Нежилое строительство
alt image

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»


Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы иметь возможность оставлять комментарии.

Вам может быть интересно