Как проверить качество оцинкованной стали

Популярность оцинкованного листа объясняется его доступной ценой и вполне соответствующим этой цене качеством, плюс – простота транспортировки, обработки и монтажа. Долговечность его не слишком велика – от 10 до 25 лет, если лист находится под постоянным атмосферным воздействием и в зависимости от толщины защитного слоя. Тем не менее, его широко используют в строительстве и машиностроении, а также в производстве строительных материалов (профнастила, кровельных элементов, водосточных труб, элементов ограждений и др.) и в производстве бытовой техники.

Что такое оцинковка

Чтобы сделать выводы о качестве оцинкованной стали, необходимо в общих чертах понимать, что из себя представляет цинкование  и от чего зависит качество полученной в результате продукции.

Цинкование – процесс образования защитного слоя на листах стали при помощи химического элемента – Zn (цинк). Цинк образует с железом гальваническую пару и, будучи переходным и более активным элементом, начинает окислятся первым. В результате получается прочная защитная оксидная плёнка, которая успешно противостоит проникновению влаги и механическим воздействиям. Более того, если оцинкованный лист получает незначительные механические повреждения (царапины), то цинк вступает в окислительную реакцию с кислородом и образуется новая оксидная плёнка. Поэтому считается, что оцинковка является самовосстанавливающейся защитой (определенный период времени, конечно).

В металлургии технология цинкования регламентируется несколькими нормативными документами, основными из которых являются – ДСТУ EN 10346 (Украина), ГОСТ 14918−80 (Россия, СНГ), ГОСТ Р 52246−04 (Россия)

Существует несколько способов цинкования:

Гальваническое (электролитическое) цинкование – способ, в результате которого металл, погруженный в электролит, покрывается слоем ионов цинка (цинк выступает в роли анода, находясь в составе электролитического раствора, через который пропускается ток). Достоинства этого метода в том, что себестоимость его невелика, слой оцинковки получается равномерный, эстетичный и не отслаивается. Недостатки – получается слишком тонкий защитный слой, всего 10-20 мкм, который к тому же плохо переносит механические нагрузки.

Горячее цинкование металла – повсеместно используемый в металлургии метод. Он сложен технологически, т.к. требует предварительной подготовки погружаемых в расплав цинка металлических изделий (обработка технологическими жидкостями, флюсом, подогрев металла). Ванны с расплавленным цинком находятся в герметичных печах, температура жидкого цинка держится на постоянном уровне 450°С. Достоинства этого способа – дешевизна, толстый защитный слой – от 40 до 200 мкм, высокая прочность и устойчивость к механическим воздействиям, высокая способность к самовосстановлению. К недостаткам можно отнести непрезентабельный, тусклый внешний вид, неравномерность толщины защитного слоя, невозможность получить тонкий защитный слой.

Метод холодной оцинковки – что называется, дешево и сердито. Суть метода – предварительно обработанная листовая сталь покрывается специальным составом, главным ингредиентом которого является цинковый порошок, образующий на поверхности защитный слой оксида цинка. Преимущества метода – дешевизна, простота, универсальность, возможность покрывать металл несколькими слоями. Недостатки – неравномерность нанесения состава, слабая прочность удержания цинкового слоя на стали, подверженность механическим повреждениям.

Термодиффузионный способ цинкования состоит в том, что листы металла помещаются в раствор порошкового цинка и выдерживаются в нём определенное время при температуре 260-450°С. Толщина защитного слоя может достигать от 20 до 100 мкм, в зависимости от времени протекания процесса. Достоинства метода – равномерный слой, прочное сцепление защитного слоя с металлом за счет процесса диффузии атомов цинка в кристаллическую решетку металла, высокая прочность и способность к самовосстановлению. Недостаток – сложность техпроцесса, высокая стоимость.  

Газотермический метод – поверхность металла раскаляется газовыми горелками и на неё под большим давлением производится напыление цинкового порошка. Толщина защитного слоя при первом напылении – 30-50 мкм. Процесс можно повторить и тогда толщина слоя будет больше. Преимущества метода в простоте технологии, относительной равномерности нанесения цинкового слоя, возможность производить оцинковку изделий без демонтажа, в рабочем порядке. К недостаткам относятся пористость получаемого защитного слоя, соответственно невысокая устойчивость к коррозии, низкая производительность процесса и пр.

Зная достоинства и недостатки разных методов цинкования, будет проще ориентироваться в качестве оцинкованных листов стали и соотносить их со своими потребностями. Но чаще всего производители используют метод горячего цинкования.

Критерии выбора оцинкованной стали

При выборе оцинкованной стали обычно обращают внимание на такой показатель, как толщина покрытия. По данному параметру оцинкованная тонколистовая сталь делится на три класса, согласно ГОСТ 14918-80:

  • 2 класс – толщина защитного слоя 10-18 мкм;
  • 1 класс – 18-40 мкм;
  • класс П – 40-60 мкм.

Химический состав покрытия также имеет значение.

Традиционно может наноситься цинковый слой  путём погружения листовой стали в расплав (в расплаве 99% цинка).

Ферроцинк образуется в результате обжига стали после погружения в расплав цинка. Защитный слой имеет более прочное сцепление с металлом. При эксплуатации в средней по агрессивности  среде оцинкованный лист с толщиной защитного слоя в 20-30 мкм прослужит до 30 лет.

Если в цинк добавляется алюминий и кремний, образующийся защитный слой будет крепче и срок службы его увеличивается лет на 10.

Критерии оценки качества оцинковки

При самостоятельной оценке качества оцинковки следует обратить внимание на следующие моменты:

  • равномерность защитного слоя – коррозия будет повреждать, прежде всего, поверхности необработанные;
  • неравномерность слоя по толщине – при проведении рукой по плоскости листа неровность поверхности ощущается. Именно эти участки в первую очередь разъест коррозия;
  • равномерность рисунка оцинкованной поверхности – она может быть разная, в зависимости от способа цинкования. Блестящая, матовая, разводами и пр., но главное, чтобы была одинаковой по всей площади листа;
  • отсутствие явных дефектов производства – раковин, вздутий, пористостей и пр.;
  • толщина покрытия – определить её могут автолюбители с помощью прибора для определения степени антикоррозионной обработки автомобиля. Такой прибор можно приобрести в автомагазине;
  • степень сцепления защитного слоя с металлом можно определить, попробовав удалить оцинковку с поверхности листа металлической щеткой или любым режущим инструментом. При хорошем качестве защитный слой не отслоится, а царапины вскоре «зарастут».

Такой визуально-тактильный контроль качества не гарантирует правильной оценки. Для этого существуют лабораторные методы, требующие специального оборудования и потому рядовому потребителю не доступны. И тем не менее, перечислим их.

Лабораторные методы проверки качества оцинковки:

  • замеры магнитного сопротивления по площади листа магнитным толщиномером;
  • изучение среза оцинкованного листа под микроскопом;
  • химический анализ расплава образца;
  • гравиметрический метод предусматривает снятие защитного слоя в растворе хлористой сурьмы и сравнение масс образца до снятия и после снятия;
  • метод нанесения царапин с целью определения степени сцепления защитного слоя с металлом;
  • нагрев образца при температуре 190°С в течение часа. На поверхности листа не должны появиться вздутия.

Так, как же купить качественную оцинкованную сталь? Правильным будет ориентироваться на марку производителя. Например, продукция ООО МЕТИНВЕСТ, украинского металлургического холдинга, отличается неизменно высоким качеством – https://metinvest-smc.com/ua/products/list-otsinkovannyy/thickness;0-45/