На рынок сталей с покрытиями приходят новые технологии и продукты. В частности, начинают применяться безопасные пассивирующие составы последнего поколения при производстве оцинкованного проката, чтобы создать защитное покрытие от так называемой белой коррозии. Эта проблема характерна для оцинковки в процессе хранения, доставки до клиента и эксплуатации.
Европа и Северная Америка на законодательном уровне ограничили использование шестивалентного хрома (Cr6+), поскольку он был признан канцерогенным, способным вызывать патологии в организме человека при продолжительном контакте. В основном это касается людей, работающих на производстве проката с пассивацией или занимающихся его переработкой. Российское законодательство пока никак не ограничивает наличие шестивалентного хрома, поэтому многое зависит от осведомленности, гражданской позиции компаний, заботы о людях.
Технологические особенности
Для чего нужна пассивация? Цинковое покрытие стали — не только барьерное, но и протекторное покрытие (катодная защита), которое надёжно защищает поверхность стали. В отличие от исключительно барьерной защиты (окрашивание, хромирование, никелирование), цинк не позволяет ржавчине разрушать несущую конструкцию даже при сквозном повреждении покрытия.
В условиях сухой атмосферы цинк сразу после нанесения вступает в химическое взаимодействие с кислородом и другими газами атмосферы. Этот процесс называется сухой коррозией. При соблюдении условий хранения, транспортировки и эксплуатации оцинкованных изделий на их поверхности в течение 6–12 мес. образуется естественный защитный слой — плотная стеклообразная гидрофобная плёнка, состоящая из карбоната и оксида цинка. Она является надежной защитой от слабокислой и щелочной агрессивной среды и позволяет цинку выполнять защитные функции в течение десятков лет.
Образованию такой пленки препятствуют:
- длительное нахождение в условиях повышенной влажности (выше 60–70%);
- хранение упакованных изделий на холодных складах, под воздействием дождей, росы и перепадов температур, приводящих к образованию конденсации влаги на их поверхности;
- наличие в атмосфере агрессивных газов (хлороводорода, диоксида серы, окислов азота и т.д.);
- контакт оцинкованных изделий с агрессивными жидкостями (щелочными и кислотными штамповочными жидкостями, СОЖ, маслами и т.д.) при дальнейшей их обработке.
В этом случае происходит влажная коррозия, следствием которой является рыхлый слой на оцинкованной поверхности, состоящий из водорастворимых солей, гидратированных гидроксида и гидрокарбоната цинка, называемый белой коррозией. Этот слой не способен к уплотнению, склонен к абсорбированию влаги, не защищает поверхность цинка и способствует повышенной убыли толщины цинкового покрытия. Пассивация применяется для предотвращения образования белой коррозии, для временной защиты поверхности цинкового покрытия в условиях, способствующих её образованию до появления естественного защитного слоя. В качестве альтернативы Cr6+ предлагаются пассивирующие растворы на основе Cr3+ (хромитные) и не содержащие хрома (бесхромовые). Хромитные пассивационные растворы содержат Cr3+, соли других металлов (ванадия, кобальта, циркония, титана), неорганические кислоты (азотную, серную, фосфорную). Слой, образующийся при обработке оцинкованного проката этими новыми пассиваторами, требует высокой температуры сушки (120–150˚C) для ускоренного искусственного старения, формирования и уплотнения защитной плёнки.
до
150
˚C
температура сушки оцинкованного проката для ускоренного старения
Пассивация цинка — получение на поверхности металла тонких, устойчивых к коррозии конверсионных пленок. Наиболее распространенным и эффективным методом является пассивация в хроматных растворах. Однако введение в ряде стран запрета на шестивалентный хром заставил предприятия перейти на использование технологий, применяющих составы либо с содержанием трехвалентного хрома, либо вообще не содержащие хром.
Ольга Волкова
Научный сотрудник кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов Московского института стали и сплавов
Рыночные перспективы
По словам кандидата технических наук, генерального директора НКП «Центр по развитию Цинка» Владислава Полькина, отсутствие стабильных планируемых объёмов выпуска проката с пассивацией на основе Cr3+ сдерживает инвестиции в разработку таких пассиваторов. Тем не менее флагманы отечественной металлургии уже ведут работы по использованию составов для пассивации, не содержащих Cr6+. Компанией, у которой получилось сделать технологию производства Cr3+ стабильной, а продукт сравнимым по характеристикам с металлом с пассивацией Cr6+, стала «Северсталь». Новый продукт получил название Ecochrome. В компании рассказали, что в 2020 г. клиентам было отгружено более 100 тыс. т данной продукции. Ecochrome был принят и переработан клиентами без замечаний. Это стало возможным после реализации проекта по строительству и запуску в эксплуатацию цеха покрытий металла №3 на Череповецком металлургическом комбинате. Стоимость проекта составила более 8 млрд руб. В цехе функционируют агрегат непрерывного горячего оцинкования №4 (АНГЦ-4) и агрегат полимерных покрытий металла №3 (АППМ-3). Плановая производительность АНГЦ4 — 400 тыс. т в год, АППМ3 — 200 тыс. т.
>
100
тыс. т
Ecochrome было отгружено клиентам «Северстали» в 2020 г.
95% покупателей Ecochrome — это зарубежные компании, а также производители бытовой техники и товаров народного потребления, преимущественно холодильников и стиральных машин, в том числе в России. Но потенциал российского рынка проката с пассивацией на основе Cr3+ значительно шире — 3 млн т проката в год. В настоящее время не охвачены такие сегменты, как производство лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), систем вентиляции, стеллажей, предметов мебели, кровельных материалов. Существует миф, что у Cr3+ меньшая коррозионная стойкость, поэтому при переходе на этот вид пассивации возникает опасение увеличения коррозии на поставляемом продукте. Однако исследования «Северстали» показали, что стойкость сопоставима. Время, проведённое в камере соляного тумана, составляет 120–180 часов без признаков коррозии.
Пётр Мишнев
Директор по техническому развитию и качеству «Северстали»
Отличительная особенность АНГЦ-4 от других агрегатов оцинкования — широкий диапазон толщин производимого проката — 0,3–3 мм. Есть возможность производства горячекатаного травленого оцинкованного проката толщиной 2-3 мм, нанесения различных пассивирующих покрытий. Агрегат может наносить покрытие как на основе Cr6+, так и Cr3+, а также цветные тонкие антикоррозионные покрытия валковым методом.
«Новые технологии с применением Cr3+ позволяют получать плёнки голубого цвета с улучшенными декоративными свойствами. Полученные плёнки не образуют микротрещин, обладают высокой коррозионной стойкостью за счёт увеличения в составах содержания хрома, использования кобальта и ингибиторов. Таким образом, составы, содержащие трёхвалентный хром, являются весьма конкурентоспособными», — убеждена Ольга Волкова из МИСиС. Ужесточение требований к экологии и охране труда неизбежно приведёт к увеличению потребления стального оцинкованного проката с пассивацией на основе Cr3+. Кроме того, по мнению Владислава Полькина из Центра по развитию цинка, потребление проката с этим типом пассивации связано с увеличением экспорта оцинкованного проката в ЕС. Действительно, в России нет законов, запрещающих использование Cr6+ для пассивации оцинкованного металла. Однако есть жёсткие нормы на содержание шестивалентного хрома в промстоках. В остальном расширение потребления проката зависит от дальнейшего изменения законодательства в области экологии и охраны труда, платёжеспособности и грамотности переработчиков и конечных потребителей, ну и маркетинговых ходов наподобие слоганов «Пассивировано составами, не содержащими Cr6+».
Источник: ИИС «Металлоснабжение и сбыт»
Вам может быть интересно
«Северсталь» и Правительство Калужской области объединят усилия по внедрению технологий и цифровизации
Школа-невидимка? Нет, школа-трансформер: 63 тонны ферм и полная готовность за рекордный срок
«Северсталь» запустила собственное производство домокомплектов для ИЖС
Как промышленное строительство переходит на новую модель эффективности
«Непрофильный девелопмент» может стать драйвером развития стального строительства
Проект гостиницы на стальном каркасе победил в международном конкурсе
От ограничений к преимуществам: как огнестойкая сталь С390П ускоряет стройку и снижает себестоимость металлоконструкций
«Северсталь-инфоком», «Северсталь Стальные Решения» и LE ROBOTICS подписали меморандум о партнёрстве (видео)
«Северсталь» совместно с партнером CORTENIUM представила атмосферостойкую сталь Forcera на ParkSeason Expo 2026
«Северсталь» представила в Ташкенте комплексный подход к развитию строительного рынка Центральной Азии
Стальной каркас нового рынка: ставка на системных клиентов
Команда «Северстали» награждена благодарственным письмом за стратегическое партнерство
«Северсталь» и ПТК «Дельта» представят инновационные шпалерные системы из стали Forcera на выставке «ВИНОРУС.ВИНОТЕХ 2026»
«Северсталь Стальные Решения» поддерживает цифровизацию проектирования
