Когда говорят про цинковые пары, многие сразу представляют себе лабораторный эксперимент — две пластинки в стакане с электролитом. На практике же, особенно в горячем цинковании, всё куда прозаичнее и сложнее. Это не просто пара элементов, а постоянный источник головной боли, связанный с локальными коррозионными ячейками, которые могут ?съесть? казалось бы идеально оцинкованную деталь изнутри. Часто вижу, как технологи грешат на качество самого цинка или температуру ванны, а проблема кроется в подготовке поверхности и тех самых неконтролируемых электрохимических парах.
Взять, к примеру, наш стандартный процесс. Деталь после травления и флюсования должна быть идеально чистой. Но если где-то в пазухе, в месте сварного шва, осталась окалина или даже невидимая глазу плёнка — вот она, готовая площадка для формирования микрогальванической пары. Цинковое покрытие ляжет, но адгезия в этом месте будет слабой. В процессе эксплуатации, при попадании влаги, этот участок станет анодом, а вся остальная поверхность — катодом. Начинается ускоренная коррозия, причём точечная, которую снаружи не сразу увидишь.
Один из самых показательных случаев был с партией опор для освещения. Визуально — брака нет. Но через полгода в полевых условиях у заказчика начались жалобы на рыжие подтёки в определённых местах. Разбирались долго. Оказалось, проблема в конструкции самой детали: глубокий закрытый коробчатый профиль, который плохо промывался после травления. Внутри оставались микроколичества кислоты. В ванне цинк туда всё-таки попал, но образовал с остаточной окалиной ту самую активную цинковую пару. Решение пришло не сразу — пришлось пересматривать технологию промывки и добавить этап принудительной продувки скрытых полостей сжатым воздухом.
Именно такие нюансы и отличают формальный подход от реального. Можно иметь мощное оборудование, как, скажем, у ООО Сюйчжоу Кэцзюйлисинь Машинери с их резервной мощностью в 100 000 тонн, но без глубокого понимания этих локальных электрохимических процессов можно постоянно сталкиваться с рекламациями. На их сайте kejulixin.ru видно, что компания прошла путь от одного котла до высокотехнологичного предприятия, и я уверен, что подобные проблемы с паразитными парами на пути им встречались не раз.
Часто думают, что главное — это сам процесс погружения в расплав. Это ошибка. 80% успеха — это подготовка. Любая неоднородность поверхности — разная шероховатость, следы от разных инструментов, смешение марок стали в одной конструкции — это потенциальные очаги для образования гальванических пар. Особенно коварны сварные швы, если присадка для сварки отличается по электрохимическому потенциалу от основного металла.
У нас был проект с металлоконструкциями для прибрежной зоны. Спецификация требовала высокую коррозионную стойкость. Всё сделали по стандарту, но сменили поставщика проволоки для сварки на более дешёвую. Результат? Через год в местах сварки пошли характерные ?звёздочки? коррозии. Пара ?основной металл — металл шва? под цинковым покрытием сработала как раз в агрессивной среде. Пришлось демонтировать, зачищать и переделывать, используя проверенные материалы. Это дорогой урок, который теперь всегда вспоминаю, глядя на сварные узлы.
Тут, кстати, важно отметить работу исследовательских подразделений. Когда компания, как та же ООО Сюйчжоу Кэцзюйлисинь Машинери, заявляет о 20-летних исследованиях в отрасли и создании дочерней компании по интеллектуальным технологиям горячего цинкования, это как раз про борьбу с такими скрытыми проблемами. Речь идёт не просто о роботизации, а о контроле качества на микроуровне, в том числе и о предотвращении условий для образования дефектных пар.
Ещё один момент, который часто упускают из виду — влияние режима цинкования на структуру покрытия и, как следствие, на его электрохимическое поведение. Слишком высокая температура ванны или длительная выдержка могут привести к активному росту интерметаллидных фаз (слоёв Fe-Zn). Эти фазы имеют разный потенциал. И если внешний слой — это чистый эта-слой цинка, а ближе к стали формируется хрупкий дзета-слой, то между ними тоже может возникнуть разность потенциалов. Это уже внутренняя цинковая пара в самом покрытии.
На практике это выливается в снижение пластичности покрытия и его склонность к микротрещинам. А где трещина — там доступ электролита и ускоренная коррозия. Поэтому так важен точный контроль. Не просто ?держать 450-460 градусов?, а подбирать режим под конкретную марку стали, форму и толщину детали. Иногда лучше немного ?недодержать?, получив более пластичное, хоть и чуть менее толстое покрытие, чем получить пережжённый, хрупкий ?пирог?, который облезет при первом же механическом воздействии.
В больших цехах, с их объёмами, добиться такого индивидуального подхода сложно. Но возможно, если процесс цифровизирован. Думаю, именно к этому стремятся компании, развивающие интеллектуальные технологии в этой области. Когда каждый котёл, каждая линия оснащена датчиками, а система сама корректирует параметры, минимизируя риски.
Самый сложный вопрос — как проконтролировать эти скрытые угрозы? Стандартные испытания на толщину покрытия и адгезию (удар, изгиб) здесь могут не сработать. Они покажут грубые дефекты. А микропары останутся невыявленными.
Мы для ответственных проектов внедрили дополнительный этап — ускоренные коррозионные испытания образцов-свидетелей, вырезанных из тех же заготовок и прошедших весь цикл вместе с партией. Не просто солевой туман по ГОСТ, а, например, циклические испытания с попеременным увлажнением и высыханием. Это дороже и дольше, но иногда только так можно спровоцировать проявление скрытого дефекта на ранней стадии, до отгрузки.
Порой помогает и просто опытный взгляд. Знакомый технолог из одного цеха мог по едва уловимому оттенку цвета покрытия на краю детали заподозрить перегрев и риск образования нежелательных интерметаллидов. Это уже искусство, которое не заменить машиной. Но именно сочетание такого опыта и современных методов контроля, на мой взгляд, даёт наилучший результат.
Размышляя об этом, понимаешь, что борьба с цинковыми парами — это по сути борьба за однородность. Однородность подготовки, однородность состава стали, однородность температурных полей в ванне. Чем ближе к идеалу по всем этим параметрам, тем меньше шансов у коррозии найти слабое место.
Отрадно видеть, как отрасль движется в эту сторону. Когда предприятия не просто наращивают площади, как в случае с переездом в промышленный парк в Пичжоу с инвестициями в 180 миллионов, а вкладываются именно в исследования и ?интеллект? процесса. Это путь от ремесла к точной науке.
В конечном счёте, для заказчика важно не то, сколько тонн мы можем оцинковать, а то, сколько лет простоит его конструкция без признаков ржавчины. И каждый раз, решая очередную проблему с локальной коррозией, мы по крупицам собираем знание о том, как сделать покрытие не просто присутствующим, а по-настоящему работающим. И эти самые цинковые пары, с которых начался разговор, — лучший учитель в этом деле, хоть и очень строгий.
