Гост на холодное цинкование металла
ГОСТ Р 9.316-2006
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Единая система защиты от коррозии и старения
ПОКРЫТИЯ ТЕРМОДИФФУЗИОННЫЕ ЦИНКОВЫЕ
Общие требования и методы контроля
Unified system of corrosion and ageing protection. Thermodiffusion zinc coatings. General requirements and control methods
Дата введения 2007-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 213 "Металлические и другие неорганические покрытия" и ТК 214 "Защита изделий и материалов от коррозии"
4 ИЗДАНИЕ (июнь 2020 г.) с Поправкой (ИУС 2-2007)
Введение
Термодиффузионное цинкование поверхностей изделий предназначено для повышения их коррозионной стойкости.
Термодиффузионное цинковое покрытие является анодным по отношению к черным металлам и электрохимически защищает сталь от коррозии. Оно обладает прочным сцеплением (адгезией) с основным металлом за счет взаимной диффузии железа и цинка в поверхностных интерметаллидных фазах, поэтому не происходит отслаивания и скалывания покрытия при ударах, механических нагрузках и деформациях обработанных изделий. ГОСТ 9.302 не устанавливает метод испытания по оценке адгезии термодиффузионных цинковых покрытий. Установленные в ГОСТ 9.302 методы испытаний прочности сцепления (адгезии) цинковых покрытий широко используются и рекомендуются для оценки прочности сцепления между различными слоями термодиффузионного цинкового покрытия, однако в отдельных случаях могут оказаться более приемлемыми другие испытания, что должно быть установлено по согласованию с потребителем.
Преимущество термодиффузионной технологии покрытий по сравнению с гальваническими состоит не только в ее превосходстве по коррозионной стойкости, но и в том, что она не вызывает необратимого водородного охрупчивания металла во время процесса нанесения (непосредственно в контейнере). Обработка изделия до и после нанесения покрытия должна исключать возможность появления водородного охрупчивания. Водородное охрупчивание в высокопрочных стальных изделиях должно быть исключено, поэтому когда данное требование установлено потребителем, отсутствие водородного охрупчивания определяют в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
Термодиффузионное цинковое покрытие точно повторяет контуры изделий, оно однородно по толщине на всей поверхности, включая изделия сложной формы и резьбовые соединения.
Термодиффузионное цинковое покрытие в основном состоит из железоцинковой -фазы переменного состава, содержащей до 10% железа.
В связи с присутствием на поверхности покрытия примеси железа при воздействии повышенной влажности или конденсата на поверхности оцинкованного изделия может появляться бурый налет, который не является признаком появления очагов коррозии основного металла. В целях сохранения декоративных свойств и дополнительного увеличения коррозионной стойкости детали, покрытые методом термодиффузионного цинкования, подвергают последующей дополнительной обработке поверхности. Кроме того, дополнительная обработка цинковых покрытий предназначена для того, чтобы замедлить или предотвратить образование белых продуктов коррозии на поверхностях, подвергаемых воздействию атмосфер с высокой влажностью, соленой воды, морских атмосфер или циклам конденсации и высыхания.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на защитные цинковые покрытия (далее - покрытия), наносимые методом термодиффузионной обработки в порошковых смесях, предназначенные для обеспечения коррозионной стойкости изделий, деталей и другой металлопродукции из стали, в том числе повышенной прочности, а также из чугуна и медных сплавов (далее - изделия), и устанавливает общие требования к покрытиям и методы контроля их качества.
Покрытие не рекомендуется применять на изделиях, которые при работе достигают температуры 370°С и выше или контактируют с другими деталями, достигающими этих температур.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 9.008 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Термины и определения
ГОСТ 9.014 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования
ГОСТ 9.054 Единая система защиты от коррозии и старения. Консервационные масла, смазки и ингибированные пленкообразующие нефтяные составы. Методы ускоренных испытаний защитной способности
ГОСТ 9.105 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Классификация и основные параметры методов окрашивания
ГОСТ 9.301-86 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования
ГОСТ 9.305 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получения покрытий
ГОСТ 9.306 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения
ГОСТ 9.307 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия цинковые горячие. Общие требования и методы контроля
ГОСТ 9.401 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов
ГОСТ 9.402 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию
ГОСТ 9.407 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Метод оценки внешнего вида
ГОСТ 9.908 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости
ГОСТ 12.3.008 Система стандартов безопасности труда. Производство покрытий металлических и неметаллических неорганических. Общие требования безопасности
ГОСТ 1497 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ 12601 Порошок цинковый. Технические условия
ГОСТ 16093 (ИСО 965-1:1998, ИСО 965-3:1998) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором
ГОСТ 22356-77 Болты и гайки высокопрочные и шайбы. Общие технические условия
Действует ГОСТ 32484.1-2013 (EN 14399-1:2005) "Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Общие требования".
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Классификация и обозначение покрытий
3.1 Классы покрытий в зависимости от толщины цинкового покрытия определяют по таблице 1.
Технология холодного цинкования
Чтобы обеспечить металлоконструкциям защиту от коррозии, с 1942 года во всем мире применяют метод холодного цинкования.
Согласно особенностям технологии, на металлоповерхность наносят смесь с высоким содержанием цинка. В момент контакта металла с цинком происходит электрохимическая реакция.
Благодаря этому цинк теряет электроны и расходуется намного быстрее, что предупреждает образование коррозии до момента его полного истощения.
При нанесении веществ на металлические поверхности, с признаками ржавления, появляется возможность остановить образования коррозии.
Данный способ обработки называют катодной (активной) защитой. В свою очередь оцинковка металла также обеспечивает барьерную (пассивную) защиту за счет формирования на поверхности пленки высокой плотности.
Она исключает проникновение к металлу влаги и кислорода. Это увеличивает срок службы конструкции.
Обработка поверхности металлоконструкций осуществляться с использованием разных антикоррозийных композиций, особенности состава, свойства и характеристики которых устанавливаются профильным стандартом – ГОСТ 9.305-84.
Настоящий стандарт определяет требования к металлическим и неметаллическим основаниям, производство которых выполнялось по электрохимической и химической методике.
Согласно требованиям ГОСТ 9.305-84, смеси для проведения холодного цинкования допускается использовать на разных конструкциях, за исключением деталей, выполненных из высокопрочных сталей и магниевых сплавов. Перед нанесением антикоррозийных составов металлическая поверхность проходит определенную подготовку.
Работы по подготовке включают:
- удаление загрязнений и солей путем обмыва поверхности;
- очистка металла абразивоструйным, гидроабразивным или гидродинамическим методом, что позволяет удалить ржавчину и окалину, а также придать поверхности нужный уровень шероховатости;
- высушивание детали, если очистка проводилась гидроабразивным или гидродинамическим методом;
- удаление заусенец, острых кромок и варочных брызг (эти работы выполняются вручную);
- очистка от пыли путем использования воздушных потоков, которые направляют на поверхность под высоким давлением.
Подготовка металлоконструкций предполагает полную очистку поверхности, на которой не должно оставаться жира и следов масел (для этого применяются растворители).
По завершению подготовительных работ проводятся мероприятия по нанесению выбранного состава на поверхность изделия. Холодный способ обработки предполагает поддержание в помещении, где наносится цинковый состав, температурного режима в диапазоне от -20°C до +40°C.
При этом, согласно рекомендациям производителей таких составов, поверхность обрабатываемой детали должна быть минимум на 3°C больше точки росы. Если это условие будет нарушено, то на изделии образуется влага, которая снижает качество нанесенного защитного слоя.
Рассчитывают точку росы при помощи психрометра, термометра, гигрометра или другого устройства. Полученные показания сравнивают с параметрами, которые приведены в таблице.
Зависимость точки росы от температуры и относительной влажности
Важно отметить, что наносить каждый последующий слой покрытия можно только после полного высыхания предыдущего слоя.
На очищенную поверхность наносят антикоррозийную композицию, в составе которой присутствует цинк. Чтобы исключить образование конденсата, наносить составы следует с учетом рекомендаций производителей в отношении рабочих температур.
Нанесение краски с цинком осуществляется в несколько слоев. При этом каждый последующий слой наносят только после полного высыхания предыдущего. Ускорить высыхания краски позволяет безвоздушная технология или применение пневмокраскопультов.
Качество нанесенного защитного покрытия, а также уровень адгезии проверяют с помощью специальных измерительных устройств. Также проводится визуальный осмотр для выявления участков, которые необходимо доработать, и других дефектов покрытия.
Требования нормативных актов и стандартов
Материалы, используемые при холодной оцинковке металла, в обязательном порядке должны отвечать нормам, которые определяет ГОСТ 9.305-84. Отдельные характеристики регламентируются рядом нормативно-правовой документации и стандартами: ISO 8502-3, ГОСТ 12.2.052 и ISO 8503-1.
Так, проверка качества удаления пыли с поверхностей металлоконструкций осуществляется путем определения объема и размера частиц пыли, что прописано в положениях стандарта ISO 8502-3.
Проверка качества обезжиривания проводится с помощью люминесцентного метода, согласно требованиям ГОСТа 12.2.052, а степень шероховатости определяют с использованием классического профилометра или специального компаратора – согласно требованиям 8503-1.
Чем отличаются технологии горячего и холодного цинкования
На данный момент существует два вида цинкования – это горячий и холодный метод. Технологию горячего цинкования разработали 160 лет назад. После открытия этот метод обработки металла был признан стандартом. Это обусловлено высокой степенью защиты обрабатываемых поверхностей от процессов коррозии. После открытия данный метод не изменился с технической точки зрения.
Технология предполагает опускание металлоконструкции в ванну с цинковым составом, разогретым до температуры 400°C. После этого изделие подвешивают до полного высыхания покрытия.
Благодаря полному погружению конструкции в антикоррозийный состав удается получить однородное покрытие, поскольку так цинк заполняет все имеющиеся трещины и труднодоступные участки. Защитное покрытие способно прослужить до 60 лет, период службы напрямую зависит от условий эксплуатации.
Метод холодного цинкования изобрели в 40-х годах прошлого столетия. Благодаря практичности и относительной простоте нанесения антикоррозийных составов популярность данной технологии стремительно растет.
Красноречивым доказательством надежности и долговечности покрытий, наносимых при помощи данной технологии, выступает самый крупный водопровод мира (протяженностью 460 км), расположенный в Австралии.
Конструкция была обработана в 1942 – 1944 гг. притом, что покрытие с того времени не обновлялось. Учитывайте, что в те времена использовалось старое оборудование, а толщина одного слоя покрытия составляла только 75 мкм.
Холодная оцинковка металла предполагает нанесение на металлоповерхности смесей, в которых присутствует цинк в объеме 92 – 96%. Перед тем, как защитное покрытие будет нанесено, важно правильно подготовить поверхность путем ее тщательной очистки от различных загрязнений.
Наносить цинкосодержащие составы можно путем окунания детали или, используя кисть, валик и краскопульт.
Когда применяется холодное цинкование?
Холодное цинкование получило широкое применение при обработке автомобильных и судовых деталей, арматуры и труб, мостовых конструкций, цистерн и резервуаров, нефтепроводов и других металлоконструкций.
Широкая сфера применения обусловлена следующими преимуществами технологии:
- Цинковые составы характеризуются высоким уровнем адгезии;
- Для подготовки поверхности не требуются большие финансовые вложения;
- Можно обрабатывать конструкции и детали разной формы и размеров;
- Нанесение защитного покрытия допускается в бытовых условиях;
- После обработки конструкции хорошо поддаются свариванию;
- Детали допускается обрабатывать в следующих температурных условиях: от -20 до +40°C;
- Отсутствие необходимости в демонтаже, транспортировке и повторном монтаже конструкций.
Популярные составы для холодного цинкования
Технология нанесения защитных смесей предполагает использование разных цинкосодержащих составов.
Выбор конкретного вещества зависит от множества факторов.
Получить высокую антибактериальную, барьерную и катодную защиту позволяют следующие составы:
«Цинотан» – используют для обработки опор ЛЭП, труб, гидросооружений, резервуаров разного назначения и конструкций, которые вступают в прямой контакт с соленой водой и загрязненной средой.
«Гальванол» – используется для защиты оборудования и конструкций, которые подвергаются воздействию растворов солей, паров спирта и других растворов.
«Мастер АК-100» – получил широкое применение для защиты строительных конструкций, автотранспорта, опор ЛЭП, мостовых сооружений и других металлоконструкций.
«ЦВЭС» – представляет собой связку, изготовленную на основе этилсиликата в сочетании с цинковым порошком, обладающим высокой степенью дисперсности. Используется для обработки конструкций, выполненных из высоколегированной и обычной стали.
«Цинконол» – полиуретановая цинкосодержащая грунтовка, которая отличается эластичностью, хорошей устойчивостью к воздействию высоких температур и устойчивостью к воздействию масел, нефтепродуктов, газов, паров щелочей и морской воды.
«Цинотерм» – представляет собой кремнийорганический раствор, который допускается сочетать с перхлорвиниловыми, меламиновыми и эмалевыми лакокрасочными материалами.
Металлоконструкции, обработанные по технологии холодного цинкования, сохраняют свои первоначальные свойства и качества более продолжительный период времени, чем изделия, обработанные другими традиционными методами.
Несмотря на высокие защитные характеристики, которые позволяет получить данная технология, процедура нанесения покрытия требует меньше трудозатрат, нежели при гальванической и горячей оцинковке металла.
В заключение
Невзирая на надежность технологии горячего цинкования, ее применение не всегда целесообразно.
Ведь для проведения процедуры зачастую необходимо демонтировать конструкцию, транспортировать ее к месту проведения работ, а затем снова монтировать.
Это влечет значительные расходы, в отличие от оцинковки деталей холодным методом.
Поэтому данная методика в большинстве случаев является предпочтительнее, поскольку позволяет сэкономить с сохранением должного качества защиты металла.
Технология дает возможность защитить металлоконструкции сроком от 10 лет.
Технические условия цинкования
Метод горячего цинкования применяется для обработки деталей и металлоконструкций уже на протяжении века. Популярность данного метода обусловлена тем, что гальванизация обладает рядом очевидных преимуществ.
Такая обработка изделий позволяет защитить металл от коррозии и увеличить срок эксплуатации, а низкая стоимость – получить экономическую выгоду. К тому же, гальванизация придает изделиям привлекательный вид и оказывает минимальное негативное воздействие на экологию.
Общие требования
- Перед началом работ по цинкованию заказчик должен передать компании-подрядчику определенный пакет документов, среди которых:
- Чертежи в разряде КМД, данные в которых приведены на русском языке с указанием габаритов изделий (чертежи на других языках – немецкий, английский, японский – не принимаются);
- Технические условия цинкования, на основании которых будут проводиться работы (утверждено требованиями ГОСТ 9.307 – 89);
- Сертификаты или другая разрешительная документация на металл, из которого изготовлена металлоконструкция, которая включает в себя широкий сортамент изделий (трубный прокат, уголок, пластина, швеллер, круг, двутавр).
- На металлоконструкциях, которые будут подвергнуты обработке, должна присутствовать маркировка (марка изделия в виде клейма), которая должна соответствовать марке, указанной в сопроводительной документации. Передача проката должна осуществляться пакетами (отдельно по профилю и марке) с бирками, на которых указывается марка изделия, название компании, количество единиц в пачке, масса пакета.
- Согласно требованиям ТУ, на горячее цинкование принимаются изделия, при производстве которых использовались низкоуглеродистые стали (СТ3СП, СТ20, 09Г2С и др.).
- Габариты металлоконструкций, на которые будет наноситься цинковое покрытие, не должны быть больше: по высоте – 3.0 м, по ширине – 1.5 м, по длине – 12.5 м.
Требования к конструкции проката, подлежащего цинкованию (согласно положениям ГОСТ 9.307 – 89):
- В изделиях недопустимо присутствие закрытых полостей, «карманов» и воздушных пространств, чтобы расплавленный цинк, жидкости и газы могли свободно проникать и выходить из обработанных участков.
- Сварка элементов металлоконструкций должна выполняться односторонним швом с подваркой, двусторонним швом или встык.
- Сварные соединения должны быть по всей длине сплошными, равномерными и плотными.
- В деталях конструкций должны быть предусмотрены технологические отверстия диаметром 15 – 30 мм, они должны быть удалены от торца изделия на расстояние 10 – 30 мм. Это необходимо для свободного проникновения и выхода жидкостей, газов и цинкового раствора, а также для подвешивания изделий после обработки.
- Необходимость в наличии технологических отверстий, а также особенности их расположения должны быть отражены в конструкторской документации заказчика перед заключением договора с подрядчиком для согласования всех нюансов.
- Нанесение покрытия на конструкции, элементы которых имеют закрытые полости, запрещено. Это позволяет исключить вероятность взрыва.
- Согласно ТУ, цинкование узлов с резьбой, герметичных емкостей, змеевиков из труб и барабаны не допускается.
- Покрывать цинком детали, имеющие сварные соединения внахлест, запрещено.
- Детали, имеющие сложную форму, а также полые изделия изначально проходят пробное цинкование.
Требования к поверхности основного металла (согласно положениям ГОСТ 9.307 – 89)
На поверхности основного металла не должно присутствовать:
- заусенец;
- различных включений (остатки абразивных частиц после механической обработки металла, грязь);
- закатанной окалины;
- остатков формовочной массы;
- смазки (силикона);
- сварочных шлаков;
- металлической стружки;
- графита;
- маркировочной краски.
Также на поверхности не должно быть свищей, пор, трещин и наплывов на сварных швах (все шовные соединения обязательно подвергаются зачистке).
Если на изделиях присутствуют острые кромки и углы, то их необходимо скруглить радиусом не меньше 0.3 мм, за исключением технически предусмотренных случаев.
Государственные стандарты цинкования
Защиту металлоконструкций и деталей проводят по нормативно-техническим актам с обеспечением соблюдения требований профильного стандарта – горячее цинкование по ГОСТ 9.307 89. Данный стандарт регламентирует общие нормы в отношении качества защитных покрытий, которые наносятся на конструкционную сталь и стали повышенной прочности методом горячего цинкования.
Данная методика может применяться для обработки фасонного и трубопроката, листовой стали, а также изделий, выполненных из чугуна. Под действие настоящего стандарта не попадают покрытия, нанесение которых осуществляется непрерывным способом.
Требования к основному металлу
Требования к конструктивным особенностям проката, подлежащего цинкованию:
- Не разрешается присутствие в конструкциях воздушных пространств и закрытых полостей. Чтобы нанести покрытие максимально качественно, малейшие полости в детали должны быть доступны для проникновения и выхода из нее расплавленного цинка, жидкостей и газов.
- Наносить слой цинка на изделия с участками, в которых имеются закрытые пространства, запрещено. Это позволяет исключить вероятность взрыва. Детали, имеющие сложную конфигурацию и полости, сначала подвергают пробной обработке.
- Сварка любых элементов металлоконструкций должна осуществляться встык, односторонним швом с подваркой или двусторонним швом. Согласно требованиям ГОСТ, горячее цинкование металлоконструкций, элементы которых сварены внахлест, не допускается.
Требования к поверхности основного металла
Обработке цинком подлежит только металлопрокат, на поверхности которого отсутствуют сварочные шлаки, заусенцы, поры, окалина, а также другие включения.
Если обработке подвергаются литые изделий и конструкции, на их поверхности не должно быть усадочных раковин и прочих углублений. Наличие кромок и острых углов (если это не имеет технического обоснования) не допускается. Такие детали должны иметь округления радиусом минимум 0.3 мм.
Структура сварных швов должна быть плотной и сплошной по всей длине проката, на поверхности сварных соединений которого не допускается присутствие шлаковых включений, свищей, наплавленных сопряжений, трещин и пор.
Согласно нормам действующего ГОСТ, покрытие горячим цинкованием допускается при условии, что поверхность проката очищена обезжириванием, а также протравлена или была подвержена стройно-абразивной обработке, а впоследствии офлюсована. Коэффициент очистки поверхности металлопроката от коррозии и окалины должен составлять 1. Это обусловлено требованиями, которые устанавливает ГОСТ 9.402.
Требования к покрытию
Внешний вид
После нанесения цинковое покрытие должно обладать сплошной структурой и быть равномерным, исключая наличие забоин, трещин и вздутий. Допускается, что на самой поверхности могут присутствовать незначительные шероховатости. Также допускается, что покрытие может иметь разные оттенки: от серебристо-блестящего до матового темно-серого цвета.
Если на металлоконструкции присутствует рябизна, царапины или следы, оставленные вследствие захвата детали подъемными устройствами без разрушения целостности покрытия до основного металла, а также крупинки гартцинка, диаметр которых не превышает 2 мм – это не считается дефектом. Однако наплывы цинка не считаются браком, если они не мешают сборке.
Разрешено проводить восстановление непрокрытых областей при условии, что их ширина не более 2 см, а их общий объем не превышает 2% от общей площади конструкции. Защиту непрокрытым участкам осуществляют при помощи газотермического напыления цинка (допустимая минимальная толщина составляет 120 мкм) или путем нанесения на их поверхность лакокрасочного цинкосодержащего слоя (количество цинка в массе сухой пленки составляет 80 – 85%, допустимая минимальная толщина составляет 90 мкм).
Толщина цинкового покрытия
Толщина защитного слоя не должна быть меньше 40 мкм, максимальная – не больше 200 мкм. Выбор конкретной толщины определяется на основании предполагаемых условий эксплуатации обработанных конструкций, а также требований, прописанных в нормативно-технических актах для конкретного проката.
Прочность сцепления
Покрытие отличается достаточным уровнем сцепления при условии, что оно способно выдерживать проверку по любому из применяемых методов (нанесение сетки царапин, крацевание, нагрев, удары поворотным молотком).
Требования к надежности покрытия и контролю основного металла
Проверке подлежат 2 – 5% продукции из партии, но не меньше 3-х единиц. Контролю продукции единичного производства подлежат все изделия. Перед нанесением защитного покрытия указанные изделия проходят проверку на предмет соответствия нормам, которые предъявляются к конструкции и качеству поверхности основного металла.
Полуфабрикаты (трубный прокат, проволока и т.д.) подлежат входному контролю, предполагающему проверку деталей на соответствие нормам, которые предъявляются к конструкциям и качеству поверхности основного металла, а также требованиям, которые регламентируют нормативно-технические документы на поставку.
После нанесения проводится проверка цинкового покрытия по нескольким параметрам таким, как толщина, внешний вид и прочность сцепления. Проверке подлежат все партии товара (под партией понимают единицу груза, который включает одно и более единиц с идентичными параметрами, которые относятся к одному заказу). При этом контролю подлежат изделия, на которые слой цинка нанесли в течение одной рабочей смены с погружением в одну и ту же ванну.
Контроль прочности сцепления и толщины покрытия выполняется в отношении следующего металлопроката:
- Сварные механизмы в объеме до 5% от партии, но не меньше 1 единицы;
- Части стальных деталей в объеме до 1% от партии, но не меньше 2 единиц;
- Крепежные элементы с резьбой в объеме до 0.5% от партии, но не меньше 3 единиц.
Для проведения проверок используются методы статистического контроля горячего цинкования по ГОСТ 18242. В России действуют следующие стандарты ГОСТ Р 50779.71-99 и ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007.
Проверку толщины оцинкованного покрытия по металлографической методике контроля разрешено выполнять только на одном изделии из партии.
Конструкции, на которых проверка выполнялась с применением разрушающих методов, допускается представлять к приемке по завершению работ по восстановлению покрытия.
Проверке внешнего вида оцинкованного покрытия подлежат все 100% изделий.
Контроль толщины покрытия
Проверка этого параметра осуществляется до проведения дополнительной обработки покрытия (использование консервационных смазок, хроматирование, др.). Для проведения неразрушающего контроля используются специальные измерительные приборы, в которых допустимая доля погрешности не превышает ±10%.
Контроль толщины слоя проводится только на поверхностях без резьбы и накатки на расстоянии минимум 5 мм от углов, ребер, соединительных участков и отверстий. Проверка толщины покрытия на элементах и узлах с резьбовым соединением для крепежа осуществляется на торцах гаек и головках болтов.
Если результаты проверки были неудовлетворительными, согласно требованиям ГОСТ, проводится повторный контроль указанных параметров. При этом тестированию подлежит удвоенное количество изделий. Если повторный контроль также дал отрицательные результаты, браком считается вся партия деталей.
Проверка содержимого ванны при проведении горячего цинкования выполняется по требованию клиента. Процедура проводится до извлечения деталей из ванны.
Методы контроля
Контроль внешнего вида
Проверку осуществляют путем визуального осмотра на расстоянии 25 см от проверяемой поверхности и при уровне освещенности не меньше 300 лк.
Контроль толщины покрытия
Магнитный метод
В основе данной методики лежит фиксация изменений уровня магнитного сопротивления, что обусловлено разной толщиной проверяемого слоя. Для этого применяют специальные измерительные устройства (магнитные толщиномеры).
Процесс проверки предполагает снятие минимум 5 измерений в центральной части и у краев проверяемой поверхности одной детали. За результат принимают среднеарифметическое значение, основываясь на полученных измерениях.
Допустимая погрешность магнитного метода составляет ±10%.
Металлографический (арбитражный) метод
В основе методики лежат измерения толщины оцинкованного покрытия с использованием поперечного шлифа при помощи металлографических микроскопов разных видов. Образец для создания шлифа вырезают непосредственно из оцинкованной детали.
Замеры толщины покрытия выполняются на шлифе в трех и более зонах, которые равномерно распределены на поверхности изделия (длина участка составляет около 1 см). В качестве результата засчитывают среднеарифметическое значение от проведенных замеров.
Допустимая погрешность металлографического метода составляет ±10%.
Гравиметрический метод
Определение средней толщины покрытия выполняется по неразрушающим методам или при помощи гравиметрического метода на основании данных о весе образца до и после получения или же до и после удаления покрытия. Это обусловлено требованиями, которые регламентирует ГОСТ 9.302.
Чтобы снять покрытие, используют раствор, состоящий из 2 г трехокиси сурьмы или 3.2 г хлористой сурьмы, которую растворяют в 500 см соляной кислоты, плотность которой, согласно ГОСТ 3118, должна составлять 1.19 г/см, ч.д.а. Для приготовления раствора в требуемой пропорции используют колбу объемом 1 дм, в которой смесь до метки дополняют дистиллированной водой, согласно нормам ГОСТ 6709.
Допустимая погрешность составляет ±10%.
Контроль химического состава для горячего цинкования регламентируется требованиями следующих ГОСТ: 19251.1, ГОСТ 19251.2, ГОСТ 19251.3, ГОСТ 19251.5.
Согласно требованиям этих стандартов, массовый объем цинка в рабочей массе ванны должен составлять не менее 98%.
Контроль уровня прочности сцепления покрытий
Метод нагрева
Метод предполагает нагревание образцов-свидетелей или деталей до температуры 190 ±10 ℃. При температуре такой величины детали выдерживают в течение часа, а затем охлаждают естественным путем (на воздухе). Обработанная поверхность должна иметь равномерное покрытие, исключая отслаивания и вздутия.
Метод крацевания
Метод предполагает использование латунных и стальных щеток, оснащенных проволокой диаметром от 0.1 до 0.3 мм. В процессе обработки поверхности щетки вращаются со скоростью 1500 – 2800 об/мин.
Крацевание поверхности проводят в течение 15 секунд. Обработанная поверхность должна иметь равномерное покрытие, исключая наличие вздутий и отслаиваний.
Метод нанесения сетки царапин
Данный метод применяется для покрытий толщиной до 50 мкм. На подготовленную поверхность, которую предварительно очистили, при помощи приспособления, оснащенного стальным острием, наносят по 4 – 6 параллельных и перпендикулярных линий. Насечки наносят под углом 30° на глубину до основного металла на расстоянии друг от друга 2.0 – 3.0 мм.
Нужно учитывать, что твердость стального острия должна быть больше твердости покрытия. Нанесение линий осуществляется в одном направлении. Если на обработанной поверхности отсутствуют отслаивания покрытия, тогда уровень прочности сцепления считается достаточным.
Метод удара поворотным молотком
Перед проверкой поверхность детали с толщиной основного металла от 3 мм, необходимо очистить от пыли и других загрязнений, а затем обезжирить, используя растворители на органической основе.
На плоскую поверхность детали поворотный молоток, масса которого составляет 212.5 г, устанавливают так, чтобы его головка падала на изделие строго вертикально. Выполняют минимум два удара молотком, выдерживая расстояние между отпечатками, которое должно составлять 6 мм. При этом расстояние от края отпечатка до кромки детали должно быть не меньше 13 мм.
Схема поворотного молотка
1 - молот; 2 - прижимная плита; 3 - поверхность образца;
X - размер, определяемый опытным путем в зависимости от металла,
из которого изготовлена головка молотка
Гост на холодное цинкование металла
ГОСТ 9.307-89
(ИСО 1461-89)
ПОКРЫТИЯ ЦИНКОВЫЕ ГОРЯЧИЕ
Unified system of corrosion and ageing protection. Hot-dip zinc coatings. General requirements and methods of control
Дата введения 1990-07-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным строительным комитетом СССР
С.В.Марутьян, канд. техн. наук (руководитель темы), С.А.Клочко, Л.Н.Павлова, С.Г.Гутник, Л.М.Белоусова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.05.89 N 1379
3. Стандарт полностью соответствует международным стандартам ИСО 1461-89*, СТ СЭВ 4663-84
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Настоящий стандарт устанавливает общие требования (далее - требования) к защитным покрытиям, нанесенным методом горячего цинкования (далее - покрытиям) на конструкционную сталь, в том числе повышенной прочности, стальные конструкции, изделия из фасонного проката и листовой стали, комплекты труб, трубы большого диаметра, изогнутые или сваренные до нанесения покрытия, контейнеры, изделия из стальной проволоки, крепежные изделия, обрабатываемые в общей массе, стальные и чугунные отливки, поковки, штампованные стальные изделия, а также к основному металлу и методам контроля качества покрытий.
Настоящий стандарт не распространяется на покрытия, нанесенные непрерывным способом.
1. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВНОМУ МЕТАЛЛУ
1.1. Требования к конструкции изделий, подлежащих цинкованию
1.1.1. В конструкциях не должно быть карманов, закрытых полостей и воздушных мешков; все полости должны быть доступны для беспрепятственного поступления и выхода из них жидкостей, расплавленного цинка и газов.
Полые изделия и изделия сложной формы подвергают пробному цинкованию.
Не допускается во избежание взрыва наносить покрытия на изделия, имеющие закрытые полости.
1.1.2. Сварку элементов конструкций следует производить встык либо двусторонними швами, либо односторонним швом с подваркой.
Не допускается цинковать изделия со сварными соединениями внахлестку.
1.2. Требования к поверхности основного металла
1.2.1. На поверхности основного металла не допускаются закатанная окалина, заусенцы, поры, включения, сварочные шлаки, остатки формовочной массы, графита, смазки, металлической стружки, маркировочной краски.
1.2.2. На поверхности литых изделий не должно быть пор и усадочных раковин.
1.2.3. Сварные швы должны быть равномерными, плотными и сплошными по всей длине.
Не допускаются поры, свищи, трещины, шлаковые включения, наплавные сопряжения сварных швов.
1.2.4. Острые углы и кромки изделий, за исключением технически обоснованных случаев, должны быть скруглены радиусом не менее 0,3 мм.
1.2.5. Поверхность изделий, подлежащих горячему цинкованию, должна быть очищена обезжириванием, последующим травлением или струйно-абразивной обработкой, затем офлюсована.
Степень очистки поверхности от окалины и продуктов коррозии - 1 по ГОСТ 9.402.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ПОКРЫТИЮ
2.1. Внешний вид покрытия
2.1.1. При внешнем осмотре поверхность цинкового покрытия должна быть гладкой или шероховатой, покрытие должно быть сплошным.
Цвет покрытия от серебристо-блестящего до матового темно-серого.
2.1.2. На поверхности изделий не должно быть трещин, забоин, вздутий.
2.1.3. Наличие наплывов цинка недопустимо, если они препятствуют сборке. Крупинки гартцинка диаметром не более 2 мм, рябизна поверхности, светло-серые пятна и цвета побежалости, риски, царапины, следы захвата подъемными приспособлениями без разрушения покрытия до основного металла не являются дефектами.
Допустимо восстановление непрокрытых участков, если они не шире 2 см и составляют не более 2% общей площади поверхности. Непрокрытые участки защищают слоем цинксодержащего лакокрасочного покрытия (минимальная толщина 90 мкм, массовая доля цинка в сухой пленке 80%-85%) или газотермическим напылением цинка (минимальная толщина 120 мкм).
2.2. Толщина покрытия
Толщина покрытия должна быть нe менее 40 мкм и не более 200 мкм и определяется условиями эксплуатации оцинкованных изделий и нормативно-технической документацией на конкретное изделие.
2.3. Прочность сцепления
Покрытие обладает удовлетворительным сцеплением, если выдерживает испытания по методам, приведенным в п.4.4.
3. ТРЕБОВАНИЯ К КОНТРОЛЮ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА И КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЯ
3.1. Перед нанесением покрытий 2%-5% изделий из партии, но не менее трех, а для изделий единичного производства - каждое изделие контролируют на соответствие пп.1.1, 1.2.
3.2. Полуфабрикаты (проволоку, трубы и т.п.) подвергают входному контролю на соответствие требованиям нормативно-технической документации на поставку и требованиям пп.1.1, 1.2.
3.3. Нанесенное цинковое покрытие подвергают контролю по внешнему виду, толщине и прочности сцепления.
На контроль предъявляют каждую партию оцинкованных изделий. За партию принимают единицу продукции или груза, состоящую из одного или более изделий одинакового типа и размера, принадлежащих к одному заказу, если на них нанесено покрытие за одну смену и в одной и той же ванне.
3.4. Контроль внешнего вида покрытий проводят на 100% изделий.
3.5. Контролю толщины и прочности сцепления подвергают:
1) элементы стальных конструкций в количестве до 1%, но не менее 2 шт. от партии;
2) сварные узлы в количестве до 5%, но не менее 1 штуки от партии;
3) резьбовые крепежные детали в количестве до 0,5%, но не менее 3 штук от партии.
Допускается применение методов статистического контроля по ГОСТ 18242*.
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 50779.71-99.
Контроль толщины покрытия металлографическим методом допускается проводить на одной детали из партии.
3.6. Изделия, на которых проводился контроль качества разрушающими методами, разрешается предъявлять к приемке после восстановления покрытия.
3.7. Контроль толщины покрытия
3.7.1. Контроль толщины покрытия проводят до его дополнительной обработки (хроматирование, нанесение консервационных смазок и т.п.).
3.7.2. Толщину покрытия контролируют на поверхности, не имеющей накатки и резьбы на расстоянии не менее 5 мм от ребер, углов, отверстий и мест контакта с приспособлением. Толщину покрытия на резьбовых крепежных деталях контролируют на головках болтов и на торцах гаек.
3.7.3. Измерительный инструмент для неразрушающего контроля толщины покрытия должен иметь погрешность измерения не более ±10%.
3.8. При получении неудовлетворительных результатов контроля толщины и прочности сцепления проводят повторный контроль на удвоенном количестве деталей.
При получении неудовлетворительных результатов повторного контроля всю партию оцинкованных изделий бракуют.
3.9. Контроль состава ванны горячего цинкования по требованию заказчика проводят до извлечения изделий из ванны.
4. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
4.1. Контроль внешнего вида
Внешний вид покрытий контролируют визуальным осмотром невооруженным глазом при освещенности не менее 300 лк на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности.
4.2. Контроль толщины покрытия
4.2.1. Магнитный метод
Метод основан на регистрации изменения магнитного сопротивления в зависимости от толщины покрытия. В качестве измерительных приборов используют магнитные толщиномеры.
За результат измерения толщины покрытия принимают среднеарифметическое значение не менее пяти измерений у краев и в середине контролируемой поверхности одного изделия.
Относительная погрешность метода - ±10%.
4.2.2. Металлографический метод (арбитражный)
Метод основан на измерении толщины покрытия на поперечном шлифе с применением металлографических микроскопов различных типов.
Образец для изготовления шлифа вырезают из оцинкованного изделия.
Толщину цинкового покрытия измеряют на шлифе в трех и более точках, равномерно распределенных на линейном участке длиной около 1 см. За результат принимают среднеарифметическое значение результатов всех измерений.
4.2.3. Среднюю толщину покрытия () в микрометрах определяют неразрушающими методами или гравиметрическим методом по разности масс образца до и после получения или до и после снятия покрытия по ГОСТ 9.302.
Для снятия покрытия применяют раствор: 3,2 г хлористой сурьмы или 2 г трехокиси сурьмы растворяют в 500 см соляной кислоты, плотностью 1,19 г/см, ч.д.а., по ГОСТ 3118 в мерной колбе вместимостью 1 дм и доводят до метки дистиллированной водой по ГОСТ 6709.
Читайте также: