Чем обработать сварной шов на оцинковке, если во время сварки цинковое покрытие выгорело, а вокруг соединения осталась полоса открытого металла, — зависит от условий эксплуатации конструкции и требуемого срока защиты. Kaketosdelano сообщает со ссылкой на American Galvanizers Association, что для локального восстановления горячего цинкования применяют три основных метода: цинконаполненные покрытия, цинковые припои и металлизацию распылённым цинком.
Для большинства ворот, ограждений, навесов, лестниц, рам и других конструкций, ремонтируемых непосредственно на объекте, наиболее доступным способом остаётся холодное цинкование — нанесение состава с высоким содержанием металлического цинка. Однако защита работает только при прямом контакте частиц цинка со сталью. Наносить такой материал поверх окалины, сварочного нагара, ржавчины, масла или непрочного старого покрытия нельзя: слой может выглядеть плотным, но не обеспечит полноценной электрохимической защиты.
Главная задача ремонта состоит не в том, чтобы закрасить тёмную полосу вокруг шва, а в том, чтобы восстановить непрерывный защитный слой на всей зоне термического повреждения.
Почему цинк исчезает возле сварного шва
При сварке температура в зоне дуги значительно превышает температуру плавления и кипения цинка. Поэтому покрытие разрушается не только непосредственно в месте соединения деталей, но и на прилегающем участке, который подвергся сильному нагреву.
Официальное описание стандарта ASTM A780/A780M прямо указывает, что повреждение оцинкованного покрытия может возникать вследствие сварки или газовой резки и преимущественно связано с выгоранием покрытия.
Ширина повреждённой зоны зависит от толщины металла, режима сварки, количества проходов и способа соединения. Внешне она может выглядеть как матовая серая, жёлто-коричневая или почерневшая полоса. После очистки нередко обнаруживается, что часть цинка сохранилась, а часть стали полностью оголилась.
Ориентироваться только на цвет нельзя. Проверять необходимо всю зону термического влияния:
- сам сварной валик;
- переход от валика к основному металлу;
- участок с изменившимся цветом покрытия;
- обратную сторону соединения;
- щели, нахлёсты и углы, где может удерживаться вода.
Если обработать только верхнюю часть валика, открытая сталь по краям останется незащищённой. Именно там обычно начинается точечная коррозия, которая затем распространяется под непрочно держащимся покрытием.
«Ремонт зоны сварного соединения следует выполнять как можно быстрее после сварки, обычно с применением подходящей цинконаполненной краски или пасты» (рекомендация британской Galvanizers Association для сварки оцинкованной стали).
Как подготовить металл перед холодным цинкованием
Подготовка определяет результат сильнее, чем количество нанесённых слоёв. Цинконаполненный состав должен соприкасаться с чистой сталью и прочно удерживающимся цинком вокруг ремонтируемого участка.
Работу начинают только после полного охлаждения соединения. Затем удаляют сварочный шлак, брызги металла, наплывы, острые выступы и рыхлые продукты горения. Шов при необходимости шлифуют, но не стачивают чрезмерно: механическая обработка не должна уменьшать его расчётное сечение.
Базовый порядок подготовки выглядит так:
- Сбить шлак и убрать сварочные брызги.
- Зачистить валик, края шва и всю полосу повреждённого цинка.
- Удалить окалину, рыхлый цинк и появившуюся ржавчину.
- Обезжирить поверхность совместимым очистителем.
- Удалить пыль и остатки абразива.
- Полностью высушить металл.
- Нанести цинковый состав до появления повторного окисления.
Для небольшого ремонта применяют металлическую щётку, абразивный круг, лепестковый диск или механизированный инструмент. Поверхность должна стать однородной, шероховатой и чистой. Полировать металл до зеркального блеска не следует: слишком гладкая сталь ухудшает сцепление покрытия.
Для ответственных конструкций и долговечной наружной защиты предпочтительна абразивоструйная очистка. В технической документации цинковых систем часто указывается степень Sa 2½ по ISO 8501-1, соответствующая очень тщательной струйной очистке. Например, в официальной документации Zinga требуется чистая, шероховатая и сухая поверхность без масла, жира, пыли, ржавчины, окалины и посторонних загрязнений.
«Покрытие следует наносить на чистую, шероховатую и сухую поверхность, чтобы активные частицы цинка непосредственно контактировали со стальной или цинковой основой» (техническая документация Zinga, требования к подготовке поверхности).
Обезжиривание выполняют до окончательной окраски. Если сначала размазать масло абразивным кругом по металлу, загрязнение проникнет в риски поверхности. Остатки солей после эксплуатации на улице или рядом с дорогами также необходимо смыть пресной водой и полностью высушить участок.
Нанесение цинкового аэрозоля поверх чёрной окалины — косметический ремонт. Окалина остаётся промежуточным непрочным слоем и мешает цинку контактировать со сталью.
Чем покрыть сварной шов после зачистки
Для локального восстановления используют не обычную серую краску, а материал, предназначенный для ремонта оцинкованных поверхностей. В техническом паспорте должно быть прямо указано одно или несколько назначений:
- ремонт горячего цинкования;
- нанесение на повреждённую оцинкованную сталь;
- холодное цинкование;
- цинконаполненный грунт;
- zinc-rich coating или zinc-rich primer;
- соответствие требованиям ASTM A780 либо SSPC Paint 20.
Необходимо различать два типа материалов.
Цинконаполненный грунт содержит металлический цинк и используется как антикоррозионный слой. Он должен контактировать со сталью, чтобы обеспечивать катодную защиту.
Цинк-фосфатный грунт работает по другому принципу. Он может применяться в лакокрасочной системе, но не является прямой заменой высокоцинкового ремонтного покрытия для участка с выгоревшей оцинковкой.
ASTM A780 предусматривает три способа ремонта:
- краску с высоким содержанием цинковой пыли;
- низкоплавкий цинковый припой или сплав;
- металлизацию — термическое напыление цинка.
Для бытового и объектового ремонта чаще выбирают первый способ. Цинковые припои требуют нагрева подготовленной зоны и соблюдения отдельной технологии. Британская Galvanizers Association указывает, что очищенный участок можно нагреть примерно до 300 °C и нанести специальный цинковый стержень или порошок до получения требуемой толщины.
Металлизация применяется для крупных участков и ответственных объектов. Расплавленный цинк распыляется на подготовленную абразивом сталь специальным оборудованием. Такой метод обеспечивает металлическое покрытие, но для небольшого шва на воротах или ограждении обычно экономически неоправдан.
Как выбрать цинконаполненный грунт
Название «цинк» на баллоне ещё не означает, что материал подходит для восстановления оцинковки. Некоторые аэрозоли предназначены главным образом для декоративного выравнивания цвета или временной защиты.
При выборе проверяют технический паспорт, а не только этикетку. Значение имеют:
- доля металлического цинка в сухом покрытии;
- назначение для ремонта оцинкованной стали;
- рекомендуемая толщина сухого слоя;
- способ подготовки основания;
- допустимый способ нанесения;
- интервалы между слоями;
- совместимость с последующим грунтом, герметиком и финишной краской;
- условия эксплуатации и температурный диапазон.
На рынке существуют материалы с различной концентрацией цинка. Например, Zinga заявляет 96% металлического цинка в сухой плёнке для однокомпонентной системы холодного цинкования, а Zingaluspray — 92% с добавлением алюминиевых частиц для визуального сходства с горячей оцинковкой.
Другие промышленные цинковые грунты могут содержать меньше цинка и использоваться как часть многослойной системы. Hempel Zinc Primer 16490 официально предназначен, в частности, для ремонта оцинкованной стали и других цинконаполненных покрытий. Его паспорт предусматривает удаление масла, жира, солей, пыли и непрочных материалов, а для нового металла — абразивоструйную очистку минимум до Sa 2½ или SSPC-SP 10.
Высокое содержание цинка само по себе не компенсирует плохую подготовку. Необходимо одновременно выполнить три условия: очистить металл, создать требуемую шероховатость и набрать указанную производителем толщину сухой плёнки.
Как правильно нанести холодное цинкование
Перед нанесением состав тщательно перемешивают. Цинковая пыль тяжёлая и оседает на дне банки, поэтому поверхностное перемешивание приводит к тому, что первые участки получают в основном связующее, а последние — чрезмерно густую массу.
У однокомпонентных материалов цинк необходимо поднимать со дна до получения полностью однородной консистенции. Во время длительной работы перемешивание периодически повторяют. Для двухкомпонентных грунтов соблюдают пропорции смешивания, время индукции и срок жизнеспособности смеси, указанные производителем.
Покрытие наносят на шов и прилегающую очищенную зону с заходом на неповреждённую оцинковку. Граница не должна проходить точно по линии выгорания: небольшой нахлёст перекрывает переход между заводским цинком и ремонтным слоем.
Практический порядок:
- Нанести первый тонкий равномерный слой на подготовленный металл.
- Обработать углубления, края валика и труднодоступные места кистью.
- Выдержать установленный производителем межслойный интервал.
- Нанести последующие слои до требуемой суммарной толщины.
- Проверить, нет ли пропусков, пор, потёков и непрокрашенных кромок.
- Дать покрытию полностью высохнуть или отвердеть перед герметизацией и окраской.
Не следует пытаться получить всю толщину одним чрезмерно толстым слоем. Это может привести к потёкам, растрескиванию, задержке растворителя и слабому отверждению внутри покрытия.
American Galvanizers Association указывает, что при ремонте по ASTM A780 толщина ремонтного покрытия должна составлять не менее 2 mil, то есть около 50,8 мкм, за одно нанесение, а итоговые требования зависят от выбранного ремонтного материала. Конкретную толщину следует определять по проектной спецификации и техническому паспорту состава.
«Материалы для локального ремонта должны обеспечивать толщину покрытия не менее 2,0 mil — 50,8 мкм — за одно нанесение» (American Galvanizers Association, разъяснение требований ASTM A780).
Измерять желательно толщину сухой, а не мокрой плёнки. На ответственных объектах используют магнитный толщиномер после полного высыхания покрытия. Прибором проверяют несколько точек: вершину шва, края, основной металл и переход на старый цинк.
Когда необходима герметизация сварного соединения
Цинковый грунт защищает сталь, но не всегда устраняет конструктивные щели. В нахлёсточных соединениях, уголках, закрытых профилях и примыканиях может оставаться узкий зазор, куда попадает вода. Если влага удерживается внутри, коррозия начинается в месте, недоступном для повторного обслуживания.
Герметизация нужна, когда присутствуют:
- нахлёсты листового металла;
- прерывистые сварные швы;
- щели между профилями;
- непроваренные водосборные карманы;
- примыкания, обращённые вверх;
- соединения, регулярно контактирующие с дождём, снегом или конденсатом.
Перед использованием герметика необходимо проверить совместимость слоёв. Одни системы предусматривают нанесение герметика по отверждённому цинковому грунту, другие — отдельный промежуточный слой. Нельзя произвольно наносить кислотный, силиконовый или полиуретановый материал поверх свежего цинка без проверки технических паспортов.
Для наружных металлических конструкций обычно применяют окрашиваемые герметики, рассчитанные на металл, вибрацию, атмосферную влагу и температурные деформации.
Герметик укладывают непрерывным валиком без разрывов. Поверхность предварительно очищают, а сам шов формируют так, чтобы вода не задерживалась в углублении.
Герметизация не должна скрывать дефекты сварки. Поры, трещины, подрезы, непровары и открытые кратеры сначала устраняют сваркой или шлифованием. В техническом руководстве Hempel для цинк-силикатных систем указано, что отверстия, подрезы, трещины и другие дефекты сварных соединений необходимо исправлять до начала подготовки и нанесения покрытия.
Нужна ли финишная краска поверх цинка
Высокоцинковое покрытие может использоваться самостоятельно, если это разрешено его техническим паспортом. Однако в агрессивной атмосфере часто применяют дуплексную систему: цинковый слой дополняют совместимым промежуточным и финишным покрытием.
Финишный слой выполняет несколько задач:
- снижает прямой контакт цинка с влагой и загрязнениями;
- выравнивает цвет отремонтированного участка;
- повышает стойкость к химическим воздействиям;
- закрывает герметик;
- увеличивает срок службы всей системы при правильной совместимости материалов.
Наносить обычную эмаль непосредственно на любой цинковый состав нельзя. Некоторые богатые цинком покрытия требуют специального промежуточного грунта. У других существует ограниченное окно перекрытия: следующий слой нужно нанести не раньше и не позже срока, указанного производителем.
Отдельно проверяют возможность нанесения покрытия на сохранившуюся заводскую оцинковку вокруг шва. Новый или гладкий цинк может иметь недостаточную адгезию для краски. Для таких зон применяют рекомендованную производителем очистку, лёгкое абразивное матирование либо химическую подготовку.
Британская Galvanizers Association описывает специальную фосфатирующую предварительную обработку оцинкованной стали перед окраской, но конкретная схема должна соответствовать выбранной лакокрасочной системе.
Ошибки, из-за которых шов снова ржавеет
Наиболее частая причина ранней коррозии — нанесение состава на неподготовленную поверхность. Слой отделяется вместе с окалиной или продуктами окисления, после чего под ним появляется ржавчина.
К преждевременному разрушению также приводят:
- окраска горячего или влажного металла;
- сохранение сварочного шлака;
- отсутствие обезжиривания;
- использование декоративного «цинкового» аэрозоля вместо ремонтного покрытия;
- слишком тонкий сухой слой;
- нанесение одного толстого слоя с потёками;
- отсутствие покрытия на обратной стороне соединения;
- незагерметизированные нахлёсты;
- несовместимость цинка, герметика и финишной эмали;
- нарушение времени межслойной выдержки;
- окраска во время выпадения росы или перед дождём.
Если шов уже начал ржаветь, наносить новый слой поверх коррозии не следует. Ржавчину удаляют до чистого металла, края старого покрытия сглаживают, поверхность повторно обезжиривают и восстанавливают всю систему.
Рабочая схема ремонта сварного шва
Для большинства наружных оцинкованных конструкций последовательность выглядит следующим образом:
- Дождаться полного охлаждения металла.
- Проверить качество шва и устранить сварочные дефекты.
- Удалить шлак, брызги, окалину и обгоревший рыхлый цинк.
- Зачистить всю зону термического повреждения до прочного основания.
- Удалить масла, соли, пыль и остатки абразива.
- Полностью высушить поверхность.
- Перемешать цинконаполненный материал.
- Нанести его на открытую сталь с заходом на сохранившуюся оцинковку.
- Набрать требуемую паспортом толщину несколькими слоями.
- После отверждения загерметизировать щели совместимым составом.
- При необходимости нанести совместимые промежуточный и финишный слои.
- Проверить непрерывность покрытия и отсутствие непрокрашенных зон.
Ключевой критерий правильно выполненного ремонта — не серебристый цвет, а непрерывное, прочно сцепленное с металлом покрытие установленной толщины. Если цинковый состав нанесён на чистую шероховатую сталь, перекрывает всю зону выгорания и совместим с последующими слоями, сварное соединение получает восстановленную антикоррозионную защиту без демонтажа и повторного горячего цинкования.
Об этом и другой полезной информации, читайте на нашем сайте, а так же рекомендуем к прочтению: Как выбрать электроды для сварки профильной трубы: диаметр, покрытие и настройка тока