Мырыштау - болатты тоттанудан қорғаудың ең тиімді әдісі. Негізінен,мырыштау ваннасыметалл бөлшектерді жабу үшін қолданылатын балқытылған мырыштан жасалған үлкен шәйнек. Таза болат осы ваннаға батырылған кезде, мырыш бетіне тез жабысып, берік, коррозияға төзімді қабат түзеді. Мырыштау 150 жылдан астам уақыт бойы қолданылып келеді, бірақ ол таңқаларлықтай тиімді және экологиялық таза болып қала береді. Шын мәнінде, ол көбінесе қолжетімді ең экологиялық таза коррозияның алдын алу процестерінің бірі ретінде айтылады. Нәтижесінде минималды күтіммен ондаған жылдар бойы ашық ауада шыдай алатын болат пайда болады. Төменде біз болат бөлшегінің мырыштау ваннасының ішінде шаң басқан ескі металдан мырыш сауытына қалай ауысатынын кезең-кезеңімен қарастырамыз.
Гальванизациялық ванна дегеніміз не?
Мырыштау ваннасы - бұл шамамен 450°C (842°F) дейін қыздырылған балқытылған мырыш құмырасы. Болат бөлшектері күміс сұйық металлға ұқсайтын осы ыстық мырышқа батырылады. Батыру кезінде мырыш болаттағы темірмен әрекеттесіп, мырыш пен болат арасында металлургиялық байланыс түзеді. Іс жүзінде компаниялар мұны көбінесе ... деп атайды.ыстықтай мырыштаупроцесс – болатты «ыстық» (балқытылған) мырышқа батыру.
Бұл әдіс өте тиімді. Мырыш ваннасы әдетте 98% таза мырыштан жоғары деңгейде сақталады, ал конвейерлік немесе крандық жүйелер болат бөліктерін мұқият бұрыштайды, осылайша мырыш бөлшектің әрбір бұрышын толтыра алады. Тіпті қуыс пішіндер немесе түтіктер де мырышпен толтырылады, сондықтан ішкі жағы да, сырты да қапталады. Бір салалық нұсқаулықта айтылғандай, ыстықтай мырыштау «толық батыру» процесі болып табылады – болат толығымен батырылады және мырышпен қапталады.барлығыішкі және сыртқы беттер. Болат бірнеше минуттан кейін жаңа жылтыр металл қабықпен көтеріледі.
Ыстық мырыштау процесі (басынан аяғына дейін)
Мырыштау процесі бірнеше негізгі кезеңнен тұрады. Әрқайсысын мұқият орындау керек, себебі мырыш тек мінсіз таза бетке ғана жабысады. Жалпы, қадамдар:
Тазалау (майсыздандыру және маринадтау):Алдымен болат майларды, майды және бос тотты кетіру үшін мұқият тазаланады. Бұл әдетте болатты майсыздандыратын ыстық сілтілік (каустикалық) ерітіндіні қамтиды. Содан кейін болат диірмен қағын және тотты кетіру үшін қышқыл тұздау ваннасына (көбінесе сұйылтылған күкірт немесе тұз қышқылы) түседі. Тұздағаннан кейін кез келген қиын кір, бояу немесе қож қолмен немесе жару арқылы жойылады. Қысқасы, барлық ластаушы заттар кетуі керек, себебі мырыш лас болатқа жабыспайды.
Флюксинг:Мырыштау алдында таза болат флюс ерітіндісіне, әдетте мырыш аммоний хлоридінің қоспасына батырылады. Флюс оксидтің соңғы іздерін тазартады және батыру алдында жаңа тотығудың алдын алады. Кейбір зауыттарда болат кірген кезде майсыздандыруға көмектесу үшін мырыш ваннасының үстінде жұқа «флюс көрпесі» қалқып жүреді. Флюстеу кезеңі өте маңызды: ол балқытылған мырыш банкасының...ылғалдыболатты біркелкі жағыңыз.
Мырыш ваннасына батыру:Енді процестің негізгі бөлігі келеді. Дайындалған болат баяу (көбінесе бұрышпен) балқытылған мырыш шәйнегіне түсіріледі, әдетте ~450°C температурада ұсталады. Төмендегі суретте ыстық мырыш ваннасына кіретін болат арқалықтар көрсетілген. Болат сұйық металға тиген бойда реакция басталады. Мырыш темір бетімен қорытпалана бастайды, ал сұйық мырыш бүкіл бөліктің айналасына ағады. Ваннаның ішінде мырыш пен темір металлургиялық реакция арқылы бірнеше қорытпа қабаттарын түзеді. Осы уақыт ішінде (әдетте бірнеше минут) жабын тиісті қалыңдығына дейін жиналады. Қабатбалқытылғанмырыш болаттың бетіне жабысып, содан кейін қатты сыртқы қабық түзу үшін салқындайды.
Сурет: Болат бөлшектері ыстықтай батырылатын мырыштау ваннасына батырылуда. Балқытылған мырыш (сұйық күміс) болатты тез жабады.
Зауыт операторлары батыру уақытын мұқият өлшейді. Көптеген бөлшектер үшін 4-5 минут батыру жеткілікті. Үлкенірек немесе оқшауланған бөлшектер толық температураға жету үшін ұзағырақ уақыт кетуі мүмкін. Қыздырылғаннан кейін, бөлшек баяу көтеріледі. Көтерілген кезде артық мырыш ағып кетеді - кейде бөлшекті дірілдеу немесе айналдыру арқылы көмектеседі. Қалған жұқа мырыш қабығы салқындап, қатаяды, көбінесе сыртында жарқын күміс түске ие болады. Шын мәнінде, жаңа мырышталған болат көбінесе жарқырайды; кристалданған мырыштың тән «жіпшесі» немесе қар ұшқыны тәрізді өрнегі қатқан кезде бетінде пайда болуы мүмкін.
Салқындату (пассивация/сөндіру):Қапталған болат алынып тасталғаннан кейін салқындатылады. Мұны қарапайым ауамен салқындату немесе ыстық болатты суда немесе химиялық пассивациялық ваннада сөндіру арқылы жасауға болады. Арнайы қатаюдың қажеті жоқ – мырыш/болат байланысы қазірдің өзінде берік. Пайда болуы мүмкін мырыш оксидінің (ақ тот) кез келген жұқа сыртқы қабаты көбінесе жалғыз қалады немесе жеңіл өңделеді. Боялған бөлшектерден айырмашылығы, мырышталған болат әдетте қажет етедіәрі қарай әрлеу жоқберіктік үшін.
Тексеру:Соңғы қадам - жылдам визуалды және техникалық тексеру. Инспекторлар әрбір аймақтың қапталғанын тексеріп, қалыңдығын өлшейді. Мырыш тек таза металға жабысатындықтан, нашар жерлерді байқау оңай (жалаңаш болат жарқын көрінеді). Стандартты өлшеуіштер жабынның қалыңдығын оның сипаттамаларға сәйкес келетініне көз жеткізу үшін өлшейді. Осы кезде мырышталған болат пайдалануға дайын болады, көптеген жылдар бойы коррозияға төзімділігіне кепілдік беріледі.
Ваннаның ішінде: Металлургия және қорғаныс
Балқытылған мырыштың ішіндегі болатпен іс жүзінде химияның күрделі бөлігі және мырыштаудың таңқаларлық күшті жақтарының бірі жүреді. Ыстық болат ваннада тұрғанда, мырыш атомдары темірге диффузияланып, бірнеше интерметалдық қосылыстар түзеді. Американдық мырыштаушылар қауымдастығы мұны көлденең қимамен көрсетеді: болат шекарасында таза мырыштың сыртқы қабаты (эта қабаты деп аталады) және оның астында 3 қатты қорытпа қабаты (гамма, дельта, зета деп аталады) орналасқан. Таңқаларлықтай, бұл мырыш-темір қорытпа қабаттары...жұмсақ болаттан қаттырақМысалы, ұсақ сызаттар бұл көп қабатты жабын арқылы оңай өтпейді. Іс жүзінде мырышталған жабын өте берік және тозуға төзімді.
Тағы бір маңызды артықшылығы - катодтық (құрбандық) қорғаныс. Мырыш болатқа қарағанда электрохимиялық белсендірек. Қарапайым тілмен айтқанда, егер жабын жалаңаш болатқа дейін сызылса, айналасындағы мырыш алдымен коррозияға ұшырайды, бұл болатты қорғайды. Шын мәнінде, ыстықтай мырыштау осымен танымал: бір дереккөз жалаңаш болат (¼ дюймге дейін) сызылған кезде ашық қалса да, «барлық айналасындағы мырыш тұтынылғанша коррозия басталмайды» деп атап өтеді. Бұл кішкентай сызаттарды қайта бояудың қажеті жоқ дегенді білдіреді; мырыш уақыт өте келе өзін құрбан етеді.
Жылдар бойы ауа мен жаңбырдың әсерінен мырыш зиянсыз қосалқы өнімдерге (оксидтер, гидроксидтер, карбонаттар) айналады – ескі мырышталған металда көрінуі мүмкін сұр патина. мырыш патинасы коррозияны баяулататын қорғаныш сыртқы қабық түзеді. Шын мәнінде, толықтай тозған мырышталған болат жалаңаш болатқа қарағанда шамамен 30 есе баяу коррозияға ұшырайды. Іс жүзінде бұл мырышталған жабынның қоршаған ортаға байланысты күтімсіз 50-60 жыл немесе одан да көп уақытқа созылатынын білдіреді.
Таңқаларлық артықшылықтарыГальванизациялау
Гальванизациялау қарапайым металл жабынынан күтпейтін бірнеше «таңқаларлық» факторларды ұсынады:
1. Толық қамту:Ыстық батыру арқылы мырыштау бөлшекті батыратындықтан, ол тіпті қуыс бөліктердің ішін және түтіктердің ішін де жабады. Қылқаламмен бояудан айырмашылығы, бұрандалар мен жасырын бұрыштар мырышпен өңделеді. Бұл толық батыру тоттың күтпеген жерлерден кіріп кетпеуін білдіреді.
2. Кіріктірілген беріктік:Мырыш-темір қабаттары өздігінен қатты және тозуға төзімді. Кейбір сынақтарда мырышталған болаттың жабыны бітеліп қалғанон реткәдімгі бояуға қарағанда тозуға төзімдірек. Сыртқы таза мырыш қабаты (эта) жұмсақ және иілгіш, соққыға төзімділікті қамтамасыз етеді, ал ішкі қорытпа қабаттары болатқа қарағанда қаттырақ. Бұл көп қабатты байланыс мырышталған бөлшектердің дөрекі өңдеу мен тозуға төзімділігін білдіреді.
3. Өзін-өзі емдеу (катодтық) қорғаныс:Жоғарыда айтылғандай, мырыш болатты қорғау үшін «өзін құрбан етеді». Мырышталған болаттағы кішкентай сызаттар тот баспайды, себебі мырыш алдымен коррозияға ұшырайды (катодтық қорғаныс деп те аталады). Тіпті боялған болатпен болатын жағдайдың «бүйірден сырғып кетуі» деген атауы бар (бояудың астынан тот сырғып кетеді) – және мырыштау іс жүзінде оның алдын алады.
4. Жылдам өңдеу:Ауыр жабдыққа қарамастан, мырыштау процесі жылдам. Бөлшекті іліп, мырышқа батыру бірнеше минутты алады. Дайындау негізінен химиялық тазалаудан тұрады, ал жақсы жұмыс істейтін зауыт тапсырысты бірнеше күнде өңдей алады. Шын мәнінде, заманауи мырыштау цехтары шағын тапсырыстарға тәулік бойы қызмет көрсетеді.
5. Ұзақ қызмет ету мерзімі:Мырышталған жабын болатты қайта бояусыз ондаған жылдар бойы қорғай алады. Әдеттегі ашық ауада (өнеркәсіптік немесе ауылдық) алғашқы техникалық қызмет көрсетуге 50 жылдан астам уақыт кетуі жиі кездеседі. Бұл ұзақ мерзімділік ұзақ мерзімді перспективада мырыштауды мерзімді қайта бояуға қарағанда үнемді етеді.
6. Қоршаған ортаға зиянсыздық:Мырыштау процесі салыстырмалы түрде таза. Пайдаланылған мырыш қайта өңделеді және бояудағыдай ұшпа органикалық еріткіштер жоқ. Мырышталған болат қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін 100% қайта өңделеді. Өнеркәсіптік топтар тіпті мырыштауды «ең экологиялық таза» коррозиядан қорғау құралы ретінде атап өтеді.
7. Танылатын әрлеу:Мырышталған болат көбінесе келесі сипаттамаларға ие:шашақталғаннемесе оның бетінде қар ұшқынына ұқсас өрнек. Бұл күміс кристалдар мырыш түйіршіктерінің қатаюы болып табылады және олар мырышталған беттерге ерекше көрініс береді. Бұл шынайы ыстықтай батырылған жабынның бар екендігінің көрнекі белгісі.
Жоғары сапалы жабдық: Bonan Tech компаниясының құбырларды мырыштау зауыты
Ірі мырыштау цехтары бұл процестерді үздіксіз жүргізу үшін ауыр техниканы пайдаланады. Мысалы, жабдық өндірушісі Bonan Technology Co., Ltd. өзінің«Жоғары сапалы құбырларды мырыштау зауыты»жоғары сапалы болаттан және компоненттерден жасалған. Олардың автоматтандырылған желілері бәрін өңдейді: құбырларды ілуге арналған қондырмалар, сілтілік майсыздандыру цистерналары, қышқыл тұздықтары, флюс станциялары, мырыш шәйнек арқылы өтетін конвейер және сөндіру цистерналары. Bonan компаниясының құбырларды мырыштау қондырғылары барлық құбыр диаметрлерінде үздіксіз өндіріске арналғанын атап өтеді.
Сурет: Жұмыс істеп тұрған үздіксіз құбырларды мырыштау желісі. Мұндай автоматтандырылған қондырғылар құбыр бөліктерін тазалау, флюстеу және балқытылған мырыш ваннасы арқылы жылжытады.
Bonan Tech желісінде әрбір қадам мұқият бақыланады. Шын мәнінде, құбырларды мырыштау әдетте келесі нақты кезеңдерді орындайды:
Каустикалық тазалау:Құбырлар май мен диірмен қағын кетіру үшін ыстық натрий гидроксиді ваннасына түседі.
Қышқылмен тұздау:Содан кейін олар тот пен қалған оксидтерді еріту үшін қышқыл ваннасынан (әдетте HCl немесе H₂SO₄) өтеді.
Шаю және шайқау:Шайғаннан кейін құбырлар мырыш-аммоний хлориді ағынының ерітіндісіне батырылады, бұл мырыштау алдында болаттың оксидсіз болуын қамтамасыз етеді.
Кептіру:Болаттағы кез келген ылғал ауа кептіргішпен үрленіп кетеді немесе буланып кетеді.
Иммерсия (мырыш ваннасы):Құбырлар балқытылған мырыш шәйнегіне тасымалданады. Ыстық тұз оларды мырышпен мұқият қаптайды.
Сөндіру:Соңында, ыстық мырышталған құбырлар жабынды бекіту үшін суда немесе сөндіру ваннасында тез салқындатылады.
Енді пайда болған әрбір құбыр коррозияның алдын алу үшін біркелкі мырыш жабынына ие. Бонанның сипаттамасына сәйкес, олардың«Құбырларға арналған автоматты мырыштау машинасы»«мырышпен қаптауға арналған құбырлардың барлық түрлерін» өңдей алады, тіпті өте үлкен немесе кіші құбырлардың да тиісті мырыш қабатын алуын қамтамасыз етеді.
Қорытынды
Мырыштау ваннасы тек металл ыдыстан артық нәрсе емес – ол болатқа іс жүзінде өздігінен қалпына келетін қалқан беретін дәлелденген, ғылыми негізделген процестің орталығы. Тазалау кезеңдерінен бастап ыстық мырышқа батыруға дейін әрбір қадам берік, металлургиялық байланысқан жабынды алу үшін оңтайландырылған. Біз мырышталған болаттың тот басуға ғана емес, сонымен қатар көп қабатты қорытпалармен, ерекше беріктікпен және ондаған жылдар бойы қызмет ету мерзімімен таңқаларлықтай жақсы жұмыс істейтінін көрдік.
Сіз көпірді жобалаушы инженер болсаңыз да, қоршау бағаналарын таңдайтын үй иесі болсаңыз да, мырыштау ваннасы процесін түсіну мырышталған болаттың неліктен соншалықты тиімді екенін түсіндіруге көмектеседі. Қысқасы, балқытылған мырыштың қарапайым ваннасының ішінде қуатты және таңқаларлықтай күрделі қорғаныс жүйесі жатыр – ол болат конструкцияларының ұрпақтан-ұрпаққа қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 21 мамыр