Цинк и защита от коррозии

Получение цинка в чистом виде можно отнести лишь к XVI веку. Для производства художественных изделий сплавы, в которых цинк — основная составляющая, начали применяться только в XVIII веке.
Цинк – более дешевый материал по отношению к меди и бронзе, он более текуч, это позволяет исключать последующую обработку отливки, а разница в температуре плавления этих материалов позволяла производителям экономить как сырье и энергию, так и рабочие руки, участвующие в производственном процессе. Таким образом, бронза нашла себе дешевый заменитель, не уступающий ей нисколько в отношении воспроизведения художественных форм, однако не имеющий той прочности, которая остается все-таки неотъемлемым ее достоинством.Цинковые изделия относительно устойчивы к коррозии, однако при нарушении технологии в литье и производстве сплавов и покрытий, а также при наличии агрессивной среды (морской климат, городской смог) они утрачивают первоначальный вид, подвергаясь разрушениям. Уже в середине XIX века проводились опыты по проверке коррозионной устойчивости цинковых, медных и свинцовых пластинок. Еще на ранних этапах производителями было отмечено, что нанесение на цинковую окисленную поверхность масляных лаков и красок не дает большого эффекта. Через некоторое время покрытие начинает осыпаться. Были проведены опыты по улучшению адгезии (сцеплению) поверхности отливок с защитными и декоративными покрытиями.
Среди покрытий, применяемых для отливок из цинковых сплавов, известны и полихромные (краски, лаки, иногда сернокислая медь CuS04 для создания зелени, характерной для бронзы) и металлические (листовое серебро, золото, медь). Среди русских способов получения эффекта зеленой античной бронзы применялся следующий способ: поверхность покрытой медью цинковой вещи смачивали раствором: 30 грамм нашатыря и 8 граммам щавелевокислого калия в одном литре уксуса. Раствор наносили кистью до получения необходимого результата. Со второй половины XIX века начала применяться гальваника с использованием цианидов. С появлением электролитического способа покрытия себестоимость производства предметов из цинковых сплавов значительно снизилась.
Продуктами коррозии цинка преимущественно может выступать гидроокись цинка и карбонат цинка в различных соединениях, которые пассивируют поверхность металла. Под воздействием сернистого газа образуется сульфат цинка. Как конечный продукт преобразований встречается и основной гидратированный сульфат. В цинковых сплавах, содержащих до 5 % свинца, возможно образование сульфата свинца. В объектах, где применялось золотое или медное покрытие, в результате возникновения гальванопары нередко возникает сквозная коррозия. Иногда на поверхности наблюдаются жировые пленки различного происхождения.
Чаще всего к основным повреждениям памятников из цинка относят изломы и деформации, возникающие в результате механических повреждений, а основной причиной хрупкости предметов из цинка является его крупнозернистое строение, трещины образовываются как результат нарушения производственных технологий, а также как результат межкристаллитной коррозии. Например, коррозия паяных швов и арматуры возникает в результате образовавшейся гальванопары, коррозия поверхности изделия – как результат вредного воздействия окружающей среды.
Тем не менее, на сегодняшний день более дешевого и простого средства от коррозии не найти. Цинк применяется в красках для металлов, такие краски доказали свою эффективность. Для металла нет ничего важнее защиты от коррозии, поэтому на антикоррозийной обработке лучше не экономить: в будущем вы сможете избежать дополнительных расходов на борьбу с уже появившейся ржавчиной. Существует множество составов, защищающих металл. По принципу действия все покрытия делятся на четыре основные группы: пассивный, активный, смешанный и преобразовательный.Активный принцип защитного действия оказывают покрытия, в которых содержится другой металл, коррозирующий вместо железа. В них могут использоваться кадмий, алюминий и некоторые другие металлы, но как мы уже упомянули выше, оптимальным по цене и простоте использования является цинк. Активные покрытия получают различными способами (электролитическим осаждением, термодиффузионным методом и др.), требующими специального дорогостоящего оборудования, наличия цехов. Поэтому подобные способы используются редко.
Смешанные покрытия могут сочетать качества активного и пассивного типа. К примеру, покрытия, наполненные цинком, обеспечивают одновременно и активную и пассивную защиту от коррозии. Для того чтобы правильно выбрать покрытие из цинка нужно знать главное: в сухом слое высохшей краски должно оставаться не менее 94 % цинка, иначе не будет обеспечена необходимая активная защита. В аннотации обязательно должна быть указана цифра, обозначающая содержание цинка.
Преобразовательный принцип действия оказывают покрытия, в состав которых входят вещества, преобразующие уже появившуюся коррозию в химически нейтральный слой. Так останавливается сам процесс коррозии. Важно не столько качество краски, сколько то, как подготовлен металл к ее нанесению. На нем не должно быть окалины, жира или грязи, тогда защита будет действительно эффективной. Если же коррозия уже появилась, с ней тоже можно справиться. Самое главное – качественно очистить место образования коррозии. Самым же эффективным способом, но далеко не дешевым является пескоструйная обработка.
Самым простым и недорогостоящим является пассивный или барьерный принцип действия. Краска, применяемая при этом принципе, защитить от появившейся коррозии уже не может. Порошковая краска достаточно устойчива к коррозии. Она “запекается” электростатическим методом в специальной камере. Огромный минус порошковой краски в том, что ей можно красить лишь небольшие элементы, а если вдруг при монтаже произойдет скол, то изделие придется окрашивать вновь. При выборе краски помните, что ее стоимость составляет от 2 до 3 % от стоимости всего изделия. Так что экономить на краске нерационально!