Обычная сталь характеризуется низким сопротивлением коррозии. При неблагоприятном стечении обстоятельств сталь может быстро проржаветь и разрушиться. Ежегодно по причине коррозии из строя выходят многие стальные детали. Инженеры и металлурги разработали много способов защиты стали от коррозии. Одним из наиболее эффективных является нанесение слоя цинка. Этот способ защиты имеет низкую стоимость и при этом хорошо защищает металл.
Изготовление оцинкованных листов
Производство стальных листов ведется при помощи прокатки. Она заключается в обработке заготовок вращающимися валками – крупными стальными валами, расположенных попарно. Заготовка пропускается между ними, и они обжимают её, как выжималось белье в старых стиральных машинах. Этот процесс повторяется многократно, на валках с разным зазором. В результате толщина заготовки плавно уменьшается, а длина и ширина увеличиваются.
Сначала прокатка выполняется в горячем состоянии. Большие массы стали обрабатываются, только разогрев до т. н. ковочной температуры. При такой температуре в 30-40 раз снижается сопротивление деформации, и требуется гораздо меньшие усилия для обработки. Однако получить таким способом точное изделие, с правильными размерами и качественной поверхностью, не получится. Во-первых, при остывании стальные изделия изменяют свои размеры. Во-вторых, на поверхности образуется окалина – процесс коррозии при высокой температуре идет значительно интенсивнее. Также из нагретого металла не получатся тонкие листы – при высокой температуре сопротивление стали на разрыв существенно снижается, и велика вероятность брака. Минимальная толщина для горячекатаных листов – 3 мм.
После горячей прокатки выполняется аналогичная операция в холодном состоянии, при помощи которой получают листы с требуемыми параметрами. Этим способом листам придается небольшая толщина, до 0,4 мм. Также холоднокатаные листы обладают качественной поверхностью, что важно при дальнейшем нанесении цинка – наличие дефектов на поверхности значительно снижает стойкость покрытия. Дефекты поверхности являются очагами распространения коррозии, их наличие существенно снижает срок службы изделия.
Нанесение цинкового покрытия
Существует несколько способов нанесения слоя цинка. Для листовых изделий используют горячее цинкование. Оно заключается в погружении металла в емкость с расплавленным цинком. Этот процесс производится при температуре около 430°С. На поверхности образуется слой чистого цинка, который быстро окислятся. Часть покрытия вступает в реакцию с углекислым газом, в результате чего образуется карбонат цинка. Плотный слой этого вещества защищает металл от коррозии.
Нанесение цинка начинается с травления. Для этого листы погружаются в ванны со слабым раствором серной кислоты. Затем производится флюсование листов, которое заключается в обработке растворами хлористого цинка. В печах листы сушатся при температуре, недостаточной для разложения флюса.
Листы движутся через цинковальную ванну непрерывно, со скоростью 3—40 м/мин. Скорость зависит от требуемой толщины цинкового покрытия. Лист проходит через ванну за 5-30 с. После ванны лист охлаждается и правится при необходимости.
Использование оцинкованных листов
Листы с цинковым покрытием используются для возведения металлоконструкций, работающих в местах с повышенной влажностью. Оцинкованный лист применяется как заготовка для штамповки изделий, к примеру, посуды и тары. В строительстве стальные листы с цинковым покрытием применяют для создания каналов и труб, через которые течет дождевая и талая вода.
Существенная часть оцинкованных листов идет на производство профнастила – листового материала с волнообразным профилем. Профнастил используется для кровельных работ, создания ограждений и облицовки стен. Высота профиля прямо влияет на жесткость листов. Профнастил является незаменимой частью быстровозводимых зданий из металлических конструкций – торговых павильонов, ангаров и заправок.