Главная / Материалы и покрытия
Дуплекс: горячее цинкование плюс порошковое покрытие поверх
Дуплекс это цинк 85–140 мкм плюс порошок 60–100 мкм поверх. Работает лучше суммы слоёв: порошок замедляет расход цинка, цинк не даёт ржавчине лезть под краску от царапины, срок службы в 1,5–2 раза выше арифметической суммы. Главная засада порошка по оцинковке это газ из цинка: при нагреве он лопает плёнку и оставляет кратеры. Лечится дегазацией: прогрев детали при 200–230 °C за 30–60 минут до покраски. Оцинковку перед краской обезжиривают, свипингуют абразивом и грунтуют адгезионным грунтом для цинка.
Оцинкованная опора освещения простояла у моря восемь лет и покрылась ржавыми потёками из-под сколов на кромках. Соседняя, покрашенная порошком поверх того же цинка, за те же восемь лет осталась ровной, только матовость чуть ушла. Разница не в толщине металла и не в марке цинка: у второй опоры сработала связка двух покрытий, где каждое закрывает слабое место другого. Цинк защищает сталь от коррозии электрохимически, но сам расходуется от влаги и кислых осадков. Порошок красив и стоек к УФ, но при царапине до стали ржавчина подползает под плёнку. Вместе они дают то, чего не даёт ни один поодиночке.
01 / синергияПочему цинк плюс порошок служат дольше суммы
Логично ждать, что если цинк держит 20 лет, а порошок 10 лет, то вместе выйдет 30 лет. На практике дуплекс даёт 40–50 лет и больше. Это не сложение, а умножение, и у него есть механизм.
Цинк расходуется только там, где до него добралась влага. Порошок перекрывает почти весь доступ воздуха и воды к цинку, оставляя его нетронутым. Пока плёнка цела, цинк вообще не работает как жертвенный анод, он просто лежит запасом. Как только порошок повреждён (скол, царапина, точечный износ), в дело вступает цинк: он электрохимически защищает оголённую сталь и не даёт ржавчине распространяться под краску. Порошок бережёт цинк, цинк страхует порошок.
Коэффициент синергии для дуплекса обычно 1,2–2,5. Это множитель к сумме сроков: два покрытия, сложенные вместе, дают ресурс в 1,5–2 раза больше, чем те же слои по отдельности. Чем агрессивнее среда, тем выше эффект, потому что в жёсткой атмосфере один цинк расходуется быстро, а под порошком почти не тратится.
Обязательно ли брать именно горячий цинк, а не гальванический?
02 / газГлавная проблема: газовыделение из цинка
Порошок по оцинковке ведёт себя иначе, чем по чистой стали. При нагреве камеры до 180–200 °C порошок плавится в жидкую плёнку и должен спокойно растечься. Но из цинкового слоя в этот момент выходит газ: остаточный водород, захваченный при цинковании, и цинковые пары из микропор. Газ пробивается через жидкую плёнку и лопается пузырями. После полимеризации на поверхности остаются кратеры, наколы, точечные вздутия и микропоры.
Проблема тем сильнее, чем толще цинк и чем свежее оцинковка. Толстый горячий цинк 120–140 мкм держит в себе больше газа, чем тонкий гальванический. Механизм дефектов тот же, что описан в статье про кратеры и шагрень, но источник газа здесь не в детали и не в порошке, а в самом цинковом слое.
Почему на стали без цинка кратеров от газа нет, а на оцинковке есть?
03 / дегазацияВыпечка: прогрев оцинковки перед покраской
Дегазация решает проблему газа в корне. Оцинкованную деталь загружают в камеру без порошка и держат при 200–230 °C в течение 30–60 минут. За это время газ из цинка выходит через открытую поверхность, никакой плёнки над ним нет, лопаться нечему. Потом деталь остужают, наносят порошок и полимеризуют штатно. Газ уже выгнан, кратеров не будет.
Температуру держат выше будущей полимеризации: если красить при 180 °C, дегазацию делают при 200–230 °C, чтобы гарантированно выгнать газ, который иначе полез бы при покраске. Время зависит от толщины цинка и массы детали: тонкий гальванический цинк на лёгкой детали дегазируют 20–30 минут, толстый горячий на массивной опоре доходит до 60 минут. Ориентир по режимам камеры разобран в статье про температуру и время.
Цикл при этом удваивается: сначала прогон на дегазацию, остывание, потом штатная покраска и полимеризация. Для мелкой партии это терпимо, для потока планируют отдельный прогрев или ставят вторую камеру под дегазацию. Расход электричества тоже растёт, детали в статье про потребление.
Можно ли пропустить дегазацию, если цинк тонкий?
04 / подготовкаОбезжиривание, свипинг и травление оцинковки
Дегазация убирает газ, но остаётся вторая задача: заставить порошок держаться на цинке. Гладкая блестящая оцинковка гидрофобна и химически инертна, порошок на ней сидит слабо и отслаивается пластами через сезон. Поверхность готовят в несколько шагов.
Сначала обезжиривание: цинк несёт масляную плёнку и следы касания руками. Дальше убирают белый цинковый налёт, продукты окисления цинка, которые на выдержанной оцинковке образуются сами. Потом создают шероховатость: лёгкий свипинг мелким абразивом (давление ниже, чем при пескоструе стали, чтобы не пробить цинк) либо травление кислым составом. Свипинг снимает 3–5 мкм цинка и оставляет матовую цепкую поверхность. Финалом идёт адгезионный грунт для цинка, эпоксидный или на основе цинк-фосфата.
Отдельная тема это работа с адгезией на цинке в целом: почему покрытие отслаивается и как это чинить, разобрано в статье про отслаивание и в материале про низкую адгезию порошка.
Что делать со свежей блестящей оцинковкой, если ждать выдержку некогда?
05 / толщиныСколько цинка и порошка класть
Толщины подбирают под среду. Слишком тонкий цинк не даст ресурса, слишком толстый порошок сколется на кромках. Ориентиры для наружных конструкций собраны в таблице.
| Среда (категория) | Цинк | Порошок | Суммарно |
|---|---|---|---|
| Сельская, C2 | 70–85 мкм | 60–70 мкм | 130–155 мкм |
| Городская, C3 | 85–110 мкм | 70–80 мкм | 155–190 мкм |
| Промышл./приморская, C4 | 110–140 мкм | 80–100 мкм | 190–240 мкм |
| Тяжёлая, C5 | 120–140 мкм | 90–120 мкм | 210–260 мкм |
Толщина цинка задаётся при цинковании (зависит от марки стали и времени в ванне), её не изменить на покраске. Толщину порошка держат в диапазоне: тоньше 60 мкм плохо кроет и хуже защищает, толще 120 мкм плёнка становится жёсткой и скалывается на углах. Общие правила по толщине и числу слоёв в отдельной статье.
Класть порошок в один слой или в два?
06 / срокиРеальный срок службы дуплекса по средам
Цифры срока это до первого ремонта покрытия, а не до сквозной коррозии стали. Дуплекс держит внешний вид и защиту в разы дольше, чем каждый слой поодиночке.
| Категория среды | Один порошок | Один цинк | Дуплекс |
|---|---|---|---|
| C3 (городская) | 10–15 лет | 25–30 лет | 50+ лет |
| C4 (промышл./море) | 7–12 лет | 15–25 лет | 30–40 лет |
| C5 (тяжёлая) | 5–8 лет | 10–15 лет | 20–30 лет |
Видно, что дуплекс не складывает сроки, а перекрывает их с запасом. В C3 один цинк держит 30 лет, порошок 15 лет, а вместе 50 лет и больше. Именно поэтому дуплекс ставят на опоры освещения, мачты, ограждения мостов, металл гидросооружений: перекрасить конструкцию высотой 12 м дорого, дешевле заложить ресурс на полвека сразу.
Дуплекс окупается для обычного забора у дома?
07 / камераЧто учесть в камере полимеризации под дуплекс
Дуплекс нагружает камеру сильнее обычной покраски. Первое это два температурных режима: дегазация при 200–230 °C и полимеризация при 160–200 °C. Автоматика должна уверенно держать оба, разница режимов настраивается в терморегуляторе. Второе это вытяжка: при дегазации из цинка выходит парогазовая смесь, её надо удалять, иначе она осядет обратно на деталь. Требования к вытяжке в отдельном материале.
Третье это контроль температуры именно детали, а не воздуха. Массивная оцинкованная опора прогревается медленно, и если термопара висит в воздухе, автоматика решит, что режим достигнут, пока сердцевина детали ещё холодная. Газ не выйдет полностью, кратеры вернутся. Меряют пирометром или контактной термопарой по детали, как описано в статье про контроль по детали. Общая специфика цинка, алюминия и литья собрана в обзоре по разным металлам.
Нужна ли под дуплекс более мощная камера?
Как загружать длинные опоры для дуплекса?
