Цинковые противокоррозионные покрытия нашли наибольшее применение среди металлических покрытий в связи с довольно высокими защитными свойствами цинка в нейтральных и слабощелочных средах, а также вследствие относительной простоты и невысокой стоимости его нанесения. Цинк наносят на стальную поверхность конструкций, изделий и деталей электроосаждением, погружением в расплав, газотермическими методами (электродуговым и газопламенным распылением) и термодиффузионным методом, а так же нанесением составов для холодного цинкования.

Выбор того или иного метода нанесения цинка определяется требованиями к покрытию, эксплуатационными факторами, условиями нанесения и экономическими аспектами.

Гальваническое цинковое покрытие получается электрокристаллизацией в ванне с раствором цинкового электролита, при этом толщина покрытий не превышает 40-60 мкм. Этот метод обычно используется для геометрически простых и небольших деталей. Удобен для покрытия мелких деталей в барабанах или для непрерывного покрытия листов и проволоки. Преимуществом электроосаждения является возможность нанесения покрытий заданной толщины с высокой точностью. Недостатком является вредность и непривлекательность производства, необходимость устройства дорогостоящих очистных сооружений.

Горячее цинкование в расплаве применяется для получения толстых, более долговечных покрытий. Это наиболее распространенный метод цинкования – около 40% мирового производства цинка затрачивается на горячие покрытия для стальных конструкций и изделий. Сущность цинкования горячим способом состоит в том, что изделие, прошедшее ряд подготовительных операций, погружается в расплав цинка с температурой 450-460°С. Размер изделия, которое подвергается обработке, ограничивается размером ванны, однако техника двойного погружения (сначала одним концом, затем другим) позволяет обрабатывать изделия длиной до 30 м.

Преимущество процесса распыления цинка состоит в том, что оборудование компактно, переносного тина и может быть использовано в любом месте на больших и малых конструкциях. Толщину покрытий можно регулировать в пределах от 50 до 500 мкм. Используются обычно методы электродугового или газопламенного распыления, при котором цинк в виде проволоки или порошка расплавляется под действием электрической дуги или пламени газовой горелки и с помощью сжатого воздуха напыляется на поверхность защищаемой конструкции. Защищаемая поверхность перед нанесением покрытия должна быть очищена путем абразивной обработки и обдувки чистым сжатым воздухом. Процесс неудобен для покрытия внутренних полостей или изделий сложной формы. Покрытия получаются пористыми, но при необходимости поры могут заполняться различными пропитками или нанесением поверх цинка лакокрасочных покрытий.

Термодиффузионные покрытия получаются в результате контакта при температуре 350-400°С защищаемого изделия с шихтой, состоящей из смеси цинковой пыли с мелким песком или кремнеземом. Такие покрытия отличаются равномерностью на изделиях сложной формы, поэтому предпочтительны в том случае, когда требуется определенный допуск по размеру или покрытие полых деталей. Покрытия получаются твердые с высоким сопротивлением к истиранию.

Составы для холодного цинкования - это относительно молодой способ защиты. Процесс обработки металла - нанесение мелкодисперсного порошка цинка в специальном связующем. Холодное цинкование обладает преимуществами цинковых и лакокрасочных покрытий. Основными преимуществами являются возможность нанесения и ремонта в полевых условиях и дешевизна способа, относительно других видов цинковой защиты.

Имеются две основные причины широкого применения цинковых покрытий. Первая - высокая природная стойкость цинка в атмосферных условиях, и вторая – анодное поведение цинка по отношению к стали. Во втором случае цинк, находящийся на поверхности стали, растворяется, защищая при этом основной металл.

Скорость коррозии цинка в атмосфере зависит от ее агрессивности и составляет от 2 мкм/год для сельской местности до 10 мкм/год в морской и промышленной атмосфере, Цинковые покрытия проявляют высокие защитные свойства в морской воде, где скорость коррозии цинка изменяется в диапазоне 10-25 мкм/год в зависимости от температуры, солености, различных загрязнений. Скорость коррозии резко возрастает при высоких скоростях потока, например, в трубопроводах. При скорости воды 3 м/с коррозионные потери могут составить до 50 мкм/год.

В табл. представлены данные по скорости коррозии и долговечности цинковых покрытий в различных типах атмосферы.

Таб. Скорость коррозии и долговечность цинковых покрытий