Антикоррозионная обработка автомобилей

Коллеги, по рекомендации одного из форумчан, уважаемого ilya76799, решил развить тему применения технологии напыления для антикоррозионной обработки автомобилей.

Для начала немного теории.
Традиционным материалом для обработки является цинк. Несмотря на его вредность при любом способе нанесения (горячее цинкование, гальванизация, газотермическое напыление), он используется наиболее широко.
При этом, их всех способов нанесения, напыление является наиболее безопасным для окружающей среды, поскольку цинк является чистым на 99,9% и не вызывает загрязнения в процессе напыления. Следовательно, термически напыляемые цинковые покрытия более чистые, чем те, которые используются в процессе горячей гальванизации.
Вторым материалом для антикоррозионного применения, является алюминий. Он также с успехом напыляется и газопламенным и дуговым способом, при этом дает в несколько раз более высокую адгезию к поверхности, чем цинк.
На нашем канале в Youtube есть пара видео с измерениями адгезии алюминия в зависимости от способа напыления:
Газопламенное, при котором адгезия достигает 10-13 мПа:

И электродуговое (адгезия 23-24 мПа):

Адгезия цинка к поверхности около 4-5 мПа при газопламенном напылении и около 7-8 мПа при электродуговом.
Алюминий дает более прочную напыленную поверхность. Но его недостаток в том, что эта поверхность более грубая из-за того, что размер капель алюминия больше, чем цинка. Также из-за размера частиц, алюминиевое покрытие более пористое, поэтому требуется наносить слой большей толщины, чтобы гарантированно перекрывать сквозные поры. Либо пропитывать покрытие одно или двухкомпонентными специальными пропитками или ЛКМ.

Итак, преимущества и недостатки каждого типа материала:
Цинк:
• Подходит для катодной защиты;
• Хорошая устойчивость к механическим повреждениям;
• Срок службы пропорционален толщине покрытия (в том случае, если не применяются пропитки);
• Используется в антикоррозийных грунтовочных покрытиях.
Алюминий:
• Устойчивость к высоким температурам;
• Лёгкий;
• Хорошая устойчивость к загрязнённой и морской средам;
• Образует оксидный слой, который уменьшает проницаемость поверхности и останавливает коррозию.

Напылённый алюминий способен выдерживать действие многих разведённых растворов кислот (имеющих pH 3.5 и выше), срок службы данного покрытия определяется в зависимости от химического состава реагентов и вида поверхности. Сильно разбавленные растворы окиси азота и серной кислоты, а также многие органические кислоты имеют незначительное воздействие на напылённые алюминиевые покрытия, если они обработаны пропитками. Напылённый цинк плохо противостоит действию почти всех кислот, как органических, так и не органических. Цинковые покрытия используются, преимущественно, в диапазоне pH от 6 до 12.

Как и при напылении цинкового покрытия, срок службы определяется плёнкообразующей природой среды. Сопротивляемость цинка больше в жёсткой воде, чем в мягкой. Он имеет плохую сопротивляемость в любой воде при температуре выше 24oС.

Средняя продолжительность срока службы покрытия
Средняя продолжительность срока службы металлических конструкций и поддержания их эстетичного внешнего вида зависит в значительной мере от подготовки поверхности и эксплуатационных характеристик покрытия, которое будет контактировать непосредственно со сталью. В этой связи цинк и алюминий играют фундаментальную роль, не только благодаря их способности противостоять агрессивному воздействию окружающей среды, но также благодаря активному защитному действию, которую они оказывают на сталь.
Данные материалы просты в применении, они напыляются на стальные изделия после обработки пескоструйным аппаратом для подготовки поверхности. Стоимость данного процесса сопоставима со стоимостью нанесения хорошей краски, но если учитывать, что разница в сроке службы составляет 25-30 лет, тогда видно, что в процессе применения данного метода экономятся существенные средства.

Процесс газотермического напыления (газопламенного и электродугового), применяется в мире более 70 лет, в Советском Союзе его начали применять в 70-х годах прошлого века.
Для интересующихся этой темой, сообщаем, что на сегодняшний день действуют ГОСты которые регламентирую данный процесс:
ГОСТ 9.304-87 "Покрытия газотермические: общие требования и методы контроля"
ГОСТ 28302-89 "Покрытия газотермические защитные из цинка и алюминия металлических конструкций. Общие требования к типовому технологическому процессу."
Оба документа можно скачать на нашем сайте:

Теперь к практике.
Процесс напыления цинка и алюминия очень часто используется при ремонтных работах и для дополнительной антикоррозионной защиты легковых и грузовых автомобилей. Его целесообразно проводить перед частичной или полной окраской. Защищать надо голый металл, но на шпаклевку цинк и алюминий также хорошо ложатся.
Такая обработка позволит забыть о коррозии на ближайшие 20-25 лет.

Технология работ предполагает следующие обязательные этапы:
1. Пескоструйная обработка поверхности до класса чистоты не ниже Sa2.5 (ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014).
2. Газотермическое напыление металла. Работы должны быть проведены не позднее 2-3 часов после окончания пескоструйной обработки.
После напыления, поверхность сразу готова к дальнейшей обработке. Металл не требует времени на высыхание, поверхность имеет небольшую шероховатость (40-80 мкм), равномерный матовый серебрист- серый цвет.

К сожалению, обработать возможно только поверхности, к которым есть непосредственный доступ для пескоструйной обработки и для металлизации. Внутренние полости напылить невозможно.
Ввиду того, что покрытие шероховатое, оно легко собирает на себе грязь, поэтому после металлизации практически всегда поверхность красят. Любая краска превосходно ложится на поверхность после напыления. В этом напыленное цинковое покрытия выгодно отличается от горячего цинкования, где для последующей покраски требуется дополнительная обработка поверхности.
В процессе напыления можно легко контролировать температуру поверхности, не допускать ее перегревания, поскольку процесс можно остановить и возобновить в любой момент. В целом, цинковое напыление более холодное, щадящее, по сравнению с алюминиевым. По этой причине его лучше использовать для обработки тонкого металла.

В зависимости от задач, толщина покрытия может варьироваться от 40-50 микрон до нескольких миллиметров. Для антикоррозионной защиты целесообразно наносить 100-150 мкм. БОльшая толщина напыления применяется там, где необходимо нарастить слой, убрать неровности, вмятины и другие дефекты поверхности. По сути этим процессом можно заменить шпаклевку. В некоторых случаях можно даже отремонтировать сквозную коррозию, как, например на этом видео:

Покрытие после напыления имеет достаточно высокую механическую стойкость. Его можно процарапать до голого металла, но сделать это будет достаточно сложно. Более того, цинк имеет интересное свойство затягивать тонкие царапины и они не коррозируют.
Возникает много вопросов по стоимости работ. Здесь все зависит от следующих факторов:
1. Тип материала напыления.
2. Толщина покрытия.
3. Конструкция изделия. Например при напылении плоской поверхности, типа двери, расход материала гораздо меньше, чем при обработки рамы с большим количеством соединений различных профилей, усилений и т.д.
4. Объем сопутствующих работ
и т.д.
Оценочно, обработка рамы внедорожника или среднего пикапа, которая уже свободна от навесного оборудования, кабелей и шлангов, будет стоить 30-35 тысяч рублей (пескоструй + металлизация).

Оказанием услуг напыления мы занимаемся в течение четырёх лет.
Изначально и до последнего времени мы работаем с корпоративными заказчиками. Выполняем выездные работы, металлизируем цинком и алюминием металлоконструкции, детали ветрогенераторных установок, трубные детали и узлы, малые архитектурные формы.

Восстанавливаем изношенные детали методом электродугового напыления сталей и сплавов. Напыляем материалы на основе никеля, порошковые проволоки.
Напыляем цветные металлы: медь, латунь.
Есть также опыт напыления титана.

Относительно недавно было принято решение начать работать с частными заказчиками. Для этого мы в настоящий момент запускаем площадку на севере Москве, ул. Стандартная 6/38 (Алтуфьево, Бибирево). Первых заказчиком будем готовы принять ориентировочно к 13 сентября.