Представление об эффективности защитного цинкового покрытия дает таблица, приведенная ниже. Контрольные образцы без покрытия из стали 20 подвергались действию различных сред, перечисленных в таблице, и результат сравнивался с аналогичными образцами с покрытием.
|
Среда |
Во сколько раз эффективней |
|
Влажный воздух |
24 |
|
Вода, содержащая сероводород (Н2S, 500 мг/л) |
92 |
|
Морская коррозия (зона ватерлинии — область переменного смачивания, где обеспечен хороший обмен воздуха при наличии влажной среды с повышенной концентрацией растворенных солей) |
60 |
|
Системы горячего (холодного) водоснабжения ЖКХ |
42 |
|
Технические среды, например, вода на нефтеперерабатывающих и коксохимических заводах |
5 |
К защитному покрытию дополнительно предъявляются требования по износостойкости. Они должны быть стойкими к абразивному износу. Это означает, что в защитном покрытии должны отсутствовать различные включения, например золы или шлака. Кроме того, должны отсутствовать непокрытые участки трубы.
Цинковое покрытие внутренней поверхности должно иметь одинаковую толщину и требуемую техническими условиями шероховатость.
К достоинствам цинкового покрытия следует отнести высокие технико-экономические показатели процесса нанесения покрытия, так, как технологический процесс нанесения покрытия хорошо механизирован и автоматизирован.
Типы цинкового покрытия классифицируются по технологии нанесения покрытия:
-
покрытие, полученное осаждением цинка из раствора электролита при пропускании через него тока, — гальваническое;
-
покрытие, полученное напылением цинка, — металлизационное;
-
покрытие, полученные погружением в расплав цинка;
-
покрытие, полученное нанесением порошков, содержащих цинк, при высоких температурах, — диффузионные;
-
покрытие, полученное нанесением различных композиций, содержащих цинк;
-
покрытие из цинка плюс полимерное или лакокрасочное, — комбинированное.
На практике нашли наибольшее применение покрытия диффузионного типа: в порошковых смесях и в расплаве цинка.
Несмотря на то, что характер связи цинкового покрытия с основным металлом в обоих случаях определяется процессом диффузии, тем не менее эти два вида покрытий отличаются по свойствам. В первую очередь эти отличия касаются состава фаз и, как следствие, коррозионной стойкости, химическим, физическим и прочностным свойствам (твердости, пористости, прочности связи с покрываемым металлом, и др.).
Оцинкованные трубы ВГП в основном производятся методом горячего цинкования. ГОСТ 3262–75 регламентирует толщину наружного и внутреннего цинкового покрытия не менее 30 мкм. Однако, как показала практика, в зависимости от применяемого оборудования на заводах СНГ толщина цинкового покрытия может быть и более 30 мкм.
В ряде отраслей более широкое распространение получили диффузионно оцинкованные трубы, покрытие которых образуется из цинкосодержащих смесей при высокой температуре. Это химическая, судостроительная, нефтеперерабатывающая, нефтедобывающая и др. отрасли.
По прочности сцепления защитного цинкового покрытия с основным материалом диффузионное покрытие превосходит горячеоцинкованное, которое, в свою очередь, превосходит гальваническое.
Для диффузионного покрытия характерна более высокая микротвердость. Величина микротвердости верхних слоев горячецинковых покрытий составляет не более 600–900 МПа, а диффузионных — 3360–5200 МПа.
Толщина диффузионных покрытий реализуется в диапазоне 25–110 мкм, что является следствием их безпористости и процесса их образования.
Исследования различных цинковых покрытий показали, что для таких покрытий, как гальванические, металлизированные и полученные в расплаве в процессе эксплуатации, имеют место рыхлые продукты коррозии, которые легко удаляются при взаимодействии с окружающей средой, что способствует развитию коррозии. Продукты разрушения диффузионного покрытия наоборот обладают защитными свойствами, так как образуют плотные слои.
К недостаткам горячеоцинкованного покрытия следует отнести более высокую вероятность отслоения покрытия при операциях гибки или вальцовки, если покрытие имеет большую толщину.
Затраты на изготовление диффузионного покрытия приблизительно в два раза больше, чем горячеоцинкованного. Стоимость других типов цинкового покрытия значительно выше, чем диффузионного и горячеоцинкованного.