UKR| RUS

Дефекты горячего цинкования


Оборудование заводов горячего цинкования


Содержание


Безупречное цинкование

Безупречное горячее цинкование означает погружение готовых деталей, на которых нет дефекта, в расплав цинка. В результате на стальной или чугунной поверхности образуются слой железо-цинкового сплава и, находящегося поверх него, слой цинка. При горячем цинковании  толстостенных  изделий или изделий из марок стали, которые быстро вступают в реакцию в расплавленном цинке, цинковое покрытие состоит только из слоя железо-цинкового сплава. Во время горячего цинкования в ванне с алюминием, этот слой подавляется, и покрытие состоит только из внешнего цинкового слоя.

Формирование

При погружении изделий из стали или чугуна в сплав цинка, как правило, на верхней поверхности образуется толстый слой железо-цинкового сплава. При вынимании изделия из ванны горячего цинкования, поверх железо-цинкового сплава ложится тонкий слой расплавленного цинка, который застывает после охлаждения изделия. Во время охлаждения деталь преобразовывается за счет увеличения толщины сплава. У деталей с большой теплоемкостью, как правило, внешний слой цинка полностью исчезает и цинковое покрытие состоит только из слоя железо-цинкового сплава. В стальных конструкциях, с содержанием кремния от 0,03% до 0,12% и выше 0,2% может образовываться рыхлый слой вместо плотного слоя железо-цинкового сплава. Он увеличивается, в зависимости от длительности погружения. Такая быстрая реакция ведет к тому, что образуется толстое цинковое покрытие, вследствие которого внешний цинковый слой отсутствует из-за увеличения слоя сплава во время охлаждения изделия.
Во время горячего цинкования в расплавленном цинке с содержанием алюминия около 0,07% образование слоя железо-цинкового сплава замедляется. На месте обычных слоев, в зависимости от содержания алюминия, температуры и длительности погружения, образуются очень тонкие слои алюминий-содержащих соединений железа и цинка или железо-алюминиевых соединений.  Алюминиевые покрытия такого вида значительно тоньше и состоят главным образом из внешнего цинкового слоя.

Распознавание

После горячего цинкования поверхность изделия блестит. На верхней поверхности можно четко  увидеть затвердевание верхнего слоя цинка в виде листков папоротника. В поперечном разрезе через такие покрытия можно увидеть на стальной поверхности слой железо-цинкового сплава и прилегающий сверху внешний слой цинка.

На деталях  с переменной толщиной места с более большей теплоемкостью при цинковании становятся серыми, вследствие проникновения слоя железо-цинкового сплава.

Во время цинкования стальных конструкций с критичным содержанием кремния часто можно увидеть это серое покрытие, так как эти стальные конструкции очень быстро взаимодействуют с цинком и поэтому очень трудно избежать проникновения слоя железо-цинкового сплава во время охлаждения. В поперечном разрезе стальных конструкций с критичным содержанием кремния от 0,03% до 0,12% можно увидеть много мелких кристаллов фазы, которые находятся в сплаве цинка. Если содержание кремния превышает 0,2%, кристаллы больше по размеру, наряду с этим можно увидеть образование у подложки стали тонкого слоя с мелкими кристаллами фазы, кристаллы окружены цинком.
Во время горячего цинкования во время непрерывного процесса в ванну добавляют небольшое количество алюминия. Когда слой цинка застывает образуются узоры в виде листов папоротника. В поперечном разрезе сквозь такое цинковое покрытие из-за замедляющего действия алюминия можно увидеть тонкий слой железо-цинкового сплава и прилегающий сверху цинковый слой.

Трещины на цинкуемом изделии

Эти трещины уже имеются на изделиях, подлежащих оцинкованию.

Иногда случается, что трещины на цинкуемом изделии можно не заметить. В большинстве случаев речь здесь идет о трещинах, которые возникают в результате закалки металла.

Трещины, которые были на изделии до горячего цинкования, можно заметить только уже после него. Эти трещины не полностью заполнены соединениями цинка и железа. В поперечном разрезе можно увидеть, что боковая поверхность трещин будет покрыта окалиной. Трещины на цинкуемом изделии можно перепутать с трещинами, возникшими в результате охрупчивания, у которых даже самые маленькие разрывы заполнены соединениями цинка и железа.

Материал с трещинами должен быть отбракован до проведения горячего цинкования.

Охрупчивание материала, вызванное искусственным старением

Этот дефект обозначает изменение механических свойств цинкуемого изделия, возникшее под воздействием тепла во время горячего цинкования.

Прежде всего, искусственное старение встречается у деталей, подвергающихся холодной деформации (механическое старение) или быстро остужаемых (при закалке) изделий (старение при закаливании). Искусственно состаренные детали могут разломаться под воздействием механического напряжения без деформации.

Под влиянием тепла во время горячего цинкования, цинкуемое изделие в следствии синтетического старения может стать хрупким. Эта хрупкость может быть настолько сильной, что во время строительства или при использовании этих деталей, они могут ломаться. Прежде всего, это встречается, когда детали резко подвергаются напряжению при низкой окружающей температуре.

Хрупкое разрушение, возникшее в следствии искусственного старения цинкуемого изделия, можно легко распознать.

Хрупкое разрушение вследствие искусственного старения не могут быть перепутаны с другими дефектами.

Хрупкое разрушение вследствие искусственного старения встречается только у деталей, состоящих  из кипящей стали. При использовании спокойной стали влияние перепада температуры настолько сильно уменьшается, что опасность возникновения разрыва при горячем цинковании, несмотря на искусственное старение детали, практически исключена.

Охрупчивание материала, вызванное внутренними напряжениями в детали

Охрупчивание металла возникает в изделиях во время их цинкования. Трещины появляются всегда вдоль поверхности детали и заполнены цинком и железо-цинковым сплавом.

Охрупчивание металла развивается  тогда, когда у изделия возникают внутренние  напряжения при растяжении, которое превышает определенный уровень, и до горячего цинкования эти напряжения небыли сняты. При попадании на поверхность изделия жидкого цинка при достаточно высоком напряжении он проникает к границам зерен и вызывает  растрескивание. Это ведет к разрыву изделия вдоль границы зерен.

Разрывы легко определить визуально невооруженным взглядом.

Разрывы можно перепутать с трещинами, которые уже есть на цинкуемых изделиях. В целом, трещины такого вида не до конца заполнены соединениями железа и цинка. Кроме того, трещины могут возникнуть в результате гибки детали, которые трудно отличить от разрывов.

Во избежание растрескивания, до цинкования, в изделиях необходимо  снижать внутренние напряжения.

Поводки и искривления

Искривление означает изменение формы и размеров оцинкованных изделий при горячем цинковании. Сильное искривление может привести к возникновению трещин в цинкуемых изделиях.

Искривление вызывается остаточным напряжением. Однако к искривлению может привести и неправильное опускание изделия в ванну цинкования.

Искривленные части оцинкованных изделий могут быть легко обнаружены.

Искривление нельзя перепутать с другими дефектами. Лишь при возникновении трещин  в изделии они могут быть приняты за разрывы.
Часто рекомендуется, как можно быстрее погружать цинкуемое изделие в ванну цинкования.

Трещины в виде сетки

Такие трещины проходят от нижнего слоя стальной конструкции до ее поверхности и имеют вид сетки. Они встречаются только в сечениях холоднокатаных тонкостенных кремний-содержащих сталей. Трещины открыты с одной стороны и  пронизывают  слой железо-цинкового сплава до цинковой поверхности.

Такие трещины могут возникнуть на цинковом покрытии таких сталей во время затвердевания цинка, за счет проникновения (прорастания) железо-цинкового слоя в различных направлениях. Это может привести к разрыву поверхности.

Трещины в виде сетки легко распознать. В поперечном разрезе можно увидеть трещину, которая проходит от основного материала до поверхности, а на поверхности снова может сужаться.

Трещины в виде сетки нельзя перепутать с другими дефектами.
Холоднокатаные тонкостенные кремний-содержащие стали должны быть подвержены отжигу  перед горячим цинкованием для уменьшения внутренних напряжений, и для того чтобы избежать при цинковании появления поводок, искривления и трещин в виде сетки .

Шероховатое покрытие

К таким покрытиям относят цинковые покрытия, имеющие шероховатую (грубую) поверхность.

Причиной возникновения грубых покрытий является шероховатость поверхности цинкуемых изделий. После горячего цинкования таких изделий  шероховатость  поверхности не уменьшается, а увеличивается.

Другой причиной образования шероховатых покрытий цинкуемого изделия является то, что слой железо-цинкового сплава быстрее образуется на возвышенной поверхности, чем в углублениях.

Неравномерное стекание жидкого  цинка с оцинкованного изделия также может привести к образованию шероховатого покрытия на внутренней поверхности.

Шероховатые покрытия легко отличить от других видов брака цинкового покрытия.

При большой площади оцинкованного изделия, можно увидеть равномерную шероховатую поверхность. Вследствие неравномерного стекания цинка в большинстве случаев шероховатые покрытия возникают локально на ограниченных участках. Часто наблюдается, что слой железо-цинкового сплава локально внедряется (прорастает) в цинковый слой.

Шероховатые покрытия легко отличить от других видов брака. Причину возникновения покрытия в виде точечных возвышений можно отличить от других видов покрытия (например от чешуек) только с помощью металлографических исследований.

Если у цинкуемого изделия большая шероховатая поверхность, то при цинковании образуется шероховатое покрытие. Причины неравномерного образования слоев железо-цинкового сплава до конца еще не выявлены. Частично это может возникать при критичному процентном содержании кремния и фосфора в различных местах  на верхней поверхности изделия.

В некоторых случаях за счет отжига верхней поверхности слоя возможно подавление роста железо-цинкового сплава.
В некоторых случаях возможно при помощи отжига верхней поверхности стали перед горячим цинкованием добиться образования гладкой оцинкованной поверхности.

Полосчатое покрытие (волнистое)

Полосчатые покрытия имеют в определенном месте параллельные тонкие или толстые полосы различной длины и ширины. Они встречаются только в цинкуемых изделиях и располагаются всегда в направлении прокатки.

Причиной возникновения полос является взаимодействие кристаллической структуры верхнего слоя поверхности цинкуемого изделия с расплавом цинка  и сам химический состав слоев. Небольшое изменение на поверхности детали во время механической обработки, например точение или полировка приводит к образованию полосчатых возвышений и впадин. Они могут возникнуть в стальных конструкциях, когда верхняя поверхность цинкуемого изделия локально повреждена. В этом случае на этих местах образуются толстые и пронизанные слоем железо-цинкового сплава слои, которые возвышаются над поверхностью в виде полосчатых возвышений.

С другой стороны, небольшие повреждения и сильная холодная деформация верхнего слоя поверхности в стальных конструкциях в зоне наклепа т.е. с маленьким содержанием кремния, между 0,03 и 0,06% могут привести к тому, что на этом месте образуется плотный цинковый слой, в то время как на оставшейся поверхности образуется рыхлый слой железо-цинкового сплава. Поврежденная поверхность рассматривается в этом случае как полосчатое углубление.

Полосчатые уплотнения легко распознать, так как они имеют хорошо выраженную границу и возвышаются над поверхностью. В поперечном разрезе видно разрыхленный железо-цинковый сплав. Подобное явление похожи на  царапины.

Полосчатые углубления в большинстве случаев расположены беспорядочно. В поперечном разрезе видно плотный железо-цинковый слой в углубленных местах. Под ними заметна холодная деформация верхнего слоя изделия в  неоцинкованном состоянии, которую можно увидеть на деталях, которые еще не оцинкованы.

Полосчатые уплотнения и углубления не перепутаешь с другими дефектами. Однако, иногда прямые полосы (подтеки цинка в виде полос) можно перепутать с полосчатыми уплотнениями. Различить эти дефекты можно только при помощи металлографического исследования.

Причины возникновения такого дефекта до конца еще не выяснены. В некоторых случаях, возможно, с помощью отжига верхней поверхности сплава приостановить нерегулярный рост железо-цинкового сплава. Также отжиг цинкуемого изделия (стали) в некоторых случаях ведет к тому, что во время горячего цинкования можно избежать на поверхности образований уплотнений и углублений.

Дефект в виде чешуйчатого отслоения

В большинстве случаев отслоения сами по себе плоские, располагаются на верхней поверхности прокатного изделия. После горячего цинкования края отслоений становятся более заметными на верхней поверхности цинкуемого изделия.

Отслоения возникают во время проката материала. Во время горячего цинкования жидкий цинк проникает в края между покрытием и основным материалом и образование слоя железо-цинкового сплава ведет к тому, что эти края начинают подниматься от основного материала.

Отслоения можно легко распознать. В зависимости от размера покрытия различают большие отслоения в виде язычков или в виде полосок и точек. В поперечном сечении можно увидеть такие отслоения, которые приподняты и  окружено слоем железо-цинкового сплава.

Отслоения в виде точек и полосок можно перепутать со вздутиями (буграми). Шероховатое покрытие с точечными возвышениями может быть принято за отслоение.

Перед горячим цинкование этот дефект с прокатного изделия надо механически удалять.

Если эти отслоения мелкие, то иногда их можно удалять  с помощью отжига.

Дефект в виде заусенцев

Дефект в виде заусенцев представляет собой тонкие и в большинстве случаев длинные частички, которые при производстве цинкуемого изделия выдавливаются из него или прикрепляются к нему. В зависимости от причины их возникновения различают заусенцы, возникшие во время сварки, гравировки, выдавливания или фрезерования. Они более заметны после горячего цинкования.

При производстве стальных изделий заусенец может отрываться от верхней поверхности и к ней прилипать. Во время травления перед горячим цинкованием он отпадает и во время цинкования из-за образования слоя железо-цинкового сплава он отпечатывается. Отделенные частички отпавших заусенцев плавают в ванне цинкования и могут прикрепляться на разных местах цинкуемого изделия.

Этот дефект имеет форму вздутых линий или похож на плоские линии. Этот дефект нельзя перепутать с другими дефектами, однако плавающие кромки (заусенцы)  можно принять за кислотную коррозию (разъедания).

Перед горячим цинкованием, с цинкуемых изделий неоходимо механически удалять стружку. Только свободно прилипшую стружку иногда можно удалить с помощью быстрого травления или отжига цинкуемого изделия.

Подгар при цинковании чугуна

Этот дефект характеризует грубое, шероховатое и неравномерное цинковое покрытие, иногда с черными точками. Иногда на краях оцинкованных изделий образуются вспучивания.

Причиной появления подгара является окисление чугунных изделий во время закалки, проводимой до цинкования. Появление мельчайших окисленных частиц ухудшает процесс цинкования и приводит к образованию на чугунных изделиях грубого и шероховатого покрытия. Во многих случаях подгорелый слой на кромках чугунных изделий вспучивается и отслаивается.

Подгар при цинковании чугуна имеет шероховатое покрытие, которое пронизано черными пятнами.  Иногда на краях образовываются вспучивания. Точное определение возможно только с помощью металлографического исследования, позволяющие выявлять мельчайшие окисленные частицы в поверхностном слое чугунного изделия.

Этот дефект хорошо отличим от других видов брака.
При появлении подгара нужно обратить  внимание на то, что частицы начинают окисляться изнутри.

Плоские наплывы (подтеки)

Наплывы и подтеки представляют собой места с утолщенным цинковым слоем, который возвышается над  покрытие и имеет форму полосок. В основании края подтеки могут собираться в виде капель.

Плоские наплывы возникают тогда, когда скорость вынимания цинкуемого изделия из ванны цинкования не совпадает с вязкостью расплавленного цинка. Вязкость расплавленного цинка очень сильно увеличивается вследствие наличия мелких кристаллов слоя железо-цинкового сплава, так что стекание расплавленного цинка больше невозможно. Кристаллы такого вида возникают во время реакции цинка с солями железа, а также с мелкими частицами окалины. В связи с этим образованные наплывы содержат очень много таких мелких кристаллов и иногда даже образуются пузыри (пустоты и раковины) на верхней поверхности цинкового слоя из-за не полностью испарившегося флюса.

Слишком быстрое извлечение изделий из ванны нарушает равномерность стекания жидкого цинка с них, что также приводит к образованию плоских наплывов. Это происходит главным образом при цинковании с добавкой алюминия. Образующаяся на поверхности покрытия токая пленка окиси алюминия может легко разрушаться, например от удара, и слой жидкого цинка под пленкой начинает стекать неравномерно, что и приводит к появлению плоских наплывов.

Таким образом, оксиды, в особенности оксиды алюминия, которые образуются на верхней поверхности расплавленного цинка, влияют на образование наплывов. Этот твердый слой может разорваться при легкой тряске, когда цинкуемое изделие вытаскивают из ванны, при этом находящийся сверху еще жидкий расплавленный цинк приобретает форму подтеков. В этом случае, наружный  слой покрытия цинка содержит незначительное количество или вообще не содержит железо-цинковых кристаллов.

Плоские наплывы можно легко распознать, но иногда этот дефект может быть принят за полосчатое покрытие.

Причину образования плоских наплывов, а также степень наличия в слое покрытия железо-цинковых кристаллов можно установить с помощью металлографических исследований.

После травления на изделии, подлежащем оцинкованию, могут оставаться соли железа, которые также могут привести к образованию плоских наплывов. Для недопущения этого перед флюсованием они должны быть удалены (тщательно смыты). А флюс  с высоким содержанием железа необходимо регенерировать.

Изделия при вынимании из ванны цинкования не рекомендуется трясти.

Капельные наплывы - "слезы"

Дефект «слезы» представляет собой капли жидкого цинка, которые возникают на поверхности  извлекаемых из ванны цинкованных изделий и затем затвердевают.

«Слезы» возникают вследствие высокого поверхностного натяжения расплавленного цинка, что ухудшает его равномерное стекание с изделий. Поверхностное натяжение расплава сильно увеличивается в местах образования окиси цинка.

Оставшаяся на поверхности  оцинкованного изделия  окалина, может служить причиной образования окиси цинка.

Дефект «слезы» легко определить визуально. Дефект «слезы» легко отличить от других видов брака на оцинкованных изделиях. Окись цинка в ванне цинкования может быть удалена с помощью раскисления. Оставшаяся на поверхности оцинкованных изделий окалина, приводящая к образованию слез, должна быть удалена.

Черные пятна

Черные пятна на поверхности оцинкованных изделий представляют собой участки неправильной формы без цинкового покрытия.

Черные пятна образуются на тех участках поверхности изделий, которые во время цинкования не вступают в контакт с расплавленным цинком. Трудности возникают всегда в том случае, если стальная поверхность не чистая или загрязняется перед горячим цинкованием.

Черные непокрытые участки возникают в результате наличия на поверхности цинкуемых изделий различных загрязнений(формовочного песка, остатков сварки, шлака, смазки, краски и др.)

Черные пятна появляются при соприкосновении оцинкованных изделий во время горячего цинкования, так как находящаяся во флюсе влажность  (в местах склеивания) приводит к окислению поверхности.

Иногда черные пятна возникают тогда, когда флюс выгорает.

Черные пятна легко распознать на поверхности оцинкованных изделий и отличить от других видов брака.

Формовочный песок и шлаки должны быть удалены перед травлением с поверхности оцинкованных изделий  при помощи дробеструйной обработки. Кроме того, поверхность оцинкованного изделия перед травлением должна быть очищена подходящим средством от краски и смазки путем органического обезжиривания. Надо избегать склеивания деталей при погружении их в ванну с цинком. Использованный флюс, который приводит к образованию черных пятен, нужно заменить. Нужно также обратить внимание на то, что при сушке флюс нельзя сильно нагревать, т. к. он выгорает.

Разъедание, коррозия

Разъедание представляет собой большие и глубокие разрушения цинкуемого изделия. Они встречаются у изделий из стали с высоким содержанием сульфида или высоким содержанием оксидов и шлаков.

Разъедание может возникнуть вследствие сильного травления, когда сталь сама разлагается. Сульфиды и оксиды, которые проникают на поверхность обрабатываемой детали, при травлении разъедаются кислотой и отделяются так, что это может привести к разрушению цинкуемого изделия.

Этот дефект можно легко распознать. В поперечном разрезе можно увидеть располагающиеся вдоль сульфиды и последующее разъедание кислотой, которое может привести к полному отделению отдельных областей обрабатываемой детали.

Разъедание нельзя перепутать с другими дефектами. Однако их можно перепутать с заусенцами. Точное определение возможно только с помощью металлографического исследования.

Глубокие разъедания можно предотвратить, уменьшив время травления.

Вздутия (пузыри), возникающие во время травления

Пузыри представляют собой небольшие возвышения на оцинкованной поверхности, образовавшиеся в результате отслоения покрытия от стальной поверхности. Дефект материала, который появляется на поверхности оцинкованного изделия в качестве вздутий из-за расслаивания материала под влиянием водорода. Пузыри встречаются только в стальных изделиях с низкой прочностью.

Пузыри возникают тогда, когда атомарный водород превращается в молекулярный водород, который адсорбируется стальной поверхностью или скапливается вокруг различных загрязнений на поверхности. При повторном нагреве, во время горячего цинкования, этот водород выделяется в форме пузырей, вызывая отслоение цинкового покрытия.

Пузыри можно легко заметить. В поперечном разрезе можно увидеть трещины материала  в виде эллипса.

В принципе, пузыри нельзя перепутать с другими дефектами. При охлаждении оцинкованных изделий в горячей воде, возникшие пузыри на цинковом покрытии можно спутать с пузырями, возникшими во время травления.
Избежать появление пузырей можно быстрым и сильным травлением.

Водородная хрупкость, замедленное разрушение

Водородная хрупкость возникает в результате повреждения цинкуемого изделия водородом, который во время травления проникает в изделие и во время горячего цинкования в  большей степени не выходит обратно. Если хрупкие детали подвергаются напряжению при растяжении, то под воздействием водорода они могут ломаться.

Во время травления водород проникает в стальную конструкцию в атомарной форме и скапливается на границе зерен и там частично превращается в молекулярный водород. Это ведет к хрупкости стальной конструкции. Присоединению водорода  очень сильно содействует сероводород, который возникает в результате воздействия сульфидов во время травления.  Хрупкие детали, под воздействием напряжения через некоторое время могут сломаться. Это замедленное разрушение встречается только тогда, когда для соответствующей стальной конструкции происходит превышение критической комбинации напряжения и концентрации водорода. Это встречается только, исключительно у деталей, сделанных из стали, которая улучшает твердость металла, например у высокопрочных болтов или у деталей с твердой кристаллической структурой, например зона термического влияния сварочных швов.

Замедленное разрушение, возникающее в результате водородной хрупкости отличается тем, что на разрушенной поверхности можно увидеть область начального растрескивания  и трещину. Трещина в области начального растрескивания проходит в большинстве случаев по границе кристаллов. На границе зерен часто можно видеть тонкие (волосяные) линии.

Возникшие из-за водородной хрупкости трещины очень трудно отличить от других трещин.
Проникновение водорода в изделие меньше при травлении раствором  соляной кислоты с большой концентрацией, чем в растворе с меньшей концентрацией кислоты.  Поэтому детали из стали с большей прочностью, по возможности, должны быть протравлены в соляной кислоте с большой концентрацией, чтобы предотвратить возникновение водородной хрупкости и вследствие этого разрушение детали. Во время травления в серной кислоте проникновение водорода происходит, наоборот, с возрастающей концентрацией.

Травильные и флюсовые выделения

Травильные и флюсовые выделения могут появляться на оцинкованных изделиях в местах трещин, раковин или пор. Вследствие того, что эти выделения содержат соли железа, на оцинкованных изделиях появляются пятна красновато-коричневого цвета. В процессе горячего цинкования, трещины, раковины и поры цинкуемых изделий  могут содержать небольшие количества травильного или флюсового растворов, которые затем остаются  и после процесса цинкования. После цинкования эти остатки воздействуют изнутри на цинковое покрытие и сталь и в конечном итоге выходят на поверхность через поры в покрытии, образуя красно-коричневые подтеки. Большое количество травильного или флюсового раствора может так сильно повлиять на оцинкованное изделие, что сама сталь может подвергаться местному разрушению за счет коррозии.

Остатки травильного и флюсового растворов легко распознать также как и оцинкованное изделие, которое разрушается изнутри из-за остатков травильного и флюсового растворов.

Остатки травильного и флюсового растворов легко отличить от других дефектов на оцинкованных и изделиях.
Во избежание попадания остатков травильного и флюсового растворов в оцинкованное изделие, конструкция должна быть такова, чтобы во время цинкования эти остатки выходили на поверхность. Кроме того оцинкованное изделие не должно содержать пор.

Бугорки

Бугорки представляют собой небольшие возвышения на оцинкованной поверхности различного размера и формы. Они могут располагаться отдельно или группами.

Бугры образуются в тех случаях, когда в ванне цинкования накапливаются различные примеси, которые осаждаются на поверхности цинкуемых изделий.

В ванне плавают мелкие частички  и при вынимании  оцинкованного изделия они прикрепляются на ее поверхность и могут рассматриваться как  вздутия. Если эти частички твердые, то в большинстве случаев речь здесь идет о гартцинке самой ванны. Кроме того плавающие частички гартцинка и соединение алюминия с железом могут также привести к образованию бугорков.

То есть примеси, имеющие небольшую плотность, всплывают на поверхность и могут быть удалены. Поэтому образование бугров в первую очередь связано с крупными примесями, которые медленно всплывают на поверхность.

Бугорки можно легко определить визуально. Для определения видов этих частичек, которые приводят к образованию бугров, нужно проводить дальнейшие исследования.

Бугорки можно перепутать с шероховатой поверхностью.
Во избежание образований вздутий (бугорков) на цинкуемом изделии, эти частички надо из ванны удалять. Плавающие частички гартцинка возникают тогда, когда температура верхней части ванны прохладней, чем во внутренней. В этом случае, кристаллы гартцинка выделяются в той части ванны, где более прохладно и приклеиваются на цинкуемое изделие. Чтобы этого избежать, надо переключить температуру в ванне. В алюминий-цинковом сплаве образующиеся соединения алюминия и железа должны быть удалены с поверхности ванны.

Свинцовая пена

Свинцовая пена представляет собой неровные бугры различной формы и размера на поверхности цинкуемого изделия.

Свинцовая пена образуется в процессе плавления цинка, затем свинцовая составляющая отделяется от расплавленного цинка и оседает на дно ванны цинкования.  Затем происходит окисление цинка в свинцово-цинковой смеси, что вызывает снижение плотности этой смеси. После завершения процесса плавления, насыщенный окисью цинка свинец постепенно осаждается на поверхность цинкуемых изделий, что приводит к образованию бугров.

Бугры легко распознать визуально. Заключение о том, что причиной   образовании бугров можно является свинцовая пена, можно сделать только после металлографических исследований. Бугры можно легко отличить от других дефектов на оцинкованных изделиях.

После завершения процесса плавления цинка насыщенный окисью цинка свинец постепенно осаждается на поверхность цинкуемых изделий, что приводит к образованию бугров и чтобы этого избежать,  содержимое на дне ванны нужно перемешать, чтобы частички всплыли на поверхность и их можно было бы удалить.

Изменение цвета покрытия

Изменение цвета поверхности наблюдается в тех местах, где блеск и цвет оцинкованной поверхности отличается от обычного внешнего вида пленки белой окиси цинка, покрывающей оцинкованную поверхность. Места с измененным цветом покрытия могут иметь вид площадок различной формы или изогнутых полос. Изменение цвета покрытия может возникнуть сразу же после цинкования, а также после выдержки оцинкованных изделий в атмосферных условиях.

Причиной изменения цвета покрытия является наличие в расплавленном цинке  следов посторонних элементов, которые образуют окрашенные окислы (например медь, марганец  и сурьма). Эти элементы могут также окисляться как и цинк на поверхности ванны цинкования, образуя свои окисные пленки, которые потом оседают на поверхность цинкуемых деталей при их извлечении из ванны цинкования.

Участки с измененным цветом покрытия легко обнаружить, если на оцинкованное изделие смотреть под углом.

Этот дефект легко отличить от других дефектов на оцинкованной поверхности.

Чтобы избежать изменение цвета покрытия, в ванну цинкования добавляют цинк высокой чистоты.

Капли и подтеки

Капли и подтеки являются каплями цинка или тонкими отложениями из цинка, которые остаются на поверхности оцинкованных изделий, после извлечения их из ванны цинкования и стекания цинка. Подтеки могут появляться на внутренней стороне труб, особенно на сварочном грате.

Капли и подтеки возникают вследствие остатка цинка на оцинкованных изделиях. Форма и размер капель и подтеков зависят от количества стекающего и расплавленного цинка.

Их легко определить визуально. Их легко отличить от других видов брака.

После использования вибрации для удаления подтеков на оцинкованных изделиях, оставшиеся капли удаляются механически с помощью напильников или щеток.

Зола и флюсовые остатки

Зола и  флюсовые остатки на цинковом покрытии бывают серого или желтоватого цвета и являются неметаллическими отложениями, состоящие из окиси цинка и хлористого цинка.

Зола и флюсовые остатки при вынимании цинкуемого изделия из  ванны цинкования крепко на него прилипают. Флюс забивается в уголки и края цинкуемого изделия и отделяется только тогда, когда изделие вынимают из ванны.

Золу и флюсовые остатки легко распознать.

С другими дефектами ее не перепутаешь.
Золу и флюсовые остатки надо тщательно  убирать с поверхности ванны цинкования перед и после вынимания цинкуемого изделия. Остатки золы из углов цинкуемого изделия можно удалить с помощью щетки. При этом могут остаться места, на которых слегка видно коррозию.

Склеивания (контактные пятна)

Дефект  представляет  собой склеенные места цинкуемых частей, которые разрываются после затвердевания поверхности. При этом поверхность одной части разрывается локально, в большинстве случаев включая слой железоцинкового сплава, и прикрепляется к другой.

Склеивания появляются при одновременном цинковании нескольких изделий. И после извлечения   их из ванны цинкования, после затвердевания расплавленного цинка происходит склеивание покрытий и после отделения изделий друг от друга может происходить отрыв покрытия.

Склеивания легко распознать. В поперечном разрезе видно отслоение слоя железоцинкового сплава одного изделия и прилипание его к наружному слою цинкового покрытия другой детали.

Склеивания легко отличить от других видов дефектов.
При одновременном цинковании нескольких деталей, нужно обратить внимание на то, чтобы они не соприкасались друг с другом при извлечении их из ванны.

Отпечатки

Отпечаток это место, на котором вдавливается поверхность цинка под механическим воздействием.

Форма и размер отпечатков зависит от изделия или от вида ударяющего предмета.

Отпечатки возникают тогда, когда инструменты воздействуют еще на вязкий слой железо-цинкового сплава. Кроме того инструменты, после вынимания изделия из ванны, оставляют отпечатки на еще не полностью застывшем цинковом покрытии.

Отпечатки легко распознать визуально. В поперечном разрезе видно локально поврежденный цинковый слой.

Отпечатки нельзя перепутать с другими дефектами.
Чтобы предотвратить появление отпечатков нельзя дотрагиваться инструментами или другими предметами до еще   не застывшего цинкового покрытия.

Серое покрытие

Серые цинковые покрытия - это покрытия, имеющие однообразный тусклый или иногда светло-серый цвет. Оцинкованные изделия могут быть полностью серого цвета, но бывает, что серый цвет появляется только в определенных местах покрытия изделия.  Серое покрытие состоит из слоев желе-зоцинкового сплава, содержащих мельчайшие частицы цинка. В таких покрытиях отсутствует непрерывный ровный наружный слой цинка.

Главным образом они появляются на цинковом покрытии с критичным содержанием кремния.

Серое покрытие появляется сразу после извлечения изделия из расплава за счет образования железо-цинкового сплава. Также, цинковое покрытие может превратиться в серое в том случае, если охлаждение извлеченного из ванны изделия будет проходить слишком медленно. Прежде всего, это возможно только при реактивных стальных конструкциях с содержанием кремния и толстостенных цинкуемых изделиях.

При цинковании стали, содержащей кремний (более 0,3% кремния), образуются разнообразные быстро растущие слои железо-цинкового сплава. В таких случаях образуется толстое серое цинковое покрытие.

Различное содержание кремния в металле составных частей металлоконструкций  может служить причиной  появления на некоторых частях серого цинкового покрытия, хотя вся конструкция при этом и сохраняет блестящий вид.

Постепенное охлаждение или повторный нагрев могут служить причиной появления отдельных областей (пятен и точек) с серым покрытием.

Серые цинковые покрытия легко отличимые от других дефектов. В поперечном срезе видно покрытие, которое состоит только из слоя железо-цинкового сплава.

Серые покрытия нельзя перепутать с другими дефектами.

В толстостенных цинкуемых изделиях и в стальных  конструкциях с критичным содержанием кремния серые покрытия трудно предотвратить. Благодаря быстрому охлаждению оцинкованного изделия, после того как его вынут из ванны цинкования, образование серого покрытия может быть предотвращено.

Отслоения

Отслоения представляют собой повреждения на цинковом покрытии, на которых само цинковое покрытие, включая также железо-цинковый сплав, отделяется от нижнего основания. Они возникают, главным образом, на оцинкованной поверхности с толстым слоем железо-цинкового сплава, на цинкуемом изделии с очень ровной поверхностью или по краям самого изделия.

Отслоения образуются в результате ударов или вследствие  упругой или пластичной необратимой деформации обрабатываемой детали. При этом слой железо-цинкового сплава может надорваться и отделиться от нижнего основания, если между ними образовывается напряжение сдвига  достаточной величины. Локальная упругая деформация стальной конструкции под трещинами в слое железо-цинкового сплава также способствует отделению цинкового покрытия.

Отслоения легко распознать. На образце можно увидеть надорванный и отделяемый от нижнего основания  слой железо-цинкового сплава, который не распадается за счет, лежащего сверху, цинкового сплава. Вследствие искривления можно заметить упругую деформацию в нижнем основании, под трещиной, в слое железо-цинкового сплава.

Отслоения можно перепутать со сколами.

Легкие сколы на краях цинкуемого изделия не всегда можно предотвратить, если изделие во время транспортировки или при дальнейшей обработки резко подвергается напряжению или упругой деформации. Отслоения можно покрывать цинксодержащими лакокрасочными составами.

Шелушение (отслаивание верхнего цинкового слоя покрытия)

Шелушения представляют собой повреждения на цинковом покрытии, на котором внешний слой цинка отделяется от слоя железо-цинкового сплава, находящегося под ним.

Причина отслаивания цинкового слоя состоит в том, что реакция между цинком и сталью продолжается еще и при температуре ниже точки плавления цинка. При этом цинк диффундирует  из внешнего слоя покрытия в слой железо-цинкового сплава, при этом на границе между двумя слоями возникают поры (эффект Киркендалла), которые ведут к тому, что слой цинка отделяется и отпадает.

Отслаивания могут встречаться также тогда, когда оцинкованное изделие после горячего цинкования слишком медленно охлаждается. Это часто встречается, когда горячие оцинкованные изделия складывают друг на друга. Отслаивания внешнего слоя цинка возникает, если оцинкованная конструкция длительное время используется при температуре около 200° С.  На отдельных стальных конструкциях может проявляться с разной силой. Небольшое содержание свинца в цинке способствует возникновению этого дефекта.

Шелушения легко распознать визуально. В поперечном разрезе можно увидеть отслаивание внешнего слоя цинка от слоя железо-цинкового сплава. В отслаивающемся слое можно заметить еще железо-цинковый сплав.

Шелушение можно перепутать с отслоением.

Для того, чтобы избежать шелушения, оцинкованное изделие после горячего цинкования надо  охладилось до температуры ниже 200° С. Кроме того, оцинкованные изделия нельзя использовать при высокой температуре.

Белая ржавчина

На оцинкованных изделиях образуются обширные слои белого или светло-серого цвета, состоящие главным образом из оксидов и гидроксидов цинка. При большом образовании белой ржавчины серый гидроксид железа может откладываться в белой ржавчине если слой железо-цинкового сплава корродирует.

Белая ржавчина появляется в результате коррозии цинкового покрытия при хранении оцинкованного изделия во влажной атмосфере, особенно при воздействии конденсации влаги. Образование белой ржавчины значительно увеличивается из-за содержания паров кислоты и соли во влаге.

Белую ржавчину легко распознать. При отложении гидроксидов железа можно увидеть коричневую окраску.

Белую ржавчину нельзя перепутать с другими видами дефектов.

Избежать образование белой ржавчины можно при правильном хранении оцинкованных изделий ( в сухом и хорошо проветренном месте). В случае необходимости оцинкованное изделие можно слегка смазать, однако эти меры предосторожности не дают полной защиты от образования белой коррозии. При эксплуатации оцинкованных изделий нужно обращать внимание на то, чтобы изделия не взаимодействовали с солями, которые разрушают слой цинка.

Точечная коррозия

Точечная коррозия оцинкованного покрытия может проникать до подложки стали и имеет золотисто-каштановый цвет.

Точечная коррозия возникает в том случае, когда агрессивные гигроскопические твердые материалы, например соль, попадают на цинковое покрытие и долгое время остаются там. Под влиянием влажности воздуха возникают высококонцентрированные агрессивные соединения, которые разъедают и разрушают цинковое покрытие. Точечная коррозия появляется, главным образом, у только что оцинкованных деталей, прежде чем они успеют создать защитный слой карбонат цинка.

Точечную коррозию легко распознать. В поперечном разрезе можно увидеть цинковое покрытие, пораженное коррозией до нижнего основания.

Точечную коррозию нельзя перепутать с другими дефектами.

Для того, чтобы избежать появление точечной коррозии, надо обратить внимание на то, чтобы оцинкованные детали не соприкасались с твердыми агрессивными субстанциями, которые под влиянием влажности воздуха вызывают коррозию.

Коричневая окраска

Коричневая окраска появляется на оцинкованных изделиях вследствие возникновения коррозии, после вылеживания их в атмосферных условиях. Коррозия может распространяться как на большие площади, так и локально в виде линий по границам кристаллов цинка.
 
При возникновении коррозии на оцинкованных изделиях возникает защитный электрически плохо проводимый слой углекислого цинка. Если в процессе коррозии уже разъедается слой железо-цинкового сплава, возникают ионы железа, которые проникают  через поры на внешнюю верхнюю поверхность и при взаимодействии с кислородом образуется коричневая окраска (гидроксид железа).

Коричневую окраску легко определить, но часто ее путают с посторонней ржавчиной. В поперечном разрезе можно увидеть цинковое покрытие, поврежденное коррозией в результате проникновения коррозийной среды через слой железо-цинкового сплава к стальной подложке.

Коричневую окраску часто можно принять за постороннюю ржавчину.

Образование коричневой окраски зависит от местной вентиляции (условий хранения), а не от процесса цинкования. Благодаря наличию железо-цинкового сплава сталь защищена от коррозии.

Загрязнение покрытий посторонней ржавчиной

Посторонняя ржавчина на оцинкованных изделиях - красно-коричневого цвета.

Ржавчина с неоцинкованных стальных и железных изделий может легко смываться или переносится, например, дождем, на поверхность прилегающих к ним оцинкованных изделий. Кроме того, ржавчина может переноситься ветром с поверхности неоцинкованных изделий на оцинкованные.  Вследствие этого на оцинкованных изделиях образуется красно-коричневая окраска или отложения гидроксида железа.

Постороннюю ржавчину легко распознать по ее интенсивной коричневой окраске.

Постороннюю ржавчину можно принять за другой дефект - коричневую окраску.

Пузыри на цинковом покрытии

Пузыри на цинковом покрытии представляют собой дефект, который образуется  в результате наличия водорода, возникающего из-за коррозии в водной среде. Они имеют форму плоских вздутий или лопнувших пузырей. Этот дефект возникает на границе между слоем железо-цинкового сплава и наружным цинковым слоем.

Пузыри образуются тогда, когда они во время коррозии цинкового покрытия  прорывают наружный слой, так что коррозия в этих местах, т. е. вдоль границы наружного цинкового слоя, проникает до слоя железо-цинкового сплава. Соединения железа и цинка действуют при дальнейшей коррозии как катоды, на которых образованный водород изолируется и превращается в молекулярный водород. Вследствие этого наружный цинковый слой начинает вздуваться.

Пузыри на цинковом покрытии легко распознать. В поперечном разрезе видно образовавшуюся коррозию и пузыри в слое железо-цинкового сплава.

Пузыри, возникающие в водной среде, на цинковой поверхности перепутать с другими дефектами нельзя.

Пузыри, возникающие во время травления можно перепутать с пузырями, образующимися на цинковом покрытии, однако здесь отсутствует коррозийные образования.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Опоры освещения

Узнайте больше
"Опоры освещения"

Антенные опоры

Узнайте больше
"Антенные опоры"

Балансировка роторов

Узнайте больше
"Балансировка роторов"