Пруток цинковый для протекторной защиты и гальванического производства
Цинковый пруток сортовой прокат круглого, квадратного или шестигранного сечения, получаемый методом горячего прессования или непрерывного литья из цинка марок Ц0, Ц1, Ц2 по ГОСТ 3640-94. Материал характеризуется высокой коррозионной стойкостью в нейтральных и слабощелочных средах, низкой температурой плавления (419,5 C) и стабильным электрохимическим потенциалом (0,76 В относительно стандартного водородного электрода). Применяется в качестве расходного анодного материала в системах электрохимической защиты, а также как сырьё для горячего цинкования и изготовления гальванических элементов.
Технические характеристики и сортамент
Диаметр цинкового прутка составляет от 8 до 120 мм, длина мерных отрезков от 1 до 6 м. Допуски по диаметру регламентируются ГОСТ 6511-60 (для тянутого проката) или ТУ на прессованные изделия. Механические свойства зависят от способа производства: прессованные прутки имеют предел прочности при растяжении от 100 до 150 МПа, относительное удлинение от 10 до 20%. Твёрдость по Бринеллю (HB) составляет от 30 до 40 единиц. Химический состав контролируется по содержанию примесей: свинец (Pb) не более 0,03%, кадмий (Cd) не более 0,005%, железо (Fe) не более 0,02% для марки Ц0.
| Марка цинка | Диаметр, мм | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Основное применение |
|---|---|---|---|---|
| Ц0 | от 10 до 50 | от 120 до 150 | от 15 до 20 | Протекторная защита морских сооружений |
| Ц1 | от 20 до 80 | от 100 до 130 | от 12 до 18 | Гальванические аноды для трубопроводов |
| Ц2 | от 30 до 120 | от 90 до 120 | от 10 до 15 | Литьё под давлением, припои |
Области применения цинкового прутка
- Электрохимическая защита изготовление протекторов для катодной защиты подземных нефтегазопроводов, резервуаров, корпусов судов и портовых гидротехнических сооружений. Цинковые аноды обеспечивают защиту в морской воде и грунтах с удельным сопротивлением до 50 Омм.
- Гальванотехника растворимые аноды для цинкования стальных деталей в барабанных и подвесочных ваннах. Используются в составах электролитов на основе сернокислого или цианистого цинка.
- Металлургия легирующая добавка при производстве латуней (цинк повышает жидкотекучесть и коррозионную стойкость сплава), а также компонент цинковых сплавов для литья под давлением (ЦАМ 4-1, ЦАМ 5-1).
- Химическая промышленность сырьё для получения цинковых белил (оксида цинка), цинкового купороса и других соединений, используемых в производстве резин, красок и удобрений.
- Электротехника материал для изготовления цинковых электродов в сухих элементах и аккумуляторах, а также в качестве токоотводов в системах молниезащиты.
Преимущества и ограничения при выборе
Цинковый пруток отличается высокой пластичностью, что позволяет изготавливать из него аноды сложной конфигурации методом гибки или ковки. Материал устойчив к атмосферной коррозии в условиях умеренного климата, однако в кислых средах (pH ниже 5,5) скорость растворения резко возрастает. Для эксплуатации при температурах выше 200 C требуется учёт ползучести цинка предел длительной прочности при 150 C составляет около 30 МПа. При выборе диаметра прутка для протекторной защиты необходимо учитывать силу тока в цепи: для защиты 1 м стальной поверхности в морской воде требуется от 0,1 до 0,3 А, что определяет минимальное сечение анода.
Вопросы и ответы
Какие марки цинка используются для протекторов?
Для протекторной защиты применяют цинк марок Ц0 и Ц1 с содержанием основного металла не менее 99,95% и 99,9% соответственно. Примеси свинца и кадмия снижают эффективность анода из-за образования пассивной плёнки.
Как рассчитать массу цинкового прутка?
Масса рассчитывается по формуле: m = V, где плотность цинка (7,13 г/см), V объём прутка. Для круглого сечения: V = d/4 L, где d диаметр, L длина. Например, пруток диаметром 30 мм и длиной 1 м весит около 5,04 кг.
Допустима ли сварка цинковых прутков?
Сварка цинка затруднена из-за низкой температуры плавления и высокой летучести оксида цинка. Для соединения прутков применяют пайку припоями на основе цинка (температура плавления от 380 до 420 C) или механическое крепление резьбовыми муфтами.
Какой срок службы цинкового протектора?
Срок службы зависит от скорости коррозии: в морской воде при плотности тока 0,1 А/м цинковый анод теряет около 1,2 кг/год на 1 м защищаемой поверхности. Типичный ресурс от 3 до 10 лет в зависимости от агрессивности среды.