Все об оцинкованной стали. Что такое оцинкованная сталь.

• Профнастил (изготавливаемый из оцинкованной стали или стали с полимерным покрытием, предназначенным для дополнительной защиты и улучшенных декоративных свойств);
• Металлочерепица (которая пользуется высоким спросом в кровельных работах благодаря своей долговечности и эстетическим качествам);
• Штакетник (изготавливаемый для заборов и ограждений);
• Строительный профиль (используемый в различных конструкциях);
• Штрипс (металл, который находит применение в различных строительных нуждах).

Что важно знать об оцинкованной стали?

Оцинковка представляет собой процесс, в результате которого сталь получает защитное покрытие из тонкого слоя цинка. Это покрытие служит для предотвращения коррозии, вызванной воздействием атмосферных факторов, таких как влага и кислота. Оцинкованная сталь обладает множеством преимуществ по сравнению с другими видами обработанных материалов, вот некоторые из них:

1. Доступная начальная цена. Оцинкованная сталь обладает более низкой стоимостью по сравнению с другими обработанными сталями, частично благодаря отсутствию необходимости в предварительной подготовке поверхности или дополнительной покраски. Она готова к использованию сразу после производства.
2. Повышенный срок службы. Обычно срок эксплуатации изделий из оцинкованной стали превышает 50 лет. В условиях высокойс влажности этот срок может составлять более 20 лет. При этом данные изделия не требуют периодического технического обслуживания на протяжении всего времени своей эксплуатации, что делает их особенно удобными для использования.
3. Высокая стойкость к ржавчине. Обычная стальная поверхность без защитного покрытия подвержена быстрой коррозии в условиях повышенной влажности. Однако благодаря цинковому покрытию создается надежный барьер между сталью и внешней средой. Неважно, полностью или частично защищены стальные изделия — даже поврежденные участки, как царапины или вмятины, находятся под защитой. Внешний слой цинка будет корродировать первым, таким образом защищая саму сталь от разрушения на многие годы.

Трубы с ППУ-покрытием обеспечивают еще больше защитных свойств.

Эти уникальные характеристики делают оцинкованную сталь одним из самых востребованных материалов в большинстве промышленных секторов, включая сельское хозяйство, строительство, энергетику, автомобилестроение и производство защитных покрытий, таких как для труб с ППУ-CO.

Как цинкование защищает сталь от коррозии?

Эффективность защиты, обеспечиваемой оцинкованным покрытием, непосредственно зависит от состояния поверхности изделия. В случае, если цинковое покрытие не повреждено, оно выполняет роль защитной оболочки, предотвращающей доступ коррозионной среды (воды и кислорода) к стальной поверхности. В этом плане оно выполняет функции аналогично любому другому антикоррозионному покрытию, например, лаку или краске.

Если же цинковое покрытие по каким-либо причинам повреждено и под открытым небом остаются небольшие участки стали, защитная функция все равно продолжается, но механизм будет немного изменен и станет электрохимическим. В этом случае слой цинка служит анодом в гальванической паре сталь-цинк. При контакте с электролитом, таким как дождевой или сточные воды, возникает электрохимическая реакция, в результате которой более активный металл, имеющий меньший окислительно-восстановительный потенциал, растворяется, защищая более стабильный металл при этом.

В паре металл с более высоким потенциалом, в данном случае сталь, остается невредимым, несмотря на непосредственное воздействие коррозионной среды. Поскольку окислительно-восстановительный потенциал цинка составляет приблизительно -0,76 В, а у стали -0,44 В, в такой паре цинк будет корродировать первым, тем самым обеспечивая защиту стали на долгий срок.

Методы цинкования

Существует несколько распространенных методов цинкования, таких как горячее, диффузионное, холодное и другие методы. Наиболее широко применяется горячее цинкование, которое является эффективным и экономически выгодным способом создания защитного покрытия для промышленных стальных изделий, что актуально при эксплуатации в условиях агрессивных сред, высоких температур и механических нагрузок.

Трубы PUMP с покрытием из оцинкованной стали являются отличным примером применения данной технологии.

Процесс горячего цинкования включает в себя несколько этапов:

1. Сначала производится полная очистка стальной поверхности от загрязнений, обезжиривание и промывание.
2. Затем очищенная сталь погружается в ванну с расплавленным цинком, температура которого составляет около 450 °C.

На этом этапе происходит химическая реакция, в результате которой образуются прочные соединения между атомами цинка и железа, формируя несколько слоев сплава железо-цинк с различными соотношениями этих металлов. Внешний слой представляет собой чистый цинк с небольшим содержанием железа, который обладает высокими механическими свойствами, позволяя надежно поглощать механические нагрузки и обеспечивает защиту изделия от внешних воздействий. Внутренний слой, напротив, богат железом и имеет значительно большую прочность по сравнению с обычной сталью, что делает его особенно устойчивым к износу. Таким образом, в отличие от окрашенных изделий, оцинкованные имеют намного лучший подход к защите при транспортировке и установке.

Виды

Существует несколько категорий оцинкованной стали, среди которых можно выделить листы (в том числе рулоны), сечения и сплошные профили (такие как круглые, квадратные и прямоугольные). Все детали из легированной стали (за исключением нержавеющей) могут быть успешно оценкованы. Технология оцинкования включает в себя погружение очищенных, полированных и, если требуется, обезжиренных деталей в ванну с расплавленным цинком, но также возможны методы холодного цинкования для тех случаев, когда требуются особые свойства поверхности и эффективность защиты. Толщина защитного слоя, а также профиль конструкции определяют способ нанесения цинков. Дополнив защиту, например, слоями лака или краски, можно значительно повысить стойкость к атмосферным влияниям. Например, трапециевидные листы не только подвергаются оцинковыванию и грунтованию, но и часто окрашиваются при завершении процесса обработки. Использование синтетических красок, аналогичных тем, что применяются для защитных покрытий антенн или телевизионных вышек, дает дополнительные преимущества.

Согласно способу обработки, сталь классифицируется на горячекатаную и холоднокатаную. Оба языка подвержены оцинкованию, но холоднокатаная сталь, как правило, имеет более гладкую поверхность, без шероховатостей, в то время как горячекатаные изделия оказываются более грубыми из-за процесса охлаждения при высокой температуре. Однако холоднокатаные листы производятся на гладких валках с давлением, которое в 100 раз превышает атмосферное, что позволяет добиться почти идеальной ровности и однородности. После обработки эти детали также подвергаются оцинкованию, а при необходимости — окрашиванию.

Тонкие листы имеют толщину менее 600 мкм. Листы толщиной более 0,6 мм классифицируются как обычный металл, который затем может быть обработан на листогибочном станке. Для получения окончательной формы лист часто покрывают порошком или краской во время обработки. В отличие от горячего цинкования, где сталь попадает в расплавленный цинк, холодное цинкование производится с использованием либо цинкового порошка, либо анодных методов, позволяя получать качественное покрытие.

Согласно ГОСТ 14918-1980, толщина цинкового слоя варьируется. Качество оцинкованных изделий оценивается по содержанию цинка в 50 мкм, что соответствует весу покрытия до 855 г/м². Класс 1 включает слой толщиной примерно 30 мкм и весом до 570 г/м². Класс 2 — это изделия с толщиной около 14 мкм, не более 258 г на 1 м² производственной поверхности. В зависимости от ГОСТа, допускаются небольшие отклонения в толщине, такие как HP (нормальная вариация толщины) и SD (сниженная вариация толщины).

Основой производства оцинкованных листов служит низко- и среднеуглеродистая сталь, которая показывает хорошие сварочные, гибочные и пробивные свойства.

Методы цинкования

Для защиты стальных изделий применяются различные методы, такие как горячее цинкование, холодное покрытие, наносимое с использованием цинковых порошков, а также термодиффузионная обработка. Каждый из методов имеет свои особенности, однако следует помнить о том, что большинство современных покрытий не выдерживают повышенных механических воздействий. Например, цинковое покрытие должно выдерживать условия строительного процесса, в котором воздействия песка, цемента и других абразивных веществ способны быстро уничтожить даже слой толщиной 50 мкм, как это происходит с ручными тележками.

Хотя горячее цинкование создает наиболее прочное покрытие, на данный момент данный метод не является самым экологически чистым. Перед погружением в расплавленный цинк детали подвергаются обработке в растворах серной кислоты и растворителями, такими как ацетон и спирты, что увеличивает уровень вредных выбросов.

Для более крупных конструкций, таких как арматурные рамы, применяется погружение в специальные ванны для цинкования. В процессе холодного цинкования используются реагенты, содержащие цинк, и образующие на предварительно очищенной стальной заготовке защитный слой, состоящий до 93 % из цинка. Этот метод также подходит для быстрого восстановления защитных покрытий, когда необходимо предотвратить ржавление на поврежденных участках. Гальванический метод позволяет создавать цинковое покрытие толщиной до 30 мкм, но имеет недостаток в виде высокой токсичности компонентов электролита, требующего тщательной переработки и утилизации.

Термическое диффузионное цинкование осуществляется при температуре около 260°С, при которой цинк переходит в газообразное состояние и проникает в сталь. Этот способ считается экологически безопасным, так как процесс проходит в закрытой среде, но может привести к неравномерному распределению покрытия, а также негативно отражается на эстетических требованиях к внешнему виду обработанных заготовок.

Пористость покрытия, получаемого таким образом, значительно повышается, что заставляет производителей применять дополнительные слои грунтовки для повышения защитных свойств.

Характеристики

Ширина листов варьируется от 0,5 до 1,25 м согласно ГОСТ 71-180 см. Температура плавления цинка составляет 420 градусов по Цельсию, поэтому прокачка листов выше 400 градусов должна быть исключена из технологического процесса. Сталь плавится только при 1300-1500 градусах, и стоит отметить, что оцинкованная сталь не рекомендуется для использования в конструкциях и устройствах, подвергаемых процессам нагрева свыше 400 °C. Цинкий не стойки к воздействию щелочей, кислот и некоторых солей, поэтому подходящие сферы применения стальной конструкции должны быть тщательно проанализированы. Обработка оцинкованного железа связывает его свойства на уровне таких процессов, как сверление, прокатка, вытяжка и сгибание, без риска повреждения покрытия.

В случае неосторожного обращения с цинковым покрытием, его восстановление становится весьма простым процессом. Существующая плотность стали марки Ст3Сп составляет 7,85 г/см³, а для цинка этот параметр равен 7,13 г/см³, что ограничивает возможность деформации листа до незначительных показателей. Согласно ГОСТ, материалы толщиной 0,5 мм могут увеличиваться до 0,56 мм при наличии оцинкового слоя (что составляет дополнительные 0,03 мм с каждого из боков). Свойства стальных листов, покрытых цинком, аналогичны свойствам неоцинкованных; их также легко обрабатывать, резать, сверлить и сваривать. Теплопроводность оцинкованной стали не отличается от неоцинкованной, так как нагрев и охлаждение производятся не только на поверхности, но и по всему объему материала.

Помимо коррозионной стойкости, оцинкованная сталь сохраняет такие показатели, как электропроводность, прочность на сжатие, ударная прочность и стойкость к механической обработке. Заметьте, что покрытие может быть восстановлено в результате периодического грунтования каждые 2-3 года, что подтверждает высокое качество обслуживания конструкций. К примеру, масса листа размером 0,4х1000х2000 мм изготовленного из стали 08псп достигает 6,95 кг, тогда как лист размером 1х1250х2500 мм имеет массу не более 26,3 кг. Эти параметры варьируются в зависимости от толщины и структуры стали.

Свойства

Технические характеристики горячеоцинкованной стали определяются стандартом ГОСТ 14918-80. Листы данной стали должны иметь ширину от 71 см до 180 см и толщину от 0,5 до 2,5 мм. В процесс производства оцинкованных стальных листов используется холоднокатаная сталь различного качества.

Оцинкованная сталь обладает множеством достоинств:

1. Коррозионная стойкость. Это главное свойство связано с наличием надежного защитного покрытия, обеспечивающего высокий уровень защиты от коррозии.
2. Обрабатываемость. Листы, покрытые цинком, можно легко обрабатывать путем вальцовки, штамповки, вытяжки и гибки, не рискуя повреждением цинкового слоя.
3. Высокий срок службы. Эти изделия демонстрируют увеличенный срок службы по сравнению с обычной черной сталью, поскольку эффективно противостоят повышенной влажности и агрессивным химическим средам и не требуют дополнительного лакокрасочного покрытия.
4. Механическая прочность. Высококачественный цинковый слой прочно соединяется со стальным основанием, благодаря чему он не повреждается при деформациях и хорошо справляется с механическими нагрузками и абразивным износом.
5. Широкий сортамент. Лист с оцинкованным покрытием обладает значительным диапазоном толщины и размеров, учитывающим множество потребностей различных секторов.

Цинковое покрытие считается более экологически чистым выбором в сравнении с другими защитными покрытиями для стальных изделий.

В дополнение к основным преимуществам, стоит упомянуть о способности покрытия к самовосстановлению после появления мелких царапин или повреждений. Матовая текстура цинковой фольги делает её привлекательной для дизайнеров и архитекторов.

Несмотря на все преимущества, оцинкованная сталь имеет некоторые недостатки, о которых стоит знать при выборе материала. Например, открытые участки могут со временем терять слой цинка, что требует регулярной проверки состояния материала. Также стоит отметить, что такие металлы не всегда подходят для сварки, а поверхность перед покраской требует дополнительной подготовки для обеспечения сцепления.

Классификация

Оцинкованная листовая сталь подразделяется на несколько групп, что определяет ее дальнейшее использование.

• По назначению выделяют оцинкованную сталь: ХП — для холодного профилирования; ПК — под покраску; ХШ — для холодной штамповки; ОН — общего назначения.
• Листы, предназначенные для холодной штамповки, делятся на группы в зависимости от их вытягиваемости: Н — нормальная; Г — глубокая; ВГ — весьма глубокая.
• В зависимости от товщины слоя цинка, листы разделяются на: НР — нормальная; УР — уменьшенная.
• По толщине покрытия выделяются следующие классы: П — повышенный класс (товар с толщиной покрытия от 60 до 40 мкм); В — высокий класс (от 40 до 18 мкм); О — обычный класс (от 18 до 10 мкм).

Также оцинкованные листы могут иметь поверхность с кристаллическим рисунком (CR) или без рисунка (MT). Кроме того, классификация включает точность прокатки — повышенная (А), нормальная (В) и высокая (С).

При выборе оцинкованного листа важно учитывать его предполагаемое применение и условия эксплуатации, чтобы обеспечить наилучшие характеристики работы в данных условиях.

Применение

Оцинкованный лист находит широкое применение в различных сферах. Его элементы можно встретить в мастерских, на кораблях, на вокзалах, в рекламных конструкциях, автомобилях, ограждениях и различных металлических конструкциях. Благодаря своим коррозионным свойствам, этот металлический лист стал популярным выбором в современной промышленности. Он также активно используется в таких отраслях, как тяжелая промышленность, химическая и метролгическая. Оцинкованный лист хорошо поддается механической обработке, что позволяет его использовать для штамповки и глубокой вытяжки.

В автомобильной индустрии оцинкованные листы играют значительную роль при производстве кузовов легковых и грузовых автомобилей. Однако наибольшее признание оцинкованное покрытие получило в строительстве. Используемое в строительных проектах, оно облегчает конструкции, что уменьшает нагрузку на несущие структуры. Листы могут применяться для строительства гаражей, сараев, складов и других сооружений. Крыши, покрытые оцинкованным листовым металлом, и плиты перекрытия укладываются как настильный материал.

Листовой металл также используется для наружной отделки стен, крыш, заборов и балконов. Он идеально подходит для облицовки зданий и служит основой для всего спектра строительных изделий.

• Профнастил (изготавливаемый из оцинкованной стали или с полимерными добавками для улучшенных защитных и декоративных качеств);
• Металлочерепица (популярная для кровельных работ благодаря своей прочности и красивому внешнему виду);
• Штакетник (используемый для ограждений);
• Строительный профиль (применяемый в различных конструкциях);
• Штрипс (металлический элемент, используемый в строительстве).

Оцинкованный лист применяется для производства водопроводных труб, различных желобов, кронштейнов и фитингов всех типов, вместе с предметами обихода. Он также используется в системах вентиляции и в изготовлении вытяжных колпаков.

Что такое оцинкованная сталь?

Оцинкованная сталь — это стальной лист, покрытый цинком в производственном процессе. Это покрытие обеспечивает защиту от коррозии и придает стали блестящий внешний вид. Устойчивое к воздействию внешней среды, это покрытие предотвращает износ и воздействие атмосферных факторов, таких как кислотные дожди, что в конечном итоге предохраняет сталь от ржавчины, предотвращая ухудшение прочности конструкции.

Метод горячего цинкования заключается в том, что детали, как крупные, так и небольшие, помещаются в резервуар с расплавленным цинком, температура которого составляет около 450 °C. Такой подход создает прочное соединение между сталью и цинком, обеспечивая защиту как на наружных, так и на внутренних участках конструкции, включая труднодоступные области, где краска обычно истончается. Таким образом, оцинкованные конструкции защищены от коррозии со всех сторон.

Тем не менее, существуют стальные конструкции, которые не могут быть оцинкованы по размеру, весу или форме. Например, если сталь уже установлена на объекте, может возникнуть необходимость в обработке на месте. Хотя процесс цинкования является довольно быстрым, задержки могут возникнуть из-за времени, необходимого на доставку стальных конструкций на площадку, не имеющих защитного покрытия. В таких случаях потребуется использование специальной краски для холодного цинкования и грунтовок, содержащих цинк, которые наносятся на неоцинкованные конструкции для создания защиты.

Почему сталь должна быть оцинкована?

Существует множество причин, по которым архитекторы, дизайнеры и инженеры предпочитают использовать оцинкованную сталь на своих стройплощадках:

Долговечность и прочность

Оцинкованная сталь обеспечивает отличную защиту от коррозии, что делает ее одним из лучших вариантов на рынке. Она в 10 раз более устойчива к износу по сравнению с органическими красками и демонстрирует отличную стойкость к механическим повреждениям. Благодаря высокой прочности на разрыв, оцинкованная сталь легко поддается обработке и транспортировке, что минимизирует риск повреждений на стадии строительства.

При использовании химикатов для защиты окружающей среды, таких как сточные воды, необходимо помнить о том, что поврежденная оцинкованная поверхность также может потребовать применения покрытий для холодного цинкования.

Этот процесс значительно снижает вероятность «боковой ползучести», которая представляет собой коррозию, способную разрушить краску под типичными стальными конструкциями и возникает из-за накопления ржавчины, испорченной на гранях стальной структуры.

Экономическая эффективность

Оцинкованные стальные конструкции требуют гораздо меньшего ухода по сравнению с обычными стальными строениями, поскольку цинковое покрытие обладает свойством самовосстановления и может восстанавливаться после небольших повреждений самостоятельно.

Где используется оцинкованная сталь?

Оцинкованная сталь широко используется архитекторами, инженерами и подрядчиками по всему миру, благодаря своему долговечному сроку службы, прочности и выдающимся защитным качествам против коррозии и атмосферных воздействий:

• Мосты – как для пешеходов, так и для транспортных средств;
• Конструктивные стальные элементы
  • Жилые и коммерческие здания, включая объекты на побережье;
  • Офисы;
  • Промышленные предприятия, такие как винокурни;
  • Спортивные стадионы;
  • Центры досуга;
  • Автостоянки;
  • Мачты для телефонной связи;
• Станции;
• Технические монтажные установки;
• Сигнальные порталы;

• Нефтеперерабатывающие заводы;
• Электростанции;
• Ветряные и солнечные фермы;
• Горная техника;

Автостоянки, как правило, используются в неблагоприятных погодных условиях, обеспечивая защиту для автомобилей и пешеходов. Оцинкованная сталь получили признание как идеальный строительный материал, благодаря своей прочности и долговечности, что позволяет увеличить количество паркомест и пешеходных дорожек, а также существенно снизить требования к уходу за ними на протяжении десятилетий.

Кроме того, оцинкованная сталь все чаще используется в сельскохозяйственном строительстве, благодаря своей прочности, долговечности и гигиеническим свойствам, что особенно важно в условиях хранения скота, как в зимний период, так и в летний.

Оцинкованная сталь: определение и классификация

Автор: Алексей Петров, 04 февраля 2015 года, 15:08 Источник: Главная страница.

Научно-технический процесс оцинковки в настоящее время является одним из наиболее часто используемых методов антикоррозионной обработки стальных конструкций в заводских условиях.

Фото: steelland.ru

По теме

Определение

Оцинкованная сталь определена через ее название как стальной лист или рулон, имеющий защитное покрытие из цинкового сплава. Это покрытие предназначено для предотвращения коррозии, так как цинк формирует защитную оксидную пленку на поверхности, которая значительно усложняет доступ кислорода к более глубоким слоям металла, предотвращая его коррозию. Кроме того, оцинкованное железо выглядит более эстетично, и зачастую может использоваться без дополнительной покраски или антикоррозийной обработки.

В зависимости от назначения и методов производства, оцинкованная сталь делится на несколько марок:

1) Классификация по типу цинкового покрытия:

• Сталь с ферроцинковым покрытием (непосредственно обеспечивает более ровную поверхность, устойчива к образованию ржавчины);
• Сталь с обычным цинковым покрытием (демонстрирует долговечность и красивый блеск изделий).

2) Классификация по точности прокатки:

• Сталь нормальной точности (подходит для создания труб, различных конструкций, автомобильных деталей);
• Сталь повышенной точности (используется для ограждений, настилов и клепанных конструкций);
• Сталь высокой точности (например, для деталей автомобилей, самолетов и сложного промышленного оборудования).

Виды промышленной оцинкованной стали

Большинство сталелитейных заводов производят оцинкованную сталь в виде листов и рулонов. Области применения данной продукции очень разнообразны: от производства черепиц до бытовой техники. Процесс производства стали в рулонах представляет собой стратегически важный и сложный процесс, где автоматизация дает гарантии качества на выходе. Обрабатывая сталь защитными слоями, можно получить различные цветовые варианты конечного продукта: коричневый, синий, желтый, красный и так далее.

Листы могут иметь разные размеры в зависимости от требований заказчиков, в то время как рулоны чаще всего имеют стандартные размеры. Использование стали в рулонах позволяет производить крупногабаритные детали, при этом добавляя защитные слои, которые предотвратят коррозию. Сталь с цинковым покрытием обладает меньшей электропроводностью, позволяя производить элементы крыши и другие элементы напольного покрытия. Таким образом, низкая электропроводность оцинкованного материала для крыши автоматически повышает безопасность при строительстве многоквартирных домов, так как это помогает избежать негативного влияния погодных условий.