Чем опасно и как избежать некачественного ТДЦ-покрытия?

Термодиффузионное цинкование (ТДЦ) сегодня лидирует среди методов защиты металлоизделий и крепежа. Почему? Потому что оно одновременно даёт:

• долговечность до 50 лет,
• устойчивость к коррозии в агрессивных средах,
• отсутствие склеивания деталей с сохранением резьбового функционала
• механически «неубиваемое» покрытие.

Такие характеристики на многолетней практике показали свой серьёзный потенциал и стали по-настоящему конкурировать с горячим цинкованием. К тому же, термодиффузия не требует наличия громоздких ванн с расплавленным цинком, ядовитых испарений и необходимости регулярной утилизации отработанных травильных кислот.

Однако благодаря этому появилось и множество «частных» инициатив. Раньше они касались в основном гальванического метода, а теперь «добрались» и до ТДЦ, предлагая свои услуги через интернет по ценам, иногда вдвое ниже заводских с гарантиями качественного покрытия и соответствия ГОСТ. Из-за этого всё чаще встречаются негативные отзывы о термодиффузии.

Строгое соблюдение нормативов ГОСТ Р 9.316-2006, подготовка поверхности металлических изделий со всеми необходимыми процедурами, двухстадийная пассивация, работа лаборатории и инженеров по качеству требуют существенных капитальных вложений. Чтобы обеспечить должное качество, необходимы не только специализированные знания и опыт, но и дорогостоящее оборудование. Безусловно, имеет значение и качество применяемых технологических материалов.

Термодиффузия без подготовки поверхности и финишной обработки даёт детали, которые так же ржавеют в течение нескольких месяцев, как и неоцинкованные. Клиенты разочарованно «машут рукой» на весь ТДЦ-метод, называя его неэффективным, а в отзывах сравнивают его с гальваникой.

Почему ТДЦ — лучший выбор для долговечной защиты?

Главной проблемой металла является его непрерывное разрушение под воздействием окружающей среды. Ржавеет оборудование, приходят в негодность и разрушаются несущие конструкции — всё из-за непрерывного процесса коррозии, который заставляет человечество постоянно тратиться на покупку новых (по сути тех же самых) металлических деталей. Где-то это не особо критично, но если речь идёт о мостах или железной дороге, гражданском строительстве или инфраструктуре НПЗ, нужно быть уверенными в надёжности конструкций и соединений.

Цинк — жертвенный металл, который первый вступает в реакцию и «берёт удар» на себя. Но как надёжно зафиксировать цинк на поверхности металла?

Например, борт корабля в солёной воде защищают «жертвенными» анодами — по сути цинковыми болванками, которые механически устанавливаются с определённым шагом на всей поверхности судна. Их потенциала и зоны «обслуживания» вокруг себя хватает на многие годы, хотя и требуется периодическая замена.

ТДЦ же работает следующим образом: при температуре 360–390°C цинк не просто «ложится» на поверхность, он проникает в молекулярную структуру металла и образует новый металл — интерметаллидную связь. Отсюда и срок службы до пятидесяти лет. Поэтому гальваника прекрасно подходит для внутренних помещений, а ТДЦ создано для тех объектов, где важно обеспечить безопасность: автомобильные дороги, опоры линий электропередач, несущие строительные конструкции, высокопрочный мостовой крепеж, крепеж для гражданского строительства, нефтегазовой и химической отраслей и т.д.

Соблюдение технологического процесса внутри печи — важный, но не единственный этап в процессе формирования слоя на поверхности металла. Металл нужно очистить от масел, загрязнений, окалины. Очищенная поверхность металла обладает максимальной химической активностью: она уже готова вступать в мгновенную химическую реакцию окисления. Поэтому, когда подготовленные детали размещаются в реторту с цинксодержащей смесью и погружаются в печь, атомы цинка под воздействием температуры начинают проникать в активированную поверхность металла (диффузируют), в результате чего на поверхности металла образуется новый сплав.

Этот сплав нельзя сколоть, разрушить или стереть, в том числе многократными циклами свинчивания-развинчивания. Без механического разрушения самого изделия этот слой снять невозможно, в отличие от альтернативных методов цинкования.

Из-за высокого спроса на ТДЦ и относительную доступность печей некоторые фирмы ограничиваются только приобретением реторт. Иными словами, исключается качественная предварительная подготовка поверхности деталей по ГОСТ.

Последствия неправильно подобранного температурного режимаИтак, неподготовленная и неактивированная поверхность металла со слоем оксидов, масел и пыли попадает в реторту с цинксодержащим порошком. Поверхность металла неактивна, а масла и окалина не дают доступ к технологическим выступам / отверстиям и микротрещинам деталей. В особенности это касается резьбовых деталей и крепежа.

На неподготовленную поверхность ложится цинковый порошок и начинает нагреваться в печи. Не имея связей с основным металлом, цинк начинает плавиться с оксидами, маслами, пылью — на поверхности детали образуется сплав цинка — очень непрочный и с плохой адгезией. При механическом воздействии и при попадании влаги такой слой теряет сцепление с основным металлом и разрушается, соответственно, при эксплуатации в средах средней агрессивности коррозия не заставляет себя долго ждать и появляется уже в течение первых нескольких месяцах эксплуатации.

Свидетельств этому много: в интернете есть множество фотографий оцинкованных таким методом изделий, которые начинали ржаветь, не выдерживая даже одного сезона. Это вредит репутации самого метода ТДЦ и приводит к дополнительным тратам заказчиков, вынужденных повторно закупать изделия. На фото — последствия некачественной подготовки изделий.

Качественное термодиффузионное цинкование — это сложный технологический процесс, где каждый этап важен для долговечности покрытия. Процесс начинается до непосредственного цинкования — с оценки химического состава изделия (содержания в нем кремния, углерода, фосфора и серы), так как он влияет на структуру цинкового покрытия и его адгезию к металлу. Высокопрочный крепёж и пружинные стали требуют особого внимания.

Предварительная подготовка поверхности: обезжиривание, промывка, дробеметная и пескоструйная очистка до требуемой по ГОСТ 9.402 степени. Необходимая толщина защитного слоя определяется формой детали, параметрами ответной части, её назначением и условиями предполагаемой эксплуатации. Определив толщину необходимого покрытия деталей, определяются и технические режимы их последующей обработки.

Далее непосредственно термодиффузия.

Затем — двухстадийная пассивация, включая обработку фосфатными растворами для закрытия микропор в покрытии, сушка и выходной контроль. Отсутствие финишных операций приводит к грязным и пачкающимся деталях, с которых сыпятся остатки цинковой смеси на выходе — это несоблюдение требований ГОСТ Р9.316-2006.

На заводе «Станфер» каждый этап строго контролируется, благодаря чему наше покрытие служит Заказчикам десятилетиями.

Отзыв заказчика: