Белая ржавчина (белый налёт на цинке) — это рыхлый белый порошкообразный налёт на цинковом покрытии, состоящий в основном из гидроксида цинка Zn(OH)₂ и основного карбоната цинка. Она появляется на свежеоцинкованной стали при длительном контакте с влагой в условиях плохой вентиляции (плотная упаковка, конденсат) и портит внешний вид, а в запущенной форме разрушает цинковый слой.
Процесс формирования «белой» ржавчины на цинковом покрытии обусловлен тем, что в результате непрерывного негативного воздействия влаги цинк вступает в реакцию с водой, образуя плохо растворимые соляные отложения. Возникают очаги поражения («белая» ржавчина).
На процесс формирования «белой» ржавчины оказывают существенное влияние:
• способ нанесения цинкового покрытия,
• этапы формирования поверхностной пленки,
• химический состав воды.
Белая ржавчина. Механизм формирования очагов поражения
Стойкость цинкового слоя зависит от сформированного на поверхности пленочного покрытия. Процесс формирования пленки проходит в несколько этапов.
1. Окислительный этап. В результате взаимодействия цинка и кислорода образуется промежуточное соединение – оксид цинка.
2. Процесс гидратации. В присутствии влаги происходит кислородная деполяризация – диффузия между катионами цинка (Zn²⁺) и анионами гидроксид-ионов (ОН⁻). На анодных участках поверхности происходит растворение цинка с высвобождением двух электронов. На катодных участках происходит реакция восстановления кислорода с образованием гидроксил ионов. В результате взаимодействия получается плохо растворимый осадок гидрата окиси цинка (гидроксид цинка). Реакция протекает при показателе кислотности от 5,2 и выше (нейтральная или щелочная среда). Формулы гидратации:
2) O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻
3) Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂
3. Фаза образования карбонатов. На данном этапе формируется трудно растворимый основной карбонат цинка. Формула реакции:
Окончательно сформированное пленочное покрытие обеспечивает надежную антикоррозионную защиту цинковому слою при негативном воздействии влаги. Однако процесс формирования пленки занимает определенный промежуток времени. «Белая» ржавчина – результат нарушения технологического процесса. Очаги поражения чаще всего возникают в местах отсутствия пленочного покрытия на свежеоцинкованных изделиях при активном воздействии влаги (воды):
• дождь,
• роса,
• конденсат.
Наличие в среде негативного воздействия сульфатов и хлоридов ускоряет коррозионный процесс.
Цинковое покрытие быстро реагирует с чистой водой с образованием гидроксида цинка. Если после гальванического цинкования изделие непрерывно подвергается воздействию влаги в условиях нехватки кислорода, то вода, реагируя с цинком, постепенно уничтожает (разъедает) цинковый слой. Очаги белой ржавчины формируется в местах скопления влаги при плотной упаковке оцинкованных изделий.
Белая ржавчина на цинковом покрытии. Профилактика появления
1. Производить хранение оцинкованной продукции в чистом, сухом, закрытом помещении при постоянном температурном режиме (температура в зоне хранения должна быть выше точки росы), вдали от дверных проемов.
2. Укладку габаритных изделий, с нанесенным цинковым покрытием, производить на специальные деревянные приспособления, чтобы устранить контакт с землей.
3. Упаковка оцинкованных изделий при транспортировке и хранении должна производиться специальным образом: между поверхностями контакта помещаются прокладки, стяжка в стопках осуществляется при помощи ремней. Такой способ позволяет воздуху производить циркуляцию, что препятствует накоплению влаги.
4. При складировании помещать упакованную продукцию под небольшим углом друг к другу (уклон должен составлять 5 мм на 1 м длины изделия). Это способствует стеканию воды, конденсата.
5. Производить транспортировку и хранение только чистых оцинкованных изделий, т. к. грязь и стружка провоцируют образование белой коррозии.
6. После процесса цинкования произвести:
• дополнительную поверхностную обработку водоотталкивающим средством,
• нанести защитное барьерное покрытие.
7. При хранении на открытом воздухе оцинкованных изделий — накрыть непромокающим материалом с возможностью циркуляции воздуха.
Возможности устранения очагов белой ржавчины на цинковом покрытии
Незначительное поражение цинкового покрытия
Визуально такое поражение представляет собой небольшие участки белого налета, порошкообразного состава, ярко выраженные на шлифованных или полированных поверхностях.
Причиной возникновения может служить нарушение целостности пассивационной пленки при непосредственном воздействии дождевой воды.
Удаляется пленочный налет белой ржавчины механическим путем: губкой, мягкой щеткой или путем тщательного выветривания.
Белая ржавчина. Очаговое поражение средней степени
Большая зона поражения по отношению к площади оцинкованного изделия. Очаги коррозии характеризуются потемнением. На участках поражения наблюдается отсутствие цинкового слоя с частичным нарушением целостности матричной основы. Толщина цинкового покрытия определяется для каждого конкретного участка. Зачистка зон коррозионного поражения производится специальными щетками по металлу. При этом около 5% цинкового покрытия снимается.
Для сохранения внешнего вида поврежденного оцинкованного изделия после механической зачистки (щеткой, абразивным инструментом) мягким чистящим средством, в качестве которого может быть использованы слабо концентрированные растворы кислот:
• фосфорной,
• уксусной,
• гликолевой,
• лимонной,
производится дополнительная обработка – на очаги ржавчины наносится алюминиевая краска. В результате образуется тонкий защитный слой. Такая обработка позволяет локализовать пораженную область и связать ее с неповрежденным цинковым покрытием.
Тяжелая форма коррозионного поражения цинкового покрытия
Обширные области соляных отложений. Участки с незначительным потемнением переходят в черные. Для зон коррозионного поражения характерно наличие рыжей ржавчины. В местах тесного контакта оцинкованные изделия слипаются (приклеиваются прокорродированными областями). Степень повреждения определяется при помощи замеров толщины цинкового покрытия.
Этапы восстановления поврежденных белой коррозией участков
1. Механическая зачистка металлической щеткой коррозионных зон.
2. Полировка зачищенных участков для окончательного удаления продуктов ржавчины и оксидации.
3. Для создания защитного барьера на подготовленную поверхность наносится полимерное покрытие – цинковая, эпоксидная краска или цинковая грунтовка, преобразователь ржавчины с цинком.
Белая ржавчина на цинковом покрытии — химические составы для удаления ее следов
1. При легком повреждении цинкового покрытия белой ржавчиной для удаления следов коррозии может использоваться следующий состав:
• 1% раствор тринатрияфосфата или 1% раствор дихромата калия (натрия) слегка подкисленный серной кислотой (рН не менее 6).
2. При тяжелой форме повреждения цинкового покрытия белой ржавчиной очаги поражения удаляются при помощи щетки или путем разбрызгивания химического раствора, в состав которого входят следующие компоненты:
• бытовое моющее средство в расчете 0,5% от полного объема,
• тринатрийфосфат – 3,0% от всего объема,
• 5% раствор гипохлорит натрия – 25% от общего объема,
• чистая пресная вода – 71,5%.
3. В состав раствора для удаления следов коррозии, при котором обработка позволяет максимально сохранить матричную основу, входит:
• хромовая кислота – 200 г/л.
4. Состав для удаления коррозионных зон, позволяющий восстанавливать свойства оцинкованной, запассивированной поверхности, базируется на следующих компонентах:
• триоксид хрома – 420 г/л,
• 0,5% раствор азотной кислоты.
Следует отметить, что после химической обработки коррозионных очагов поражения, места очистки тщательно промываются проточной водой.
Белая ржавчина на цинковом покрытии – это результат неправильного складирования, транспортировки и хранения готовых изделий. Неукоснительное соблюдение технологического процесса оцинковки, правил складирования и хранения поможет избежать потерь, связанных с коррозионными повреждениями.
Белая и рыжая ржавчина: в чём разница
Белая ржавчина на цинке: вопросы и ответы
Что такое белый налёт на цинке?
Это белая ржавчина — рыхлый налёт из гидроксида и основного карбоната цинка, который образуется при контакте свежеоцинкованной поверхности с влагой без доступа воздуха.
Опасна ли белая ржавчина?
На ранней стадии — нет: это поверхностный налёт, который удаляется. Но он расходует цинковый слой, и при запущенной форме обнажается сталь и начинается рыжая ржавчина.
Как предотвратить белую ржавчину?
Хранить оцинкованные изделия сухими и с вентиляцией, не упаковывать плотно во влажном состоянии, применять пассивацию и водоотталкивающую обработку после цинкования.
Как убрать белый налёт с оцинковки?
Лёгкий налёт — механически (мягкая щётка, губка). Среднее и сильное поражение — зачистка щёткой по металлу и нанесение защитного покрытия. Хроматные составы с Cr(VI) устарели — используйте современную Cr(III)-пассивацию.