STB_ISO_14713_2

Госстандарт

Минск

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

СТБ ISO14713-2/ПР_1

ПОКРЫТИЯ ЦИНКОВЫЕ Руководство и рекомендации по защите от коррозии чугунных и стальных конструкций Часть 2 ГОРЯЧЕЕ ЦИНКОВАНИЕ ПОГРУЖЕНИЕМ

ПАКРЫЦЦІ ЦЫНКАВЫЯ Кіраўніцтва і рэкамендацыі па зашчыце ад карозіі чыгунных і сталёвых канструкцый Частка 2 ГАРАЧАЕ ЦЫНКАВАННЕ АПУСКАННЕМ

(ISO 14713-2:2009, IDT) Настоящий проект стандарта не подлежит применению до его утверждения

СТБ ISO 14713-2/ПР_1

II

УДК МКС 25.220.40 КП 03 IDT

Ключевые слова: покрытие, горячее цинкование, коррозия, защита, расплавленный металл

Предисловие

Цели, основные принципы, положения по государственному регулированию и управлению в об-

ласти технического нормирования и стандартизации установлены Законом Республики Беларусь «О техническом нормировании и стандартизации».

1 ПОДГОТОВЛЕН научно-производственным республиканским унитарным предприятием «Бе-

лорусский государственный институт стандартизации и сертификации» (БелГИСС) ВНЕСЕН Управлением стандартизации Госстандарта Республики Беларусь 2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Госстандарта Республики Беларусь

от г. № в качестве государственного стандарта Республики Беларусь

3 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 14713-2:2009 «Zinc coatings. Guidelines and recommendations for the protection against corrosion of iron and steel in structures. Part 2. Hot dip galvanizig» (Покрытия цинковые. Руководство и рекомендации по защите от коррозии чугунных и стальных конструкций. Часть 2. Горячее цинкование погружением).

Международный стандарт ISO 14713-2:2009 разработан техническим комитетом по стандарти-зации ISО/ТC107 «Металлические и другие неорганические покрытия», подкомитет SC4 «Нанесение покрытий методом погружения (гальванизация и прочее).

Перевод с английского языка (en). Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий

государственный стандарт, международных и европейских стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Национальном фонде ТНПА.

В разделе “Нормативные ссылки” и тексте стандарта ссылки на международные и европейские стандарты актуализированы.

Сведения о соответствии международных и европейских стандартов, на которые даны ссыл-ки, государственным стандартам, принятым в качестве идентичных и модифицированных государст-венных стандартов, приведены в дополнительном приложении Д.А.

Степень соответствия – идентичная (IDT)

4 ВЗАМЕН СТБ ISO 14713-2009

Настоящий стандарт не может быть тиражирован и распространен в качестве официального из-

дания без разрешения Госстандарта Республики Беларусь

Издан на русском языке


III

Содержание Введение……………………………………………………………………………………………………... IV

1 Область применения…………………………………………………………………………………… 1

2 Нормативные ссылки…………………………………………………………………………………. 1

3 Термины и определения……………………………………………………………………………… 2

4 Конструкции для горячего цинкования погружением…………………………………………… 2

4.1 Общие положения………………………………………………………………………………… 2

4.2 Подготовка поверхности…………………………………………………………………………….. 2

4.3 Процедуры, связанные с рассмотрением конструкций………………………………………… 3

4.4 Конструктивные особенности ……………………………………………………………………. 3

4.5 Допуски………………………………………………………………………………………………… 4

5 Хранение и транспортирование………………………………………………………………………... 4

6 Влияние состояния изделия на качество горячего цинкования погружением………………… 4

6.1 Общие положения…………………………………………………………………………………… 4

6.2 Состояние поверхности……………………………………………………………………………... 6

6.3 Влияние шероховатости стальной поверхности на толщину покрытия горячего

цинкования погружением………………………………………………………………………… 6

6.4 Влияние тепловых процессов резки………………………………………………………………... 6

6.5 влияние внутренних напряжений в сталях………………………………………………………. 6

6.6 Большие изделия или толстолистовая сталь………………………………………………….. 8

6.7 Практика горячего цинкования погружением………………………………………………….. 8

7 Влияние горячего цинкования погружением на изделия………………………………………… 8

7.1 Размерные допуски на сопрягаемую резьбу…………………………………………………. 8

7.2 Эффект процесса нагрева………………………………………………………………………. 9

8 Последующие виды обработки……………………………………………………………………….. 9

Приложение А (справочное) Предпочтительные конструкции изделий для горячего

цинкования погружением…………………………………………… 10

Библиография………………………………………………………………………………………………. 20

Приложение Д.А (справочное) Сведения о соответствии государственных стандартов ссылочным международным и европейским стандартам………………………

21


IV

Введение

Серия стандартов ISO 14713 под общим заголовком «Покрытия цинковые. Руководство и ре-комендации по защите от коррозии чугунных и стальных конструкций» состоит из следующих частей:

– Часть 1. Общие принципы проектирования и коррозионная стойкость; – Часть 2. Горячее цинкование погружением; – Часть 3. Диффузионное цинкование.


1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ПОКРЫТИЯ ЦИНКОВЫЕ Руководство и рекомендации по защите

от коррозии чугунных и стальных конструкций Часть 2

ГОРЯЧЕЕ ЦИНКОВАНИЕ ПОГРУЖЕНИЕМ

ПАКРЫЦЦІ ЦЫНКАВЫЯ Кіраўніцтва і рэкамендацыі па зашчыце ад карозіі

чыгунных і сталёвых канструкцый Частка 2

ГАРАЧАЕ ЦЫНКАВАННЕ АПУСКАННЕМ

Zinc coatings. Guidelines and recommendations for the protection against corrosion

of iron and steel in structures. Part 2. Hot dip galvanizig

Дата введения

1 Область применения Настоящий стандарт устанавливает руководство и рекомендации в отношении общих прин-

ципов проектирования изделий, подлежащих коррозионной защите методом горячего цинкования по-гружением.

Защита изделия, обеспечиваемая методом горячего цинкования погружением, будет зависеть от применяемого способа нанесения покрытия, конструкции изделия и конкретной окружающей сре-ды, где изделие будет эксплуатироваться. Изделие с цинковым покрытием методом горячего погру-жения может быть дополнительно защищено применением дополнительных покрытий (вне области применения настоящего стандарта) таких как органические покрытия (лакокрасочное покрытие или порошковые покрытия). Такую комбинацию покрытий называют «дуплексная система».

Руководство и рекомендации настоящего стандарта не рассматривают поддержание коррози-онной защиты при эксплуатации стальных горячеоцинкованных изделий. Руководство по поддержа-нию коррозионной защиты в соответствии с ISO 12944-5.

Специальные требования, связанные с производством продукции (например, для горячего цинкования погружением труб или крепежных изделий) будут иметь приоритет над общими рекомен-дациями.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для

датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатирован-ных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ISO 1461:2009 Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования на готовые изделия из

чугуна и стали. Технические требования и методы испытаний

Проект, первая редакция


2

ISO 4964:19841Сталь. Перевод значений твердости ISO 8044:1999 Коррозия металлов и сплавов. Общие термины и определения ISO 10684:2004 Изделия крепежные. Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования ISO 12944-5:2007 Краски и лаки. Антикоррозионная защита стальных конструкций с помощью

защитных лакокрасочных систем. Часть 5. Защитные лакокрасочные системы EN 10210-1:2006 Профили конструкционные полые горячекатаные из нелегированных и мел-

козернистых сталей. Часть 1. Технические условия поставки EN 10219-1:2006 Профили конструкционные полые сварные холоднокатаные из нелегирован-

ных и мелкозернистых сталей. Часть 1. Технические условия поставки EN 10240:1997 Покрытия защитные внутренние и/или наружные для стальных труб. Требова-

ния к покрытиям, изготовленным на автоматизированных линиях методом горячего цинкования EN 10346:2009 Изделия стальные плоские с покрытием, нанесенным методом горячего цин-

кования погружением способом непрерывного погружения. Технические условия поставки 3 Термины и определения В настоящем стандарте применяют термины по ISO 8044, а также следующие термины с со-

ответствующими определениями. 3.1 горячее цинкование погружением (hot dip galvanizing): Формирование цинкового покрытия

и/или покрытия из сплава цинк/железо на чугунных и стальных изделиях погружением их в цинковый рас-плав.

3.2 покрытие горячим цинкованием погружением (hot dip galvanizing coating): Покрытие, по-лученное горячим цинкованием погружением.

Примечание – Термин «покрытие, нанесенное методом горячего цинкования погружением» далее по тек- сту – «покрытие».

4 Конструкции для горячего цинкования погружением 4.1 Общие положения Для конструкции любого изделия необходимо учитывать не только функциональное назначе-

ние и метод изготовления, но также ограничения, накладываемые на поверхность. В Приложении А приведены предпочтительные конструкции изделий, некоторые из них являются специфическими для горячего цинкования погружением.

Внутренние напряжения в изделиях будут снижаться в процессе горячего цинкования погру-жением и это может вызвать деформацию или повреждение оцинкованного изделия. Эти внутренние напряжения возникают от конечных операций на стадии изготовления, таких как холодная штамповка, сварка, кислородная резка, и от остаточных напряжений, оставшихся от прокатного стана. Заказчик должен проконсультироваться со специалистом-гальваником перед проектированием или изготовле-нием изделия, которое будет впоследствии цинковаться, т.к. это может быть необходимо для адапта-ции конструкции изделия к процессу горячего цинкования погружением.

Заказчик должен знать о двух различных способах горячего цинкования погружением и учесть их при проектировании изделия:

а) горячее цинкование погружением – после соответствующей предварительной обработки, изготовленные чугунные или стальные изделия погружаются в ванну с цинковым расплавом (см. ISO 1461);

b) непрерывное цинкование – после соответствующей предварительной обработки листовые материалы непрерывно пропускаются через цинковый расплав и горячеоцинкованные листовые ма-териалы затем используются для изготовления изделия (см. EN 10346).

4.2 Подготовка поверхности Конструкция и используемые материалы должны обеспечивать хорошую поверхностную под-

готовку. Это необходимо для получения высококачественного покрытия (см. 6.2). Поверхности долж-ны быть без дефектов для обеспечения хорошего внешнего вида покрытия и пригодностью к эксплуа-тации.

____________

1) Действует только для применения настоящего стандарта.


3

Графит, содержащийся на поверхности чугунных отливок, препятствует нанесению расплав-ленного металла, а отливки, которые подверглись отжигу, могут иметь частицы двуокиси кремния в поверхностных слоях, которые должны быть удалены для получения цинкового покрытия хорошего качества. Пескоструйная обработка рекомендуется как перед, так и после отжига.

4.3 Процедуры, связанные с рассмотрением конструкции Ванна и установка горячего цинкования должны иметь соответствующие характеристики для

нанесения цинкового покрытия на изделия. Рекомендуется, чтобы изделия были спроектированы так, чтобы получить покрытие за одну операцию погружения. Изделия, которые являются слишком боль-шими для имеющейся ванны, могут быть частично погружены и затем повернуты по длине или высо-те так, чтобы покрытие было нанесено полностью. Частичное погружение (а затем погружение во второй раз, для полного покрытия) менее распространено, чем операция полного погружения.

Все изделия при погружении в ванну фиксируются. Часто имеются болтовые отверстия. Для помощи при обработке часто предусматриваются проушины. Изделия могут быть зафиксированы в стойках или зажимных приспособлениях, в таких случаях после цинкования могут быть видны некото-рые следы контакта. Операция по погружению включает вертикальное движение относительно ванны, но извлекаемые части могут быть наклонены под углом. Последовательность процесса обработки требует подвода воздуха, предварительно подготовленных жидкостей и цинка ко всем поверхностям обрабатываемого изделия. Воздушные пузыри препятствуют локальной подготовке поверхности и дают непокрытые поверхности; в закрытых пространствах при горячем цинковании погружением жид-кости испаряются при температуре около 450 ºС и созданное усилие может привести к деформациям или взрывам; избыток цинка может недостаточно сцепляться, и вызвать непривлекательный вид по-крытия и избыточный расход цинка.

Изделия, например, теплообменники и газовые баллоны, могут быть горячеоцинкованы по-гружением только снаружи. Для этого требуется использование специальной техники и оборудования (например, погружение изделия в ванну с усилием, превышающим выталкивающую силу расплав-ленного цинка) и заблаговременная консультация специалиста-гальваника.

4.4 Конструктивные особенности Предпочтительные конструкции изделий, подлежащих горячему цинкованию погружением,

приведены в приложении А. ВНИМАНИЕ! Во избежание опасности взрыва, который может привести к серь-

езной травме операторов, необходимо избегать закрытых помещений или преду-смотреть вентиляцию. Данный аспект проектирования должен быть тщательно изу-чен и соблюдены стандарты по обеспечению здоровья и безопасности операторов.

Наличие отверстий для вентиляции и дренажных трубок также позволяет формировать по-

крытие на внутренних поверхностях и обеспечить лучшую защиту для изделий. При достаточно высо-ких уровнях остаточных напряжений в компоненте снижение напряжения может возникать при темпе-ратуре горячего цинкования. Это один из основных случаев непредвиденного искривления или обра-зования трещин стального компонента. Предпочтительны симметричные части, в максимально воз-можной степени следует избегать больших отклонений в толщине или поперечных сечениях, напри-мер, тонкий лист, приваренный к толстым уголкам; выбраны такие технологии сварки и методы изго-товления, чтобы минимизировать несбалансированные напряжения и различное тепловое расшире-ние во время сварки и обработки. Термообработка может проводиться перед горячим цинкованием. Рекомендуется заказчику обсудить со специалистом-гальваником требования для покрытия и сборки изготовленных компонентов. Компактные подсборки (которые занимают минимальное пространство ванны) наиболее экономичны для цинкования. Сварка предпочтительна перед горячим цинкованием погружением для обеспечения непрерывного покрытия сварного шва.

Рекомендуется спроектировать изделия так, чтобы обеспечить доступ к поступлению и стоку расплавленного металла и чтобы отсутствовали воздушные карманы. Ровный профиль изделия, от-сутствие ненужных кромок и углов способствует горячему цинкованию: это и увеличение коррозион-ной стойкости в болтовых соединениях.

Отверстия, которые необходимы в конструкции для процесса горячего цинкования погруже-нием, предпочтительно выполнять перед сборкой и обрезкой или шлифованием углов секций; это способствует отсутствию «карманов», в которых избыток расплавленного цинка может затвердеть.


4

После сборки, прожигание может быть оптимальным методом получения отверстий, так как свободно-го пространства для сверления может быть недостаточного для нахождения отверстий вблизи кромки или углов.

4.5 Допуски Толщина покрытия определяется главным образом характеристикой и толщиной стали. Реко-

мендуется на сопрягаемых поверхностях и в отверстиях обеспечить дополнительный допуск, чтобы учесть толщину покрытия металла. Для плоских поверхностей с покрытием допуск не менее 1 мм счи-тается удовлетворительным. См. ISO 1461 для определения значимых поверхностей и критерии при-емки для покрытия.

Для резьбовых изделий ситуация более сложная. Например, практика нанесения горячего цинкования погружением и в центрифуге для гаек и болтов отличается в зависимости от страны:

а) резьба на болтах нарезается в соответствии с техническими требованиями без учета до-пуска на покрытие, а на гайках – нарезана резьба после покрытия;

b) болты изготавливаются размером меньше заданного (см. например, шведский стандарт SS 3194), тогда имеется возможность применять гайки с цинковым покрытием для болтов любых раз-меров.

ISO 10684 также содержит некоторые рекомендации.

5 Хранение и транспортирование Горячеоцинкованные изделия рекомендуется укладывать так, чтобы изделия можно было

безопасно хранить и транспортировать. Если есть необходимость минимизировать развитие образования пятен при хранении во

влажных условиях (главным образом образование окиси цинка и гидроокиси цинка на поверхности оцинкованного изделия), то заказчику необходимо сообщить данное условие специалисту-гальванику в момент подачи заказа и согласовать соответствующие методы контроля. Данные меры могут вклю-чать, например: хранение изделия так, что бы обеспечивалось свободное движение воздуха по по-верхности изделия, использование распорных деталей для минимизации зон контакта на изделии или избегания близкого размещения изделий (если позволяет конструкция).

В соответствии с ISO 1461 образование пятен при хранении во влажных условиях не должно быть причиной для забракования, если толщина покрытия сохраняется выше установленных мини-мальных требований.

6 Влияние состояния изделия на качество горячего цинкования погружением 6.1 Общие положения Большинство сталей, включая нелегированные углеродистые стали (см. например,

EN 10025-2), мелкозернистые конструкционные стали (см. например, EN 10025-3 и EN 10025-4), зака-ленные и отпущенные стали, полые секции которых горячекатаные (см. например, EN 10210-1) и хо-лоднокатаные (см. например, EN 10219-1), армированные стали (см. например, EN 10080), легиро-ванная сталь для крепежных изделий (см. например, ISO 898), серый чугун (см. например, EN 1561) и ковкий чугун (см. например, EN 1562) могут подвергаться горячему цинкованию в соответ-ствии с ISO 1461. Если оцинковываются изделия из других черных металлов, то адекватная инфор-мация или образцы рекомендуется заказчику предоставить специалисту-гальванику для принятия решения, могут ли такие изделия из указанных материалов быть удовлетворительно оцинкованы. Се-росодержащие автоматные стали, как правило, непригодны.


5

6.1.1 Химический состав материала Некоторые элементы, в частности, кремний (Si) и фосфор (Р), на поверхности стали могут

оказывать воздействие на горячее цинкование погружением продолжением реакции между железом и расплавленным цинком. Поэтому, в определенных сталях можно достигнуть более стойкого покрытия с соответствующим внешним видом, толщиной и текстурой. Процесс получения стали (например, го-ряче- или холоднокатаная) может также влиять на реакцию с расплавленным цинком. Если эстетиче-ски важен внешний вид покрытия, предъявляются особые критерии к толщине или гладкости поверх-ности, рекомендуется обратиться к специалисту-гальванику за рекомендациями до изготовления из-делия или до горячего цинкования.

В таблице 1 приведены упрощенные рекомендации в зависимости от химического состава стали, которые связаны с определенными типичными характеристиками покрытиями и оцинковыва-ние проводится при температуре 445 ºС – 460 ºС.

Таблица 1 – Характеристики покрытия в зависимости от химического состава стали

Категория Типичные уровни реактивности элементов

Дополнительная информация Типичные характери-стики покрытия

А ≤ 0,04 % Si и 0,02% P См. примечание 1. В

0,14 % Si до 0,25 % Si

Сплав Fe/Zn может проникать через покрытую поверхность. Толщина покрытия увеличи-вается с увеличением содер-жания кремния на поверхно-сти. Другие элементы также могут влиять на химическую активность стали. Например, содержание фосфора более 0,035% будет вызывать повы-шенную химическую актив-ность.

Покрытие имеет бле-стящий внешний вид с мелкой текстурой. Структура покрытия включает внешний слой цинка.

С 0,04 % Si до ≤ 0,14% Si Могут быть образованы чрез-мерно толстые покрытия.

D

0,25 % Si

Толщина покрытия увеличи-вается с увеличением содер-жания кремния.

Покрытие имеет более темный внешний вид с более грубой тексту-рой. Сплавы желе-зо/цинк доминируют в структуре покрытия и часто распространяют-ся на покрытые по-верхности и снижают стойкость при обраще-нии и эксплуатации.

Примечание 1 – Стали, соответствующие формуле Si + 2,5Р ≤ 0,09 %, также должны обладать такими же харак-теристиками. Для холоднокатаных сталей эти характеристики будут наблюдаться, когда стали будут соответст-вовать формуле Si + 2,5Р ≤ 0,04 %,

Примечание 2 – Наличие легирующих элементов (например, никеля) в цинковом расплаве может оказать суще-ственное влияние на характеристики покрытия, указанные в настоящей таблице. Таблица не содержит соответ-ствующих указаний для высокотемпературного цинкования (например, погружение в расплавленный цинк при 530 ºС – 560 ºС).

Примечание 3 – Стали, указанные в настоящей таблице, будут изменяться под влиянием других факторов, и границы каждого диапазона будут соответственно меняться.

6.1.2 Отливки Отливки по возможности должны быть без пор на поверхности и усадочных раковин, очищены

пескоструйной обработкой, электролитическим травлением или другими методами, специально пред-назначенными для отливок. Очистка соляной кислотой не удаляет остатки формовочной смеси,


6

графит или углерод отжига с поверхности чугунных отливок. Пескоструйная обработка необходима для удаления этих загрязнений. Очистка поверхностей сложных форм может быть выполнена спе-циалистом предприятия по оцинковыванию, используя плавиковую кислоту (фтористоводородная ки-слота). Необходимо обращать внимание при проектировании секций отливок. Малые отливки простой формы и сплошные поперечные секции не представляют проблем для оцинковывания при условии, что материал и состояние поверхности удовлетворяют требованиям к цинкованию. Большие отливки должны иметь сбалансированную конструкцию с одинаковой толщиной секций для избежания де-формации и образования трещин вследствие термических напряжений. Следует использовать боль-шие радиусы внутренних галтелей и большое число моделей и избегать острых углов и углублений.

Грубая поверхность, которая характерна для отливок, может привести к более толстым цин-ковым покрытиям, чем на деталях из проката.

Примечание – Отливки могут иметь различные структуры: - отливки из серого чугуна: серый чугун имеет содержание углерода более 2 %, большинство которого составляет пластинчатый графит; - отливки c шаровидным графитом (SG): аналогично серому чугуну по многим аспектам состава, но угле- род представлен в виде графита сфероидальной формы, инициированной добавками магния или серы; - отливки из ковкого чугуна: черносердечный, белосердечный. Ударная вязкость и обрабатываемость достигаются процессами отжига, а первичный графит не допускается. 6.2 Состояние поверхности Рекомендуется, чтобы поверхность металла была чистой перед погружением в расплавлен-

ный цинк. Обезжиривание и травление в кислоте – рекомендуемые методы очистки поверхности. Чрезмерного травления следует избегать. Загрязнение поверхности, которое не может быть удалено травлением, например, углеродные пленки (такие как остатки смазки после прокатки), масло, жир, краска, сварочный шлак, этикетки, клеи, маркировочные материалы, технологические масла и анало-гичные загрязнения рекомендуется удалить перед травлением: это позволит более эффективного ис-пользовать материалы для предварительной обработки материалов. Заказчик несет ответственность за удаление таких загрязнений, если альтернативные договоренности не были согласованы между гальваником и заказчиком.

6.3 Влияние шероховатости стальной поверхности на толщину цинкового покрытия Шероховатость стальной поверхности влияет на толщину и структуру покрытия. Шерохова-

тость поверхности металла остается видимой после цинкования. Шероховатость стальной поверхно-сти, которая получена пескоструйной обработкой, грубым шлифованием и т.п. перед травлением, да-ет более толстое покрытие, чем поверхность, которая получена только травлением.

6.4 Влияние тепловых процессов резки Газовая резка, лазерная резка и плазменная резка изменяют состав и структуру стали в зоне

резки и вокруг разреза поверхности так, что минимальную толщину покрытия очень трудно получить и покрытие может иметь уменьшенное сцепление/ адгезию покрытия к стальной основе. Чтобы полу-чить гарантированную толщину покрытия и обеспечить адекватное сцепление/адгезию покрытия, по-верхности после газовой резки, лазерной резки и плазменной резки рекомендуется изготовителю за-чистить, а острые кромки притупить.

6.5 Влияние внутренних напряжений в сталях 6.5.1 Общие положения Процесс горячего цинкования погружением включает погружение очищенных, предваритель-

но обработанных готовых стальных изделий в ванну с расплавленным цинком/цинковым сплавом при температуре около 450 ºС и извлечение их, когда металлургические реакции на покрытие будут за-вершены. В процессе погружения может возникнуть снижение больших или несбалансированных на-пряжений в изделии. Специалист-гальваник не несет ответственности за любую связанную с оцинко-выванием деформацию стального изделия (т.к. напряжения в изделии во время погружения не могут


7

им контролироваться), если деформация не произошла в результате неправильного обращения (на-пример, механическое повреждение или неправильная подвеска изделия).

6.5.2 Образование трещин Когда внутренние остаточные напряжения при изготовлении превышают предел прочности

при растяжении стали, из которой изготовлено изделие, то могут образоваться трещины. Правильная конструкция для оцинковывания позволяет избежать таких проблем.

Во время цикла нагрева и охлаждения рабочие напряжения, вызванные различным тепловым расширением элементов в пределах конструкции, взаимодействуют с предварительно существующи-ми напряжениями при изготовлении. Магнитуда результирующего поля напряжений в рабочем эле-менте изделий не может быть спрогнозирована. Во время цикла нагрева и охлаждения несбаланси-рованные напряжения могут способствовать степени искажения. Правильная конструкция для цинко-вания и установившаяся практика изготовления будут минимизировать любую возможность возник-новения искажения. Практика показывает, что определенные стали, виды предварительной обработ-ки, термическая и механическая обработки, травление и само горячее цинкование прошло удовле-творительно, то эта информация служит признаком того, что и проблема охрупчивания не ожидается для той же самой комбинации сталей, процедур предварительной обработки, термической и механи-ческой обработки, травления и горячего цинкования.

Закаленные и/или высокопрочные стали (стали с пределом текучести более 650 МПа) могут содержать внутренние напряжения такой величины, что травление и горячее цинкование могут уве-личить риск образования трещин стали в ванне горячего цинкования. Могут существовать критиче-ские геометрические конфигурации тяжелых конструкций, для которых эти эффекты могут быть уменьшены путем снижения напряжения перед травлением и горячим цинкованием. Необходима кон-сультация специалиста-гальваника, когда проводится горячее цинкование таких сталей.

6.5.3 Водородное охрупчивание Конструкционные стали при травлении обычно не охрупчиваются при поглощении водорода, а

остаточный водород (если имеется) не влияет на конструкционные стали. В конструкционных сталях поглощенный водород освобождается при горячем цинковании. Если стали тверже, чем примерно 34 HRC, 340 HV или 325 HB (см. ISO 4964), необходимо особое внимание для минимизации погло-щения водорода при подготовке поверхности. Твердость сварного шва и зоны термического влияния (HAZ) конструкционных сталей не превышают 340 HV. Следовательно, эти зоны обычно не охрупчи-ваются, поглощая водород при травлении.

6.5.4 Охрупчивание при старении Для снижения риска охрупчивания необходимо на стадии проектирования и на этапе изго-

товления свести к минимуму локальную холодную деформацию. Если это условие не может быть вы-полнено, то термическая обработка для снижения напряжений может быть применена к деформиро-ванной зоне перед травлением и горячим цинкованием и/или могут быть выбраны стали, которые не подвержены упрочнению при старении.

Охрупчивание при холодной обработке – основное металлургическое явление, влияющее на сталь любой марки. В соответствии со степенью деформации при холодной обработке прочность стали увеличивается, тогда как ударная вязкость и пластичность одновременно уменьшаются. Риски, свойственные охрупчиванию при холодной обработке, могут быть снижены выбором стали с более высокими характеристиками ударной вязкости; рассматривая исходную ударную энергию и переход-ную температуру недеформируемого стального материала, каждый процент деформации при холод-ной обработке должен быть сбалансирован понижением температуры перехода на 3 ºС.

Примечание 1 – Чувствительность к упрочнению при старении в деформированном состоянии и риск охруп-чивания определяются содержанием азота в стали, которое зависит от процесса производства стали. Дан-ная проблема не возникает в современной сталеплавильной практике производства стали. Раскисленные алюминием стали или стали, содержащие элементы, связывающие азот (такие, как V, Nb, Ti) в наименьшей степени подвержены упрочнению при старении.

Примечание 2 – Термически обработанные или холоднокатаные стали могут быть отпущены в ванне горя-чего цинкования с частичной потерей повышенной прочности, полученной ранее термообработкой или хо-лодной прокаткой.


8

6.5.5 Жидкий металл, способствующий образованию трещин (LMAC) или охрупчиванию (LME) Жидкий металл, способствующий образованию трещин (LMAC) или охрупчиванию (LME) име-

ет место, когда комбинация характеристик стали, выплавки, процесса изготовления и процесса цин-кования создают условия для образования хрупких трещин в стальном изделии при цинковании. Та-кая комбинация факторов редко возникает на практике. Существует руководство, которое устанавли-вает контроль конструкции при проектировании (например, определение мест концентрации напря-жений), подробное описание детали (например, качество стали, уровни остаточных напряжений, ка-чество сварки, положение и окончательная обработка просверленных или пробитых отверстий и по-верхностей после резки газовым пламенем) и условия цинкования (например, условия предваритель-ной обработки, скорость погружения и состав цинкового расплава), которые восприимчивы к образо-ванию трещин (LMAC) при наличии жидкого металла.

Примечание – Дополнительное руководство по этому вопросу находится в стадии рассмотрения/разработки.

6.6 Большие изделия или толстолистовая сталь Более длительное время обработки необходимо в гальванической ванне для больших изде-

лий, и это, а также и металлургические свойства толстолистовых сталей при обычных методах изго-товления, могут привести к образованию толстых покрытий.

6.7 Практика горячего цинкования погружением Очень небольшое количество легирующих элементов могут быть добавлены в ванну для цин-

кования как часть метода цинкования, особенно для снижения неблагоприятного воздействия крем-ния и фосфора или изменения поверхности цинкового покрытия. Такие возможные добавки (также в соответствии с требованиями ISO 1461) не влияют на длительную стойкость к коррозии цинкового по-крытия.

Если имеются специальные требования, содержание добавок или примесей в ванне или в по-крытии могут быть установлены заказчиком; например, если водогрейные котлы (т.е., резервуары и цилиндры) цинкуются погружением и предназначены для использования с горячеоцинкованными тру-бами в системах питьевого водоснабжения, заказчик может потребовать, чтобы покрытие соответст-вовало тем же требованиям к составу, как и для труб по EN 10240.

Для случаев, связанных с критическим материалом и/или критическим состоянием конструк-ции и изготовления, параметры цинкования должны быть оптимизированы для снижения риска де-формации или повреждения. Специалисты-гальваники должны регистрировать параметры процесса для всех его стадий. Испытания могут быть проведены на малой первоначальной партии для оценки пригодности технологии цинкования.

7 Влияние горячего цинкования погружением на изделия 7.1 Допуски резьбовых соединений Существует два различных пути обеспечения допусков: уменьшение основных отклонений

допусков наружной резьбы или увеличение основных отклонений внутренней резьбы. Для крепежных изделий, см. соответствующие документы на крепежные изделия, например, ISO 10684. В основном, допуски должны устанавливаться на сопрягаемых резьбах для подгонки в зависимости от толщины покрытия. Не существует требований к покрытиям для внутренних резьб, которые нарезаются после покрытия горячим цинкованием.

Толщина покрытия, данная для резьбовых изделий, касается изделий, которые требуют цен-трифугирования непосредственно после цинкования для обеспечения чистой резьбы.

Примечание – Покрытие на наружных резьбах цинкованием гальванически защищает внутренние резьбы резьбовых соединений. Следовательно, цинковое покрытие на внутренних резьбах не требуется.

Резьбы с покрытием должны иметь достаточную прочность для соответствия конструктивным

требованиям.


9

7.2 Эффект процесса нагрева Материалы, на которые будет отрицательно влиять высокая температура ванны горячего

цинкования, не рекомендуется подвергать горячему цинкованию. Термически обработанные или холоднокатаные стали могут быть отпущены высокой темпе-

ратурой ванны горячего цинкования с частичной потерей увеличенной прочности, полученной ранее термообработкой или холодной прокаткой.

8 Последующие виды обработки Рекомендуется, чтобы изделия не были сложены вместе, пока они горячие или влажные. Ма-

лые изделия, погруженные навалом в корзины или на зажимных приспособлениях, рекомендуется центрифугировать непосредственно после извлечения из цинка для удаления любого избытка метал-ла. Для замедления возможного образования пятен на поверхности при хранении во влажных усло-виях, к изделиям может быть применена подходящая обработка поверхности после цинкования. Если изделия подлежат окраске или порошковому покрытию после цинкования, заказчику рекомендуется информировать специалиста-гальваника перед цинкованием изделий. Для применения дуплексных систем, включая применение лакокрасочного покрытия, требования к обработке поверхности, лако-красочным покрытиям, толщине покрытия, применение технологий и т.п., должны быть определены соглашением между заказчиком и поставщиком. Дополнительная информация приводится в ISO 12944-5.

Для применения дуплексных систем, включая использование порошковых покрытий, рекомен-дации по порошкам, предварительной обработке, нанесению и характеристикам системы, приведены в EN 13438 и EN 15773.


10

Приложение А

(справочное)

Предпочтительные конструкции изделий для горячего цинкования погружением

Углы внешних ребер жёсткости, приварных косынок и перегородок на колоннах, балках и угло-

вые соединения в каналах рекомендуется подрезать, как показано на рисунке А.1. Рекомендуется, чтобы образовавшиеся проемы были максимальных размеров, не нарушая прочности конструкции. Если требуется приварка ребер к сопрягаемой части конструкции, то рекомендуется круговой разрез для обеспечения непрерывности сварного шва вокруг полученного проема. Круглые отверстия менее эффективны. Если они применяются, то рекомендуется располагать как можно ближе к углам и кром-кам. Обрезанные углы и отверстия могут быть на главной балке. В крупных коробчатых конструкциях (см. также рисунок А.1) внутренние ребра жесткости должны быть с вырезанным центром в дополне-ние к обрезке углов; одна обрезка достаточна для малых коробчатых конструкций. По возможности угловые крепления должны устанавливаться на расстоянии от фланца балки. Если имеются опорные пластины, то необходима дополнительная вентиляция. Это позволяет:

a) предотвратить скопление воздуха во время цинкования и обеспечить доступ травильных кислот и расплавленного цинка ко всем поверхностям изделия, и

b) облегчить дренирование при извлечении из промывочной ванны с кислотой и ванны горяче-го цинкования с цинком.

Точное расположение отверстий и проемов может меняться в зависимости от технологии по-гружения и по возможности проконсультироваться у специалиста-гальваника на стадии проектирова-ния.


11

а) Разрез главной балки, показывающей примеры подрезки, способствующие течению

металла при горячем цинковании погружением. Рисунок также включает изометрические ви-ды изготовленных балок, показывающие различные компоновки вентиляции.

Рисунок А.1 – Балки, ребра жесткости и перегородки


12

Если оптимальная вентиляция (в соответствии с ISO 14713-2) для цинкования не может быть разработана при проектировании (например, когда сверление отверстий в опорных пластинах, уже приваренные к балкам, не допустимы), то безопасная и эффективная альтернативная компоновка вентиляции по возможности должна быть согласована между заказчиком и гальваником. Рекоменду-ется принять во внимание потенциальные эффекты альтернативной компоновки вентиляции на каче-ство покрытия изделий (например, поверхностная обработка, возможность деформации или возмож-ность образования трещин в стали).

В месте соприкосновения поверхностей, по возможности должны быть просверлены отвер-стия, как показано на рисунке А.2, особенно при использовании тонколистовой стали. Размеры отвер-стия выбирают с учетом площади поверхностного соприкосновения. В зависимости от площади по-верхностного соприкосновения может потребоваться больше одного отверстия. Необходимо избегать задержки потока жидкости (см. рисунок А.3). Эта мера предосторожности необходима, чтобы избе-жать взрыва в процессе операции горячего цинкования и защиты операторов. Не обязательно про-сверливать две соприкасающиеся детали, но это способствует свободному потоку жидкости.

Рисунок А.2 – Приварка плоских поверхностей


13

Минимальные зазоры между частями, и особенно с плоскими соприкасающимися поверхно-стями, позволяют проникать жидкости внутрь, но цинковое покрытие не формируется между ними. Рекомендуется, чтобы сварные швы были непрерывными, если они не закрывают вентилируемые по-верхности, как показано на рисунке А.3. Болтовые соединения предпочтительно выполнять после проведения горячего цинкования. Все компоненты соединения могуты быть горячеоцинкованы. Горя-чее цинкование стандартных изделий из проката проводят перед сборкой болтовыми соединениями, что упрощает технологический процесс цинкования и способствует легкому демонтажу. Это наибо-лее практичный и экономичный метод.

1 – следует избегать 2 – предпочтительный вариант

Рисунок А.3 – Минимальные зазоры


14

Рекомендуется обеспечить вентиляцию и дренирование (предпочтительно наблюдать за

процессом со стороны в целях безопасности и контроля) как показано на рисунке А.4. В элементах с поперечным профилем или элементах каркаса с закрытыми концами (например, пластинами), могут быть просверленные отверстия или V-образные вырезы, расположенные по диагонали друг напротив друга сверху и снизу и как можно ближе к закрытым концам элементов. Отверстия могут быть макси-мально допустимого диаметра: в небольших конструкциях диаметром не менее 10 мм, в конструкциях больших размеров – примерно 25 % от диаметра элемента (см. также рисунок А.5).

Рисунок А.4 – Конструкция с полыми секциями


15

Цинк может свободно стекать. Предпочтительный способ – это погружение под углом и, по-сле погружения, извлечение противоположным углом, как показано на рисунке А.5. Положение от-верстий для вентиляции должны соответствовать углу извлечения конструкции.

1 – отверстия для вентиляции

2 – пример расположения конструкции при погружении в ванну (наиболее используемый вариант)

3 – пример расположения конструкции при погружении в ванну (альтернативный вариант)

Рисунок А.5 – Расположение при горячем цинковании погружением


16

Вентиляционные отверстия с каждой стороны конструкции могут располагаться по диагона-ли, как показано на рисунке А.6. Предпочтительный вариант рекомендуется согласовать со специали-стом-гальваником.

Рисунок А.6 – Альтернативные конструкции для вентилируемых секций, которые крепятся к опорным пластинам


17

Большие открытые резервуары рекомендуется укреплять так, чтобы минимизировать де-формацию. Если вокруг по периметру резервуара используются углы, то необходимо предусмотреть отверстия в углах. Плоские панели подвержены деформации. По возможности следует использовать распорки, например, выпуклые или ребристые панели, и использовать, как показано на рисунке А.7.

Рисунок А.7 – Цинкование плоских пластин


18

Вентиляционные отверстия рекомендуется располагать диаметрально противоположно и диаметром не менее 50 мм. У внутренних перегородок должны быть обрезаны верхние и нижние уг-лы, а обрезанные участки по возможности должны быть видны через смотровое отверстие. В допол-нение к вентиляционным отверстиям большие емкости должны иметь проход для человека соответ-ствующего размера, показанные на рисунке А.8. Специалист-гальваник может дать совет по размеру. Подъемные проушины могут быть встроены и иметь достаточную прочность, чтобы извлечь цилиндр из ванны, масса которого увеличилась за счет расплавленного цинка.

Рисунок А.8 – Цилиндры


19

Если используются внутренние бобышки, то должно быть сливное отверстие, как показано на рисунке А.9. Оно может быть закупорено после операции горячего цинкования, если потребуется.

1 – следует избегать; 2 – предпочтительный вариант

Рисунок А.9 –Замкнутые полости


20

Библиография

[1] ISO 898 (all parts)

Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel (Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и ле-гированных сталей. Часть 1. Болты, винты и шпильки)

[2] SS 3194 ISO inch screw threads. Hot dip galvanizing of external screw threads (UNC threads).Tolerances and limits of sizes (ISO дюймовые резьбы. Горячее цинкование наружной резьбы (UNC резьбы). Допуски и предельные отклонения

[3] EN 1561 Founding. Grey cast irons (Производство литейное. Серый чугун)

[4] EN 1562 Founding. Malleable cast irons (Производство литейное. Ковкий чугун)

[5] EN 10025-1 Hot rolled products of structural steels. Part 1. General technical delivery conditions (Изделия горячекатаные из конструкционных сталей. Часть 1. Об-щие технические условия поставки)

[6] EN 10025-2 Hot rolled products of structural steels. Part 2. Technical delivery condi-tions fornon-alloy structural steels (Изделия горячекатаные из конструкционных сталей. Часть 2. Тех-нические условия поставки нелегированных конструкционных ста-лей)

[7] EN 10025-3 Hot rolled products of structural steels . Part 3. Technical delivery condi-tions for normalized/normalized rolled weldable fine grain structural steels (Изделия горячекатаные из конструкционных сталей. Часть 3. Тех-нические условия поставки нормализованных/нормализованных прокатанных свариваемых мелкозернистых конструкционных ста-лей)

[8] EN 10025-4 EN 10025-4, Hot rolled products of structural steels . Part 4: Technical delivery conditions for thermomechanical rolled weldable fine grain structural steels (Изделия горячекатаные из конструкционных сталей. Часть 4. Тех-нические условия поставки термомеханически прокатанных свари-ваемых мелкозернистых конструкционных сталей)

[9] EN 10080 EN 10080, Steel for the reinforcement of concrete . Weldable reinforcing steel . General (Сталь для армирования бетона. Сталь арматурная, поддающаяся сварке. Общие положения )


21

[10] EN 13438 Paints and varnishes. Powder organic coatings for galvanized or sher-

ardized steel products for construction purposes (Краски и лаки. Порошковые органические покрытия для оцинко-ванных или оцинкованных диффузным способом стальных изде-лий, используемых в строительстве)

[11] EN 15773 Industrial application of powder organic coatings to hot dip galvanized or sherardized steel articles [duplex systems]. Specifications, recommen-dations and guidelines (Промышленное применение порошковых органических покрытий на горячеоцинкованных или оцинкованных диффузным способом стальных изделиях (дуплексная система). Технические требования, рекомендации и руководства)


22

Приложение Д.А (справочное)

Сведения о соответствии государственных стандартов ссылочным международным и европейским стандартам

Таблица Д.А.1 – Сведения о соответствии государственных стандартов ссылочным международным и европейским стандартам

Обозначение и наименование европейского стандарта

Степень соответ-ствия

Обозначение и наименование государственного стандарта

EN 10210-1:2006 Профили конструкци-онные полые горячеформованные из не-легированных и мелкозернистых сталей. Часть 1. Технические условия поставки

IDT СТБ EN 10210-1:2009 Профили конструкци-онные полые горячеформованные из неле-гированных и мелкозернистых сталей. Часть 1. Технические условия поставки

EN 10219-1:2006 Профили конструкци-онные полые сварные холодноформо-ванные из нелегированных и мелкозер-нистых сталей. Часть 1. Технические условия поставки

IDT СТБ EN 10219-1:2009 Профили конструкци-онные полые сварные холодноформован-ные из нелегированных и мелкозернистых сталей. Часть 1. Технические условия по-ставки

EN 10346:2009 Изделия стальные пло-ские с горячим покрытием, нанесенным непрерывным процессом погружения. Технические условия поставки

IDT СТБ EN 10346-2009 Изделия стальные пло-ские с горячим покрытием. Технические условия поставки

ISO 1461:2009 Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования на гото-вые изделия из железа и стали. Техни-ческие условия и методы испытаний

IDT СТБ ISO 1461-2009 Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования на готовые изделия из железа и стали. Технические требования и методы испытаний

ISO 10684:2004 Изделия крепежные. По-крытия, нанесенные методом горячего цинкования

IDT СТБ ISO 10684-2009 Изделия крепежные. Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования

ISO 12944-5:2007 Краски и лаки. Анти-коррозионная защита стальных конст-рукций с помощью защитных лакокра-сочных систем. Часть 5. Защитные лакокрасочные системы

IDT СТБ ISO 12944-5-2009 Краски и лаки. Защи-та от коррозии стальных конструкций сис-темами защитных покрытий. Часть 5. Системы защитных покрытий


23

Заместитель директора по техническому нормированию и стандартизации

А.Г.Лескова

Руководитель разработки, начальник ТО-12

В.С.Меркулов

Исполнитель, начальник ТС-122

В.М.Сенькевич

STB_ISO_14713_2

Documents

hot dip galvanizing

hot rolled products

hot dip galvanizig

technical delivery conditions

powder organic coatings

structural steels

si 2

steel