Какие бывают оцинкованные листы и как правильно их использовать

Стальные оцинкованные листы — разновидность металлопроката с цинковым покрытием, защищающим металл от коррозии. Этот прочный, лёгкий и экономичный материал находит самое широкое применение в строительной отрасли.

Описание оцинкованного листа

Оцинкованный лист — металлопрокат, имеющий цинковое покрытие с одной или с двух сторон. За основу изделия берётся горячекатаная или холоднокатаная сталь, а покрытием выступает цинк, чистый или с примесями — железа, алюминия или алюминия с магнием.

Оцинковка придаёт стальным листам свойства нержавеющей стали. Одновременно с этим листовой металлопрокат остаётся эластичным, устойчивым к разным видам обработки — их можно гнуть, вытягивать, вальцевать, резать, рубить, не нарушая целостности покрытия. Материал широко применяется для изготовления кровли, водосточных труб, вентиляционных коробов и т. п.

Изобретение и начало массового применение цинкования

Процесс оцинковки, предусматривающий создание защитного покрытия из цинка, впервые был реализован в 18 веке. Официально признанный автор технологии — французский химик П. Дж. Мелуин. Он опускал железо в ёмкость с расплавленным цинком, после чего на нём появлялось серебристое покрытие.

Открытием быстро заинтересовались научные круги и производители металла. Сначала расплавленный цинк использовали для покрытия посуды и кухонной утвари. Впоследствии его стали применять для обработки листового железа.

История внедрения оцинкованного железа в разные сферы:

• в 1824 г. — использование листов для обшивки днищ военных кораблей (Великобритания);
• в 1829 г. — получение Г. Палмером (Великобритания) патента на «отрезные металлические листы»;
• в 1836 г. — компания Sorel (Франция) получает патент на процесс цинкования.
• в 1837 г. — получает патент У. Кроуфорд (Великобритания);
• в 1844 г. — первое применение оцинкованного железа в инфраструктурном объекте, на доках военно-морского флота (г. Пембрук, Великобритания);
• с 1850 г британская промышленность использует до 10 000 т. цинка в год.

Основные свойства и характеристики

Главное свойство оцинкованных листов — эластичность и гибкость. Изделия должны соответствовать техническим характеристикам, регламентируемых ГОСТ 14918-80. Стандарты распространяются на рулонную и листовую сталь.

Для изготовления оцинкованного листа используют сталь разных марок, чаще всего:

• 08пс, 08кп или Юкп (ГОСТ 1050-88);
• 100, Ст1, Ст2 и СтЗ (ГОСТ 380-94);
• 08пс, 08кп или 08Ю (ГОСТ 9045-93).

Цинкование в разы дешевле, чем лакокрасочные покрытия, и при этом продлевают срок службы стального листа на 40 лет.

Свойства оцинкованной стали:

• высокая коррозионная устойчивость;
• возможность обработки;
• высокая механическая прочность;
• долговечность.

Листы оцинкованной стали характеризуются широким сортаментом. Производители предлагают большой диапазон размеров и разные толщины цинкового покрытия.

Самый распространённый метод создания оцинкованного покрытия — горячее цинкование. Листы покрываются цинком в агрегатах непрерывного действия горячим методом. Полученная продукция предназначена под покраску, а также для производства всевозможных штампованных изделий.

Горячим методом получают прочное антикоррозионное покрытие. Его толщина — 10-60 мкм. Покрытие матово-белого цвета или сероватое, без блеска. Также цинкование производят гальваническим путём и напылением — такие методы позволяют получать блестящие и серебристые поверхности.

Виды оцинкованного профлиста

Производители предлагают широкий ассортимент оцинкованного листа для опта и розницы, мелких и крупных потребителей. Предлагаемая продукция отличается размерами, покрытием (способом нанесения), толщиной, весом.

Размеры оцинкованных листов

Размеры, а также допустимые отклонения от них, устанавливаются, как и для не оцинкованных листов стали, ГOCTом 19904-90.

Согласно ГOCT 14918-80, сталь оцинкованная, по ТУ, имеет:

• ширину 700-1 800 мм (с шагом 50, 100 и 150 мм);
• длину 1 000-6 000 м (с шагом 20, 80, 100, 150, 200, 300, 500 мм).

Толщина оцинкованных листов лежит в диапазоне, предусмотренном стандартами. Производители выпускают листы, толщина которых, вместе с покрытием, составляет (мм): 0,3; 0,5; 0,55; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 2,5; 3; 4,5.

Потребители, приобретающие оцинкованные листы для решения проблем бытового характера, чаще всего, покупают изделия с такими размерами:

• длина (L): 2 000-2 500 мм;
• ширина (B): 1 000-1 250 мм;
• толщина (S): 0,35-3 мм.

Зачастую оцинкованным листом называют профнастил с цинковым покрытием. Но это разные стройматериалы. Оцинкованный лист, по сути, сырьё для производства профнастила.

Разновидности оцинкованных листов

Оцинкованная сталь классифицируется по разным техническим параметрам и свойствам. Это помогает потребителю выбрать продукцию, максимально подходящую для поставленных задач.

Классификация оцинкованной стали по назначению:

• общего назначения — ОН;
• для холодной штамповки — ХШ;
• для холодного профилирования — ХП;
• под окраску — ПК.

По способности к вытяжке сталь группы ХШ делят на три категории — Н, Г и ВГ, по способности к нормальной, глубокой и весьма глубокой вытяжке соответственно. Также оцинкованные листы различаются равномерностью толщины покрытия. Различают листы типа НР и УР — с нормальной и уменьшенной разнотолщинностью соответственно.

Оцинкованные листы могут использоваться как самодостаточный строительный материал или как сырьё для производства других видов стройматериалов. Более новый стандарт ГОСТ Р 52246-2004 подразделяет оцинкованные листы на несколько категорий, отличающиеся качеством и свойствами.

Классификация оцинкованных листов и их маркировка:

• плоские и изогнутые изделия — 01;
• посудо-хозяйственные — 02;
• сложные профили и штампованные изделия глубокой вытяжки — 03….07;
• профилированный оцинкованный лист маркируется отдельно — 220, 250, 280, 320, 350.

Для цинкования листов применяют цинк марок ЦО или Ц1 по ГОСТ 3640-79. Предусматривается добавление в ванну алюминия, свинца, других металлов. Допустимо легирование свинцом за счёт применения цинка марки Ц2.

Специфика цинкового покрытия

Важнейшая характеристика цинкового покрытия — его толщина. Она регламентируется ГОСТом 16523-89. 

Различают три типа покрытий:

• Первая категория. Толщина от 18 до 40 мкм. Такое покрытие считается средним в диапазоне, а листы с ним — универсальными.
• Вторая категория. К ней относятся листы с покрытием 10-18 мкм. Такая толщина не может обеспечить надёжную защиту от коррозии.
• Категория П. Такая маркировка ставится на самые прочные и устойчивые к воздействиям листы. Толщина цинковых покрытий — 40-60 мкм.

Второй параметр, характеризующий цинковое покрытие — качество нанесения. Оно обозначается маркировкой УР и НР — уменьшенная и нормальная разнотолщинность соответственно.

Расчет веса оцинкованного листа

Независимо от сферы применения выпускаемых листов, перед производством рассчитывают их вес.

Расчёт веса производится по формуле: M=M1×t1+M2×t2 (1), где:

• M — вес 1 кв. м оцинкованного листа, кг;
• M1 — вес 1 кв. м стального листа без покрытия;
• t1 — толщина стального листа без покрытия;
• M2 — вес 1 кв. м цинкового слоя толщиной 1 мм;
• t2 — толщина цинка с двух сторон листа.

Для упрощения работы были созданы специальные таблицы, позволяющие упростить вычисления.

Таблица 1. Толщина и класс покрытия оцинкованных листов:

Таблица 2. Зависимость веса оцинкованных листов от толщины:

Особенности производства

Благодаря цинковому покрытию, даже самые тонкие стальные листы могут стойко переносить воздействие агрессивных сред.

Особенности производства:

• Защитный слой цинка или железоцинкового состава наносится с одной или двух сторон.
• Самый популярный метод нанесения покрытия — холодное цинкование листов, полученных горячим прокатом. Именно такие листы востребованы в строительной отрасли и ремонте, их покрытие особенно устойчиво к растрескиванию и появлению сколов.
• Поверхность листов, во избежание появления окалины, предварительно протравливают кислотой.

Каждый метод нанесения покрытия имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Поэтому при выборе оцинкованных листов полезно будет поинтересоваться, каким методом нанесён защитный слой.

Самые популярные методы оцинковки стального листа:

• Горячее — листы погружают в расплавленный цинк. Самая востребованная технология. Предназначена для конструкций, не имеющих высокоточных поверхностей. Метод сравнительно недорогой и высокопроизводительный. Толщина защитного слоя — 40-200 мкм. Минус — неравномерность покрытия.
• Холодное — производится как обычное окрашивание или напыление. Простой и дешёвый способ. Минус — недостаточная стойкость и неравномерность покрытия.
• Гальваническое — обрабатываемые листы погружают в цинкосодержащий электролит, сквозь который пропускают электрический ток. Получается прочное, тонкое и красивое покрытие, способное к самовосстановлению. Минус — недостаточная толщина покрытия для интенсивной эксплуатации в агрессивных средах. Полученный слой цинка более декоративный, нежели защитный.
• Термодиффузионное — защитное покрытие формируется путём помещения листов в среду с порошкообразным цинком. Рабочая температура — от +260°C до +450°C. Метод позволяет регулировать толщину покрытия, оно получается прочным и равномерным. Минус — сложный технологический процесс и высокая себестоимость (вдвое дороже горячего цинкования).
• Газотермическое — металлизация листа путём напыления порошкообразного цинка. Процесс идёт на высокой скорости. Покрытие получается равномерным, толщина регулируется. Минус — пористость защитного слоя.

На практике самым рентабельным, доступным, а потому популярным, является горячее цинкование. Именно его целесообразнее всего применять для обработки изделий с простой конфигурацией.

Требования ГОСТ

Технические условия и требования к оцинкованным листам регламентируются ГОСТ 14918-80. Этот стандарт распространяется на холоднокатаные углеродистые стали (0,5-2,5 мм), подвергнутую горячему цинкованию. Указанный ГОСТ распространяется как на листовую, так и на рулонную оцинкованную сталь.

Показатели, установленные указанным ГОСТом, соответствуют требованиям первой и высшей категорий качества. Качественные параметры листов из низкоуглеродистых сталей регламентируются отдельным стандартом — Р 52246-2004.

В ГОСТах указаны следующие технические требования:

• толщина цинкового покрытия;
• запрет на рваные края;
• запрет на наплывы;
• к продаже не допускаются листы, имеющие механические повреждения.

Выпускаемую продукцию проверяют на месте производства — для этого специально выделяются сотрудники. Они визуально проверяют оцинкованный лист на соответствие ГОСТ. При необходимости производят замеры и исследования.

Таблица 3. Классификация оцинкованных листов:

Сферы применения

Оцинкованные листы применяют для создания различных изделий. Их применяют в самых разных сферах и отраслях промышленности. Из них, например, монтируют водосточные системы, оборудование для перемещения жидкостей, делают кузова автомобилей и отделочный металлопрофиль, рекламные щиты, лестницы, карнизы, заборы и многое другое.

Как сделать забор из профнастила, об этом расскажет наша статья.

Области применения листа с цинковым покрытием:

• в автомобилестроении и производстве других транспортных механизмов;
• производство станков;
• высокоточное приборостроение;
• выпуск оборудования для химической промышленности;
• создание всевозможных деталей и конструкций;
• создание кровли;
• отделочные работы;
• сооружение бытовых, строительных и промышленных объектов.

Широкое применение оцинкованных листов обусловлено их высокой прочностью, долговечностью, простотой монтажа и демонтажа.

Технология цинкования

Самый популярный и экономически целесообразный метод цинкования — горячий. Именно его в большинстве случаев применяют при производстве оцинкованной стали.

Технологический процесс горячей оцинковки:

1. Изделия отгружаются в зону навески. Для этой цели обычно используют мостовые краны — они способны быстро перемещать крупногабаритные и тяжёлые грузы прямо к месту обработки.
2. Листы, доставленные к месту цинкования, навешивают на движущиеся траверсы. Металлопрокат располагают и фиксируют так, чтобы секция поместилась в технологическую ёмкость.
   Листы подвешивают таким образом, чтобы они, погружаясь в расплавленный металл, контактировали с ним всей своей поверхностью и при этом не мешали друг другу.
3. Металлические листы подвергают обработке, предусматривающей несколько этапов. Изделия готовят к основному процессу — цинкованию. Траверсы поочерёдно погружают в ванны с различными техническими жидкостями.
4. В результате подготовительных манипуляций железо обезжиривают, очищают, травят — чтобы обеспечить проникновение молекул цинка в кристаллическую решётку железа. Затем удаляют следы кислоты, покрывают флюсом и подогревают металл — чтобы предотвратить деформацию из-за резких перепадов температур.
5. Листы предварительно разогревают и сушат в специальных многоступенчатых печах, куда подают нагретый и очищенный воздух. После такой манипуляции с листов испаряются вещества, с которыми был контакт в ванных. Кроме того, металл дополнительно прогревается.
6. Главный процесс цинкования заключается в погружении листов в ванны, наполненные расплавленным цинком. Траверсы с листами транспортируют к закрытой печи, в которой и находятся ванны. Температура цинка поддерживают на уровне +450°C.
   Печь герметичная — это необходимо для безопасности персонала и из-за отвода высокотемпературных газов в атмосферу. Тепловую энергию этих газов используют вторично — подогревают технологические жидкости во время подготовки листов к оцинковке.
7. Снимают, сортируют и отгружают оцинкованные листы.

Процесс кажется сложным и долгим, но, на самом деле, горячее цинкование является очень простым и экономически выгодным методом.

Оценка качества

ГОСТ предусматривает параметры, по которым продукцию — оцинкованные листы, относят к той или иной категории качества. Она, как правило, указывается в документах, сопровождающих отгружаемый металлопрокат.

Требования к оцинкованному листу:

• гладкая и ровная поверхность;
• отсутствие внешних дефектов — трещин, сколов;
• не должно быть нарушения целостности покрытия.

Есть марки, в которых допустимо наличие шероховатостей, пятен и наплывов. Это, в частности, касается листов с холодным цинкованием и материалам, относящимся к категории общего назначения. В других типах металлопроката с оцинковкой подобные недостатки недопустимы.

Популярные производители

В России имеется много производителей, выпускающих оцинкованный лист высокого качества. При выборе, помимо качественных характеристик, учитывают также стоимость и близость транспортировки.

Известные производители:

• «Каюмарс» (г. Санкт-Петербург). Выпускает продукцию по доступной цене. Реализует лист оптом и в розницу. Работает с 2000 г.
• «Северсталь» (г. Череповец). Крупный поставщик оцинкованного листа и рулонной стали. Предлагает два класса цинкования.
• НЛМК (г. Новолипецк). Производит оцинкованную стали в рулонах, более 100 видов металла. Ширина 125 см, толщина — 0,025-0,3 см.
• ПАО «ММК» (г. Магнитогорск). Выпускает прокат высокого качества толщиной 0,05-0,49 см. Цинковое покрытие создаётся горячим и электролитическим методом. Есть продукция с дополнительным полимерным покрытием.

Особенности покраски

В продаже есть оцинкованные листы, окрашенные в заводских условиях. Но даже самые лучшие красители со временем деградируют. Также использованные на заводе цвета могут выйти из моды, перестать нравиться и т. д. В этих случаях имеет смысл самостоятельно покрасить листы в нужный цвет.

Подходящие красители:

• акрил;
• виниловые смеси;
• алкидные составы;
• резиновые краски.

Наиболее часто применяются акриловые и алкидные красители. Первые отличаются высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям, недорогие и хорошо сцепляются с металлом. Вторые востребованы во влажной среде, обладают дополнительным антикоррозионным эффектом, дают глянцевый блеск.

Особенности покраски:

• Перед покраской листа акриловыми красками важно правильно подготовить поверхность металла. Может даже понадобиться абразивная обработка — для улучшения адгезии (сцепления). Оцинкованную поверхность обязательно очищают с помощью растворителя. Наносят два тонких слоя, второй — после полного высыхания первого.
• Алкидные составы наносят только на чистые и сухие поверхности.
• Полимерные красители используют только в заводских условиях.
• Пневматическое окрашивание отличается высокой производительностью, но его должны выполнять обученные специалисты.
• Использование средств индивидуальной защиты является обязательным.

Чем покрасить оцинкованную поверхность, а также про нюансы технологии окрашивания расскажет видео:

Производители предлагают оцинкованный лист в широком ассортименте. Разобравшись в предлагаемых видах продукции, можно подобрать листы, оптимально подходящие для конкретной цели. Если для поставленных задач достаточно обыкновенной категории, вам не придётся переплачивать за повышенное качество.