Дефекти цинкового покриття: напливи, сіре покриття, відшарування, чорні плями

Як користуватися довідником

У цій статті зібрано дефекти, що виникають через підготовку поверхні, режим у ванні й роботу з виробом після занурення: напливи, чорні плями, бульбашки, сіре покриття, лущення та інші. Дефекти основного матеріалу й конструкції та корозію під час зберігання розібрано в статті Дефекти гарячого цинкування: причини й запобігання; там само описано, як утворюється якісне покриття.

Для кожного дефекту вказано ознаки, причини й спосіб запобігання. Прийнятну товщину й допуски на ремонт непокритих ділянок наведено в статті Товщина цинкового покриття за ДСТУ EN ISO 1461:2024, а як підготувати конструкцію до ванни, щоб уникнути більшості цих дефектів, — у статті Проєктування конструкцій під гаряче цинкування і в чек-листі підготовки.

Дефекти, пов’язані з підготовкою поверхні та ванною

Плоскі напливи (підтікання)

Ознаки: місця з потовщеним цинковим шаром у вигляді смужок над покриттям; в основі контуру можуть збиратися краплі.

Причини: швидкість виймання виробу не відповідає в’язкості розплавленого цинку; дрібні кристали залізо-цинкового шару, що виникли з солей заліза й окалини; занадто швидке виймання, особливо з алюмінієм; руйнування плівки оксиду алюмінію, наприклад від удару.

Як уникнути: ретельно змивати солі заліза після травлення, регенерувати флюс із високим вмістом заліза, не струшувати вироби під час виймання.

Краплинні напливи («сльози»)

Ознаки: краплі цинку, що застигли на виробі після виймання.

Причини: високий поверхневий натяг розплаву в місцях утворення оксиду цинку; оксид виникає від окалини, що лишилась на виробі.

Як уникнути: видаляти окалину з виробів; оксид цинку у ванні видаляють розкисленням.

Чорні плями

Ознаки: ділянки неправильної форми без цинкового покриття.

Причини: на поверхні були забруднення (формувальний пісок, залишки зварювання, шлак, мастило, фарба); вироби торкалися один одного під час занурення; флюс вигорів через перегрів під час сушіння.

Як уникнути: піщані та шлакові залишки видаляти дробоструменем, фарбу й мастило — знежиренням, не допускати склеювання деталей, замінювати відпрацьований флюс і не перегрівати його під час сушіння.

Роз’їдання

Ознаки: великі й глибокі руйнування виробу в сталях із високим вмістом сульфідів, оксидів і шлаків.

Причини: надто сильне травлення, під час якого кислота роз’їдає сульфіди й оксиди.

Як уникнути: скорочувати час травлення.

Здуття (бульбашки) під час травлення

Ознаки: невеликі підвищення на оцинкованій поверхні — відшарування покриття від сталі.

Причини: розшарування матеріалу під дією водню, характерне для сталей низької міцності; під час нагрівання в цинку водень виділяється у формі бульбашок.

Як уникнути: швидким і сильним травленням.

Воднева крихкість, уповільнене руйнування

Ознаки: деталь руйнується не одразу, а під навантаженням; на зламі видно зону початкового розтріскування; тріщини важко відрізнити від інших.

Причини: під час травлення водень проникає в сталь і накопичується на межах зерен; характерно для високоміцних болтів і зон термічного впливу зварних швів.

Як уникнути: високоміцні сталі краще травити в соляній кислоті високої концентрації (у сірчаній проникнення водню, навпаки, зростає з концентрацією).

Травильні та флюсові виділення

Ознаки: червоно-коричневі плями й патьоки на оцинкованій поверхні в місцях тріщин, раковин і пор.

Причини: залишки травильного й флюсового розчинів у порах і порожнинах виходять на поверхню; велика кількість може навіть корозійно руйнувати сталь зсередини.

Як уникнути: конструкція має дозволяти залишкам виходити під час цинкування; виріб не повинен мати пор.

Горбки

Ознаки: невеликі підвищення різної форми, окремо або групами.

Причини: домішки у ванні (гартцинк, сполуки алюмінію із залізом) осідають на виробі під час виймання; гартцинк виділяється, коли верх ванни холодніший за нижню частину.

Як уникнути: видаляти частинки з ванни, підтримувати рівномірну температуру, видаляти сполуки алюмінію із залізом із поверхні.

Свинцева піна

Ознаки: нерівні горби різної форми й розміру.

Причини: свинець відокремлюється від цинку й осідає на дно, окислюється, і після завершення плавлення насичений оксидом цинку свинець осідає на виробах.

Як уникнути: перемішувати вміст на дні ванни, щоб частинки спливли, і видаляти їх.

Зміна кольору покриття

Ознаки: ділянки або смуги іншого блиску й кольору, ніж біла плівка оксиду цинку; можуть з’явитись одразу або після витримки на повітрі; добре видно під кутом.

Причини: сліди сторонніх елементів у цинку (мідь, марганець, сурма) утворюють забарвлені оксиди.

Як уникнути: у ванну додавати цинк високої чистоти.

Краплі й патьоки

Ознаки: краплі або тонкі відкладення цинку; можуть бути всередині труб, особливо на зварній гратці.

Як усунути: патьоки видаляють вібрацією, краплі — механічно напилками чи щітками.

Зола й флюсові залишки

Ознаки: сірі або жовтуваті неметалеві відкладення оксиду й хлориду цинку; міцно прилипають, забиваються в кути виробу.

Як уникнути: ретельно прибирати золу з поверхні ванни перед вийманням і після нього; золу з кутів видаляють щіткою (можуть лишитися ділянки з легкою корозією).

Склеювання (контактні плями)

Ознаки: місця, де деталі, що цинкувались разом, склеїлись і після розділення покриття надірвалось.

Як уникнути: під час одночасного цинкування кількох деталей стежити, щоб вони не торкалися одна одної під час виймання з ванни.

Відбитки

Ознаки: вдавлені місця на поверхні цинку під механічною дією, форма залежить від інструмента чи предмета.

Як уникнути: не торкатися інструментом чи предметами незастиглого цинкового покриття.

Сіре покриття

Ознаки: тьмяне, одноманітне або світло-сіре покриття (цілком або лише в окремих місцях); складається тільки із залізо-цинкового сплаву без суцільного зовнішнього цинкового шару.

Причини: сталь із критичним вмістом кремнію (у сталях понад 0,2 % Si утворюється товсте сіре покриття), товстостінні вироби, а також надто повільне охолодження чи повторне підігрівання.

Як уникнути: у товстостінних виробів і сталей із критичним кремнієм запобігти важко; швидке охолодження після виймання може попередити сіре покриття.

Відшарування покриття

Ознаки: пошкодження, де цинкове покриття разом із залізо-цинковим сплавом відокремлюється від основи; виникає на товстому шарі сплаву, на дуже гладкій поверхні чи по контуру виробу.

Причини: удари, пружна або пластична деформація деталі, що створює напруження зсуву.

Як усунути: місце відшарування можна закрити цинквмісними лакофарбовими складами.

Лущення (відшарування верхнього шару цинку)

Ознаки: зовнішній шар цинку відокремлюється від залізо-цинкового сплаву під ним.

Причини: реакція цинку зі сталлю триває й нижче температури плавлення цинку; на межі шарів виникають пори (ефект Киркендалла). Трапляється, коли гарячі оцинковані вироби складають один на одного і вони повільно остигають, або коли конструкція довго працює за температури близько 200 °C; невеликий вміст свинцю в цинку сприяє дефекту.

Як уникнути: після цинкування охолоджувати виріб до температури нижче 200 °C; не використовувати оцинкований виріб за високої температури.