Как очистить белый налет на оцинковке. Белая ржавчина на цинковых покрытиях: причины, воздействие и способы борьбы

Чтобы ваш транспорт служил без проблем многие годы, о нем надо заботиться: регулярно чистить и мыть прицеп и машину-тягач. Известно, что на всех прицепах МЗСА имеется цинковое покрытие, защищающее конструкцию от коррозии.

Однако даже современное технологичное покрытие теряет свои функциональные качества под воздействием агрессивных химических веществ, которыми обрабатываются наши дороги в зимний период. Именно поэтому специалисты советуют зимой особенно внимательно следить за состоянием прицепной платформы. После каждого рейса следует осматривать конструкцию, очищать от снега и отмывать прицеп от загрязнений.

Как правильно очистить прицепную платформу от загрязнений?

• Если не едете на профессиональную мойку и собираетесь чистить свой транспорт самостоятельно, подготовьте необходимые для «банного дня»инструменты: шланг, мягкую щетку, тканевые салфетки, ведро.
• Прекрасно, если у вас есть специальные чистящие агрегаты вроде Керхер или иных марок. С их помощью отмыть дышло, раму, кузов и подвеску будет удобнее и быстрее.
• Добиться идеальной чистоты транспортного средства с помощью обычной воды практически невозможно. С дороги на прицеп летят камни, песок, глина, реагенты, которыми дорожные службы посыпают большие и малые трассы в городе. Поэтому необходимо покупать для вашего транспорта автомобильную косметику, специальные средства для мытья машин.
• Наилучшего эффекта можно добиться с помощью бесконтактной мойки с применением активной пены для автомобилей. Выбирайте средство для мытья прицепа и машины вдумчиво, особенно внимательно читайте инструкцию по применению. Пена не должна повредить лако-красочное покрытие автомобиля и оцинкованные поверхности прицепной платформы.
• Соблюдайте правила безопасности, если вы моете свой транспорт самостоятельно. Нельзя слишком долго держать активное моющее средство на поверхностях машины и трейлера.
• Если после мойки техники вы собираетесь хранить ее в помещение гаража, то вам следует добиться того, чтобы автомобильный прицеп как следует высох. Именно поэтому опытные водители рекомендуют мыть буксируемые транспортные средства в погожие дни, когда нет дождя или снега. Проверьте также уровень влажности в помещении гаража.

Как нельзя мыть трейлер или прицепную платформу?

Обратите внимание: далеко не все детали буксируемых транспортных средств можно отчищать от загрязнений обыкновенной водой.

1. Не надо пытаться отмыть водой втулки подшипников.
2. Не поливайте из шланга сцепное устройство.
3. Будьте осторожнее, когда моете габаритные огни и поворотники, ведь монтаж фар производится негерметично, не допускайте контакта воды с электрическими проводами.
4. Также берегите электрическое оборудование в так называемой «груше», которая закрывает розетку с проводами на дышле прицепа.
5. Не разрешается мыть застывшую на сильном морозе прицепную платформу горячей водой.
6. Никогда не трите оцинкованные или покрытые лаком поверхности жесткими металлическими щетками и мочалками.

Во время мойки и чистки прицепа обращайте внимание на общее техническое состояние транспортного средства, проверяйте, не повреждены ли поверхности кузова, днища, дышла, других элементов конструкции.

Заметив где-то царапины, аккуратно почистите эти места, просушите и заклейте самоклеящейся пленкой. Также можно покрыть поврежденные места силиконовой аэрозолью, которая создаст на поверхности пленку, защищающую металл от влаги. Такой способ поможет сохранить транспортное средство от коррозии до прибытия на станцию техобслуживания, где произведут качественный ремонт.

Напоследок осталось добавить, что кроме регулярной чистки и мойки всем транспортным средствам и прицепам в частности необходимо своевременное обновление смазки в определенных узлах конструкции. Например, надо регулярно смазывать штоки в тормозе наката, наносить смазку на шар фаркопа и другие детали.

Регулярный уход за прицепом, смазка и чистка – гарантия долгожительства вашего транспорта.

Как правило, легко определяются с выбором прицепа люди, которые либо уже имели опыт использования конкретной модели легкового прицепа, либо этот опыт есть у их знакомых. В этой статье мы постараемся рассказать, как выбрать подходящую вам модель прицепа, чем отличаются прицепы разных производителей, и на что стоит обратить внимание при покупке новых авто прицепов.

Какой прицеп лучше МЗСА или трейлер, какой прицеп лучше МЗСА или курганский, ответы на данные вопросы Вы можете узнать ниже.

Задача покупки легкового прицепа с пробегом более сложная, т.к. пока прицеп находится в хорошем состоянии, его обычно не продают (либо продают практически по цене нового). В основном продают «ушатаные» прицепы и тоже недешево. Если вы собираетесь приобретать б/у прицеп, ознакомьтесь с нашей статьей «Проверка состояния прицепа перед поездкой» .

Т.к. все прицепы делают из стали, важно чтобы все металлические поверхности были надежно защищены от коррозии. Выбор антикоррозийного покрытия невелик - либо это краска, либо это покрытие цинком. Оцинковка является более дорогим, но и более надежным и долговечным антикоррозийным покрытием, нежели покраска. Особенно это важно для прицепов для перевозки водной техники, а также для прицепов для перевозки снегоходов (крашеный прицеп покроется ржавчиной в первый же сезон). Обратите внимание, что некоторые производители прицепов часть деталей делают оцинкованными (например, борта), а часть красят. Все что покрашено, будет ржаветь. На прицепах МЗСА все металлические элементы обработаны по методу горячего оцинкования . При этом слой цинка на металле образуется за счет взаимной реакции между этими двумя материалами, в результате получается прочный сплав, который надежно защищает конструкцию прицепа.

У оцинковки есть и минусы. Оцинкованная сталь со временем тускнеет, а также в нее сложно отмыть грязь. Выглядит это не так страшно, как со ржавчиной, но и новыми после месяца зимней эксплуатации они уже не выглядят. От используемых в последние годы на московских дорогах реагентах также ничего хорошего ждать не приходиться. Если прицеп оставить после езды по зимним московским улицам немытым на неделю-другую, он покроется пятнами от соли. Существуют прицепы с алюминиевыми бортами. Алюминиевый борт легко моется, всегда выглядит опрятным, а также легок. Однако в связи с высокой стоимостью алюминиевые бортами встречаются, как правило, только на коммерческих прицепах , например, на прицепах МЗСА серии 8322 . Обсуждая коррозию и внешний вид, как не вспомнить про прицепы «Сталкер» , несущие конструкции которого выполнены из оцинкованной стали, а кузов полностью покрыт стеклопластиком. Стоимость таких прицепов конечно достаточно велика, зато утрата внешнего вида такому прицепу не грозит.

Итак, для начала нужно определиться, для каких целей и как часто будет использоваться прицеп: для личной перевозки грузов (на дачу, для строительства), для коммерческой перевозки грузов или для техники (для перевозки квадроцикла, снегохода, вездехода, лодки, катера и т.д.).

При выборе прицепа особое внимание уделяют подвеске прицепа. Наиболее популярная в России подвеска - зависимая рессорная (рессоры и амортизаторы, а обе ступицы соединены балкой). Именно она не слишком дорогая, как независимая пружинная, но при этом более комфортная и выносливая по сравнению с популярной в Европе резино-жгутовой. Подробнее о разных типах подвески можно почитать в нашей статье «Рессоры или «резинка»?» . Иногда резино-жгутовую подвеску ошибочно называют торсионной - по принципу работы они очень похожи, но все-таки разные.

Имейте также ввиду, что рессоры рессорам (как и пружины пружинам) рознь. Не стоит покупать прицеп на рессорах от «Москвича», «Газели» или «Запорожца». Не подавайтесь уговоркам про «усиленные» рессоры — разница не только в количестве «листиков». Элементы подвески автомобиля (будь то рессоры, амортизаторы или пружины) не подходят для осей прицепов ни по режиму работы, ни по нагрузкам. Существующие на рынке традиционные элементы подвески конструктивно рассчитаны на слишком большой весовой диапазон (от 0 до 4 тонн). Оптимальная амортизация имеет место только в средней весовой категории прицепов (2 тонны). В нижней весовой категории происходит чрезмерная амортизация. В верхней весовой категории амортизация недостаточна. Для производителей прицепов использование отечественных автомобильных комплектующих вместо специализированных означает большую экономию, но это экономия на вашем комфорте. У некоторых производителей использование не подходящих по типу рессор приводит к трению колес о крылья прицепа (и как следствие, к бесконечному ремонту или езде без крыльев).

Комплектующие прицепа (сцепные головки, подвеска, оси, тормоза, ступицы) должны быть изготовлены только компаниями, специализирующимися на разработке и производстве комплектующих для прицепов. На европейском рынке наибольшее распространение получили комплектующие немецкой Al-ko Kober и венгерской Autoflex-Knott.

Пол прицепа. Пол современного прицепа изготавливается из влагостойкой фанеры. По сравнению с металлическим полом, который встречался на советских прицепах, фанера меньше весит, не гремит и не будет ржаветь после первой царапины. Опыт эксплуатации прокатных прицепов показывает, что толщина фанеры не имеет большого значения, т.к. проломить ее можно разве что уронив на нее что-то очень тяжелое и с острым углом.

Фанерный пол прицепа крепиться на раму — либо сварную, либо на болтовых соединениях. Рама на болтовых соединениях считается более надежной (так как в отличие от сварки, болты и заклепки ослабляются постепенно) и ремонтопригодной, но и более дорогой, поэтому встречаются в основном на коммерческих прицепах, рассчитанных повседневную перевозку тяжелых грузов (например, МЗСА серий и ).

Крыло колеса прицепа бывает пластиковым и оцинкованым , последнее красивее и смотрится эстетичнее, но пластиковые более практичные. Они дешевле, легче, а главное в случае столкновения с автомобилями и другими объектами оставляют меньше повреждений (иногда даже не оставляют совсем, но приходят в негодность сами). Помятое металлическое крыло в первозданный вид привести нельзя, придется менять.

Если прицеп приобретается для перевозки мототехники, он должен иметь функцию опрокидывания (иногда ее называют еще самосвальной системой), либо придется дополнительно покупать аппарели (заездные трапы). Как правило, почти у всех современных прицепов спереди кузова есть рычаги, либо иные крепления, которые удерживают кузов в горизонтальном положении. Используя их можно «опрокинуть» кузов и заехать внутрь прицепа на квадроцикле и снегоходе. В прочем, по технике безопасности рекомендуется не заезд на технике в прицеп, а затаскивание ее с помощью лебедки, но решать вам. Все бортовые одноосные прицепы МЗСА опрокидываются, для двухосных требуются аппарели.

Цинк относится к материалам, широко используемым для защиты стали от коррозии. В промышленности его наносят на стальные детали различными способами.

К ним относятся: нанесение цинковых покрытий гальваническим способом , непрерывное горячее цинкование листового материала, проволоки и цинкование стальных изделий погружением.

Когда сталь покрывают цинком в первый раз, покрытие не успевает образовать защитную оксидную плёнку и цинк, скорее всего, окислится при контакте с пресной водой.
В то время, как многие из этих технологий покрытия используют сплавы цинка (например, с алюминием), большинство изделий покрываются практически только цинком. Общая проблема для всех этих изделий - это явление «белой ржавчины», для которой в качестве эвфемизма используют также название «белые пятна».

Хотя действие данного механизма вполне понятно, его распространение представляет серьёзную трудность, как для производителей гальванических изделий, так и для тех, кто пользуется этими изделиями. Проблема возникает из-за того, что часто бывает очень трудно распределить ответственность за ущерб, наносимый гальваническим изделиям белой ржавчиной, так как покрытие сразу после нанесения может быть в идеальном состоянии.

Особую трудность представляет экспорт или импорт в контейнерах, хранение в течение длительного периода и транзит из умеренных в тропические климатические зоны. После доставки покупатель может отказаться от покрытия из-за ржавчины, появившийся в ходе транспортировки. И кто же ответственен за это?

МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ БЕЛОЙ РЖАВЧИНЫ

Цинк - сравнительно реактивный металл и он активно реагирует и с кислотами, и со щёлочами. Лучше всего он проявляет свои антикоррозионные свойства в pH-нейтральной среде и потому является хорошим защитным покрытием практически при любом климате за исключением морского.

Как бы то ни было, долговечность цинковых покрытий, как и алюминиевых, зависит от формирования оксидной плёнки. После формирования данной оксидной плёнки уровень коррозии цинковых покрытий становится очень низким - обычно толщиной два микрона или меньше за год в нормальной среде.

Если покрытие на сталь было только что нанесено, цинк пока что не образует плёнки на поверхности. Химические реакции, требуемые для формирования этой плёнки, занимают некоторое время.

1. Фаза окисления 2Zn + O2 = 2ZnO
2. Фаза гидратации 2Zn = 2H2O + O2 = 2Zn(OH)2
3. Карбонизации 5Zn(OH)2 = 2CO2 + 2ZnCO3.3Zn(OH)2 + 2H2O

Именно формирование очень легко растворимой в воде оксидной плёнки обеспечивает нижний слой цинка хорошими антикоррозионными свойствами.

Другие реакции могут происходить при наличии хлоридов, сульфатов и других разъедающих веществ, которые могут сильно ускорить разрушение цинкового покрытия. Именно воздействие воды на поверхности со «свежими» цинковыми покрытиями является основным механизмом возникновения белой ржавчины.

Чистая вода (H2O) не содержит растворённых солей или минералов, и цинк довольно быстро реагирует с чистой водой, формируя гидроксид цинка - белый по цвету, относительно нестабильный оксид цинка. Если только что гальванизированная сталь будет подвергаться воздействию чистой воды (дождь, роса или конденсат) в среде, где не хватает кислорода, вода будет продолжать реагировать с цинком и постепенно разъедать покрытие. Наиболее часто распространённые условия, в которых появляется белая ржавчина - гальванические изделия хранятся плотно прижатыми друг к другу либо вода проникает между изделиями и остаётся на длительный срок.

В благоприятных (для белой ржавчины) условиях разъедание цинка может происходить при уровнях коррозии в 20-50 раз больших, чем обычно предполагается.

Большой слой белый ржавчины, вызванной водой, просочившейся между набором деталей

Гальванические изделия, прежде всего, пассивировались раствором дигидрата дихромата натрия, благодаря которому они приобрели лёгкий желтоватый оттенок и лучшую сопротивляемость ржавчине.

КАК ИЗБЕЖАТЬ ПОВЯЛЕНИЯ БЕЛОЙ ПЛЁНКИ

Существует некоторое количество простых советов, которые могут помочь вам сильно уменьшить или прекратить формирование белой ржавчины. Это:
Держите изготовленные изделия в сухости.

Упаковывайте изделия, чтобы между поверхностями циркулировал воздух.

Ставьте упакованные изделия под углом друг к другу, чтобы вода могла вытекать.

Обрабатывайте поверхность подходящим водоотталкивающим средством либо создавайте барьерные покрытия для предотвращения контакта влаги с гальванической поверхностью.
Обеспечьте необходимую вентиляцию при транспортировке гальванических изделий на длительные периоды.

ОБРАБОТКА ГАВЛЬВАНИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, ПОВРЕЖДЁННОЙ БЕЛОЙ РЖАВЧИНОЙ

Как только гальваническая поверхность начнёт реагировать, и сформируются соединения гидроксида цинка, желательно удалить соединения оксида с поверхности, так как:

• Их присутствие мешает формированию стабильных оксидов
• Их не видно
• Их воздействие на гальванизированную поверхность может варьироваться от очень слабого до особо сильного. Доступны различные способы решения проблем ржавчины на уровнях, где они обычно случаются.

1. Лёгкое поражение белой ржавчиной

Оно характеризуется формированием лёгкой плёнки из белого порошкового остатка и часто возникает на только что оцинкованных поверхностях во время сильных дождей. Это особенно явно видно на участках, которые были отполированы или отшлифованы. В ходе данного процесса пассивированная поверхность удаляется с оцинкованной, и цинк оказывается подвержен воздействию дождевой воды. При хорошей вентиляции и хорошей дренажной системе белая ржавчина вряд ли продвинется дальше этой поверхностной стадии. Её можно счистить при необходимости, но обычно она уходит сама с нормальным выветриванием и стоком. На этом уровне не требуется никаких специальных мер.

2. Умеренное поражение белой ржавчиной

Оно характеризуется явным потемнением и травлением гальванического покрытия под поражённым участком, слой ржавчины получается довольно большим. Толщину гальванического покрытия надо измерить для определения уровня поражённости покрытия. В большинстве случаев менее 5% гальванического покрытия будет удалено и потому никаких специальных мер не требуется, если внешний вид поражённого участка не очень важен для нормального использования изделия; остатки гидроксида цинка удаляются с помощью очистки проволочными щётками. Если такой внешний вид неприемлем, поражённую белой ржавчиной область можно обработать следующим образом:
Используйте проволочную щётку или абразивную тряпочку для удаления последствий коррозии.
Используйте тряпочку, пропитанную алюминиевой краской, протрите поверхность тряпочкой, чтобы нанести тонкий слой алюминиевой краски на поражённую область и связать её с находящимися рядом непоражёнными гальваническими поверхностями.

3. Серьёзное поражение белой ржавчиной

Оно характеризуется отложениями оксидов в больших количествах. Детали могут приклеиваться друг к другу. Области под оксидированными участками могут быть чёрными или демонстрировать проявления рыжей ржавчины. Проверка толщины покрытия определяет степень повреждения гальванического покрытия.

Для восстановления покрытия следует предпринять следующие действия:

Протрите поражённую область проволочной щёткой или отполируйте её для удаления всех продуктов оксидации и ржавчины.

Нанесите один или два слоя эпоксидной, богатой цинком краски, чтобы достичь требуемой толщины плёнки равной 100 микронам минимум

ХИМИЧЕСКОЕ УДАЛЕНИЕ БЕЛОЙ РЖАВЧИНЫ

Pasminco (теперь Zinifex) провёл исследование эффективности химического удаления белой ржавчины и доложил о результатах в Отчёте о техническом проекте No. D713C (6 июля1995).

В этом отчёте оценивалась эффективность нескольких химических технологий, основанных на дигидрате дихромата натрия, триоксиде хрома, гидроксиде натрия и хромовой кислоте соответственно.

В этом исследовании делается вывод об эффективности двух систем в области удаления белой ржавчины и ре-пассивации очищенной цинковой поверхности.

Это следующие комбинации:

• 420 г/л триоксида хрома + 0.5% азотной кислоты
• 200 г/лхромовойкислоты
• Раствор хромовой кислоты оказался наиболее эффективным для удаления остатков белой ржавчины с минимальным воздействием на подложку, в то время как комбинация триоксида хрома/хромовой кислоты лучше всего восстанавливала свойства цинковой поверхности, связанные с пассивацией.

Удаление белой ржавчины каждым из этих способов следует производить с соответствующей тщательностью и вниманием к проблемам окружающей среды и гигиены и охраны труда, связанным с обращением с химикатами данного типа. Эти технологии также подходят для местной обработки участков, поражённых белой ржавчиной.

Если белой ржавчиной поражены большие площади изделия, наиболее экономичным выходом может быть повторная гальванизация.

На краю этих перил появилась белая ржавчина в большом количестве. На тёмном участке исчезло практически всё цинковое покрытие в течение менее, чем 12 недель во время хранения во влажных условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Белая ржавчина - это явление, возникающее после нанесения покрытия. Ответственность за её появление лежит на том, как гальваническое изделие упаковывается, как с ним обращаются и как его хранят до установки и использования. Присутствие белой ржавчины не отражает эксплуатационные свойства гальванического покрытия, оно, скорее, демонстрирует то, что все вовлечённые в цепочку снабжения должны убедиться, что видят возможные причины появления ржавчины, и риск её возникновения на только что покрытой стали минимален.

Несмотря на широкий ассортимент кровельных материалов, сталь остается востребованным отделочным покрытием для крыш жилых и производственных зданий. Причиной этому является ее надежность и относительно недорогая стоимость. Что такое кровельная…

Многие люди, которые приобрели бижутерию из металла, потом жалуются на быстрое стирание блестящего слоя. Изделие просто теряет свой первоначальный вид, для дальнейшей носки такое украшение использовать уже нельзя. Поэтому и был изобретен уникальный…

Дамасская сталь – это металл, используемый для холодного оружия. Европейцы впервые столкнулись с этим материалом во время третьего Крестового похода. Он обладает уникальными свойствами, которые остаются востребованными уже около тысячи лет. Процесс…

Изделия из нержавеющей стали обладают высокой прочностью и сопротивляемостью коррозии. По этой причине их применяют для работы в агрессивных средах при обычных и высоких температурах. Преимущество нержавейкиСочетаясь с любимыми строительными…

Сталь является главным показателем качества всего ножа. Поскольку очень важно, чтобы клинок был изготовлен из прочного и долговечного материала и не требовал заточки после каждого применения на охоте. Выбор охотничьего ножа – довольно сложная…

Сталь – главная характеристика клинка. Конечно, сталь не служит единственной оценкой качества ножа. К важным показателям относятся форма и закалка клинка, степень удобства его рукоятки, материалы, которые применялись для изготовления всех элементов…

Воронением называют процесс получения на низколегированной или углеродистой стали тонкого слоя окислов железа. Внешний вид вороненой стали зависит от толщины данного слоя, которая дает разные цвета, сменяющие друг друга по мере нарастания пленки.…

Сталь – один из самых востребованных материалов на сегодняшний день. Она состоит из сплава железа с углеродом, иногда добавляются дополнительные элементы, чтобы придать нужные свойства материалу. Металл изготавливается по сложной технологии в…

Не у каждого из нас есть возможность побывать на сталелитейном предприятии и узнать, каким образом выплавляют сталь. Однако алгоритм производственного процесса выплавки стали знаком в общих чертах многим из нас еще со школьной скамьи. Инструкция …

Стальные кастрюли отличаются долгим сроком службы и красивым блеском. Чтобы ваша посуда всегда была чистая и ухоженная, необходимо соблюдать несколько простых рекомендаций. Вам понадобится- средства для мытья посуды;- жидкое мыло;- пищевая…

Именно крыша является самой дорогой частью при строительстве дома. Можно сэкономить на стеновом материале и на внутренней отделке, но никак не на кровельных материалах. Кровля выступает главным защитником дома. Именно от её надежности в полной мере…

Сталь – это сплав железа с другими металлами, например, с марганцем и вольфрамом. Но не смотря на то, что сталь более устойчива к ржавчине, чем чистое железо, она все равно будет потихоньку ржаветь. Это происходит из-за того, что железо в сплаве под…

Причины, по которым вам может понадобиться разрезать сталь, разнообразны, как и области применения самой стали. Существуют стали множества разных видов, например, малоуглеродистая сталь, ферритная, аустенитная и мартенситная нержавеющая стали. Сталь…

На рис. 11.54 дан внешний вид изделий, пораженных белой ржавчиной в различных стадиях ее развития. Она представляет из себя рыхлый белый налет на поверхности изделия, являющийся оксидом цинка. После механического удаления этого белого налета остаются видимые следы разрушения поверхности, заключающиеся в появлении более темных пятен на поверхности, а также (в случае очень сильных повреждений) визуально видимые углубления. На самом деле уменьшение толщины покрытия в таких поврежденных местах относительно невелики (порядка нескольких мкм), но и это вызывает серьезные опасения будущих потребителей продукции.

Поэтому очень часто (чаще, чем хотелось бы) от потребителей определенных типов оцинкованной продукции (не будем скрывать, что почти 100% это барьерные ограждения) высказываются претензии, вплоть до финансовых, по поводу появления белого налета на поверхности изделий.

Рис. 11.54. Виды проявления белой ржавчины на хранящихся изделиях - от незначительного (левый и средний рисунки) до глубокого поражения (правый рисунок).

Белая ржавчина является продуктом взаимодействия свежеполученного цинкового покрытия с кислородом воздуха. Причины и условия образования белой ржавчины сейчас хорошо изучены, предложены методы как профилактики, так и борьбы с ней, в том числе радикальные, хотя и дорогостоящие.

Как мы уже говорили ранее, цинк является очень активным металлом, и он активно взаимодействует с кислородом воздуха. Однако возникающая на поверхности цинка защитная пленка из основного карбоната цинка, будучи почти непроницаемой для кислорода и влаги, резко ограничивает дальнейший процесс взаимодействия цинка с кислородом.

На поверхности цинка в условиях внешней среды (то есть в присутствии кислорода, углекислого газа и воды) происходят следующие химические реакции:

2Zn + O 2 → 2ZnO

2Zn + 2H 2 O + O 2 → 2Zn(OH) 2

Zn(OH) 2 → ZnO + H2O

5Zn(OH) 2 + 2CO 2 → 2ZnCO 3 * 3Zn(OH) 2 + 2H 2 O

5ZnO + 2CO 2 + 3H 2 O → 2ZnCO 3 * 3Zn(OH) 2

5Zn(OH) 2 + 2 SO 2 + O 2 → 2ZnSO 4 + 2H 2 O

В условиях относительно сухой среды (то есть при влажности воздуха 60-70%) происходят, в основном, четвертая и пятая реакции, но эти реакции идут достаточно медленно, и, скажем, за неделю достаточно плотным слоем покрывается не более половины оцинкованной поверхности, а вся поверхность оказывается достаточно эффективно защищенной через месяц - три месяца хранения (или службы) на открытом воздухе в условиях минимального периодического увлажнения изделия.

Иное происходит, если только что оцинкованное изделие с еще влажной поверхностью упаковывается в пачки и далее хранится на открытом воздухе в условиях, когда вероятность образования конденсированной (дождевой) влаги велика, а условия ее быстрого испарения или удаления недостаточны (рис. 11.55) . В этих условиях преобладают реакции 1-3. В результате получаются гидроксид и оксид цинка – вещества в виде белого порошка, обладающие низкой адгезионной способностью к поверхности, легко пропускающие кислород к цинку и допускающие его последующее окисление. Кроме того, гидроксид цинка легко смывается с поверхности дождем.

Рис. 11.55. Общепринятый (неправильный ) способ хранения оцинкованных дорожных ограждений.

Опасность при образовании белой ржавчины представляют участки соприкасающихся между собой поверхностей. На рис. 11.56 показаны поверхности уголкового оцинкованного проката, соприкасавшиеся друг с другом в условиях неправильного хранения. В этих местах задерживается дождевая влага (или конденсируется влага из воздуха при нахождении изделий на воздухе при температуре ниже точки росы), а испаряется она в последнюю очередь. В эти области затруднен подвод углекислого газа, способствующего образованию плотной оксидно-карбонатной пленки, что и приводит к серьезному развитию процессов образования белой ржавчины.

На рисунке 11.57 представлены результаты экспериментов, наглядно показывающих различие в скорости коррозии на свежеоцинкованной поверхности и на цинковой поверхности, которая закрыта плотной карбонатно-оксидной пленкой. Опыты проводились в реальной атмосфере конкретного города (г. Миддльтаун, штат Огайо). Кривые представлены в координатах величина потерь массы образца – время выдержки. Верхняя кривая представляет условия, когда только что оцинкованный образец был выставлен для экспозиции в период дождей, нижняя – когда начало экспозиции образца началось в условиях относительно сухой погоды (то есть при отсутствии дождей в течение нескольких недель). Видно, что результаты эксперимента полностью идентичны друг другу за исключением начального периода экспозиции, когда защитная пленка в условиях дождливой погоды еще только формировалась.

Рис. 11.56. Характер развития белой ржавчины на уголковом оцинкованном железе в местах соприкосновения изделий друг с другом при неправильном хранении.

Опыты показывают, что оксидно-карбонатная пленка заканчивает свое формирование примерно за 100 дней (чуть более трех месяцев) в сухом воздухе, 14 дней при относительной влажности 33% и от одного до шести дней при влажности 75%. При этом в результате многочисленных реакций, о которых говорилось выше, поверхность становится более грубой и приобретает более темный оттенок.

Рис. 11.57. Потеря массы свежеоцинкованных образцов как функция времени для различных условий экспонирования: в сырую погоду (верхняя кривая) и в относительно сухую погоду (нижняя кривая).

Причина постепенного уменьшения толщины цинкового покрытия – это, как ни странно, нахождение покрытия во влажном состоянии, и чем эта величина больше, тем скорость уменьшения толщины покрытия больше. Дело в том, что и дождь, и конденсат из воздуха по утрам (роса) – это вода, содержащая очень малое количество стабилизирующих солей (солей жесткости), но растворившая из воздуха некоторое количество сернистого газа, который попадает в воздух в результате промышленной деятельности человека (сжигание угля, выхлопные газы автомобилей и т.п.). Именно образующиеся на поверхности изделия кислоты служат основной причиной постепенного растворения цинкового покрытия, и скорость исчезновения покрытия поэтому пропорциональна доле времени, когда поверхность изделия находится во влажном состоянии. Согласно реакции 6 на поверхности изделия в результате взаимодействия SO 2 с оксидно-карбонатной пленкой образуются растворимые соли, которые затем уносятся с поверхности стекающей влагой.

Обнаружено, что именно периодичность смачивания и высушивания оказывает главное влияние на скорость исчезновения покрытия. В то же время наличие влаги на поверхности способствует восстановлению оксидно- карбонатного слоя на поверхности покрытия.

Скорость коррозии возрастает с повышением температуры и влажности, что естественно с точки зрения информации, представленной выше, и это наглядно иллюстрируют следующие два рисунка (11.58 и 11.59).

Иногда при очень сильно развитой белой коррозии после удаления белого порошка (механически или дождем) обнаруживаются следы этой коррозии в виде черных пятен различного размера. Исследования показали, что это результат существующей технологии, а именно, в состав цинкового покрытия входит свинец в количестве 0,6-1,4%. Этот свинец в результате коррозии взаимодействует с цинком, в результате чего на поверхности выседает мелкодисперсный металлический свинец. Но, как уже говорилось ранее, через три месяца максимум все изменения в цвете исчезают – покрытие становится темносерым и ровным по поверхности. Изменения же толщины покрытия за счет белой ржавчины незначительны и не превышают нескольких микронов. Поскольку толщина покрытия на изделиях превышает минимально допустимую раза в полтора, такое уменьшение не влияет на работоспособность изделия. При минимальном поражении изделия белой ржавчиной после удаления последней механическими или химическими способами это изделие может успешно служить практически с тем же самым временем жизни (рис. 11.60 ).

Несколько хуже обстоит дело с белой ржавчиной на листах, полученных методом непрерывного цинкования. По технологиям непрерывного цинкования в расплав добавляется значительно большее количество алюминия, и при цинковании листа алюминий откладывается на поверхности. Потемнение листа вследствие образования карбонатно-гидроксидной пленки протекает значительно медленнее, и последствия «белой ржавчины» проявляются на листах значительно большее время (рис. 11.61).

Особенно развитию белой ржавчины способствует наличие в атмосфере аэрозолей, содержащих хлориды. На рис. 11.62 показано влияние этого воздействия на крышу объекта, расположенного в двух километрах от морского побережья.

Рис. 11.58 . Зависимость скорости коррозии (в виде доли поверхности, пораженной белой ржавчиной) от температуры.

Рис. 11.59. Зависимость скорости коррозии (в виде доли поверхности, пораженной белой ржавчиной) от влажности при 25°С и 38°С.

Рис. 11.60. Изделие, пораженное белой ржавчиной, успешно используется по своему прямому назначению.

Рис. 11.61.

Для борьбы с белой ржавчиной предложен ряд радикальных мер. Самый эффективный способ – это использование хроматных растворов в составе ванны охлаждения. Предложено множество рецептов состава этих растворов, которые позволяют получать не только эффективную защиту от белой коррозии, но и в определенных пределах изменять цвет покрытия (светлое, голубое и радужное пассивирование). При этом на поверхности изделий создается прочная, не пропускающая кислорода, не растворимая в воде хроматная пленка. Изделия, обработанные таким образом, можно сразу же после изготовления перевозить открытым способом даже в условиях такой агрессивной среды, как морская поверхность.

Рис. 11.62. Характер развития белой ржавчины на крыше объекта, расположенного в 2 км от морского побережья через два года после строительства.

Однако у метода имеется лишь один, но существенный недостаток – шестивалентный хром является сильнейшим ядом для живых организмов. Его ПДК является одним из самых низких из применяемых в промышленности металлов. Хром, как, впрочем, и еще один элемент, кадмий, не входит в состав биологических циклов человека, поэтому, накапливаясь в организме, он постепенно отравляет его. Поэтому в настоящее время в Европе принято решение о постепенном выведении указанных элементов из технологической практики, сначала из процессов, где происходит непосредственный контакт человека с растворами, содержащими указанные элементы, затем из тех процессов, где контакт человека с продукцией, содержащей данные вещества, минимален.

Очевидно, что ванна охлаждения изделий – это то место, где контакт человека с хроматами максимален. В результате окунания горячего изделия в ванну поднимается в воздух большое количество паров и аэрозолей. Поэтому хроматный способ защиты оцинкованных изделий сейчас находится под запретом.

В настоящее время разработаны и продолжают разрабатываться «бесхроматные» способы защиты изделий от белой коррозии. В России это, прежде всего, разработки ИФХ РАН. По эффективности некоторые из них приближаются к эффективности хроматной обработки, но цена еще достаточно высока, поэтому они применяются или могут применяться только там, где это технологически необходимо.

Очевидно, однако, что если хранить изделия правильно, можно добиться хороших результатов и не прибегая к вышеупомянутым способам защиты. В случае, когда невозможно установить полученные дорожные оцинкованные изделия непосредственно на местах, где дождевая или конденсационная влага быстро удаляются с поверхности, связки балок дорожного ограждения необходимо хранить под углом, как это показано на рис. 11.63