) — распыление расплавленного цинка на поверхность; используется для крупногабаритных конструкций.

¶Свойства и характеристики

Цинк защищает железо двумя механизмами. Первый — барьерный: покрытие изолирует металл от агрессивной среды. Второй — электрохимический (протекторный): цинк имеет более отрицательный электродный потенциал, чем железо, и при повреждении покрытия разрушается сам, предохраняя основной металл. Это ключевое преимущество оцинковки перед, например, лакокрасочными покрытиями.

Основные характеристики:

Материал хорошо сваривается (с учётом мер защиты от паров цинка), штампуется, гнётся и окрашивается после специальной подготовки поверхности.

¶Виды продукции

Из оцинкованной стали выпускают:

• Кровельный лист — гладкий и профилированный (профнастил).
• Рулонную сталь — для дальнейшей переработки.
• Металлочерепицу — профилированные листы с полимерным покрытием поверх цинка.
• Трубы — водогазопроводные, профильные.
• Крепёж — болты, гайки, саморезы.
• Сетку, проволоку, ленту.

¶Применение

Оцинкованное железо используют в строительстве (кровля, фасады, водостоки, несущие конструкции), в сельском хозяйстве (емкости, кормушки, теплицы), в автомобилестроении (кузовные детали, топливные баки), в производстве бытовой техники (корпуса стиральных машин, холодильников), в электротехнике (кабельные лотки, заземлители). В России значительная часть оцинкованного проката производится предприятиями металлургической отрасли и идет на нужды строительного комплекса.

¶Ограничения и критика

Покрытие нестойко в кислых и щелочных средах, а также при контакте с медью и некоторыми другими металлами, ускоряющими коррозию. При нагреве выше 200–250 °C возможно отслаивание и потеря защитных свойств. Сварка оцинковки требует вентиляции из-за токсичных паров оксида цинка. Кроме того, цинк — невозобновляемый ресурс, а его добыча и переработка связаны с экологическими издержками.

¶Переработка

Оцинкованный лом перерабатывается в электродуговых печах; образующаяся цинксодержащая пыль улавливается и используется для повторного получения цинка. Раздельный сбор и переплавка позволяют снизить нагрузку на окружающую среду.

Источники: техническая документация по горячему цинкованию, ГОСТ 14918-80 (сталь тонколистовая оцинкованная), справочники по металловедению и защите металлов от коррозии.