Одним из  наиболее распространенных способов защиты от  коррозии  стальных изделий, эксплуатирующихся  в агрессивных или влажных средах, является их цинкование. Среди способов  цинкования чаще всего используются  гальваническое цинкование, горячее  в  расплаве цинка и  термодиффузионное  цинкование.

В последнее время, в связи с ужесточением требований по  экологической  безопасности, как на  Западе, так и  у  нас  в РФ, особую актуальность приобретают  вопросы защиты окружающей среды  от вредных выбросов в атмосферу.

В соответствии Планом действий  по  реализации Основ государственной  политики в  области экологического развития Российской Федерации на  период  до  2030  года, утвержденного распоряжением Правительства Российской  Федерации от  18.12.2012  N 2423р, региональные власти обязаны реализовать  план мероприятий по  охране окружающей среды и  обеспечению экологической безопасности. Правительством  Санкт-Петербурга принято Постановление от 18 июня 2013 г. № 400 « Об экологической политике Санкт-Петербурга  на  период до  2030  года», в  соответствии  с  которым обозначен план мероприятий  по  снижению экологической нагрузки  на окружающую среду и стимулирующие  меры по закрытию вредных производств.  В европейских странах наметилась однозначная тенденция по  переходу с  технологий гальванического и горячего цинкования на термодиффузионное.

Учитывая экологическую вредность,  во  многих регионах РФ прекращают  работу или уже остановлены производства по горячему и гальваническому цинкованию.

Вместе с  тем, условия эксплуатации  металлоконструкций во  многих отраслях  требуют защитных покрытий нового поколения с  повышенной коррозионной стойкостью и механической прочностью.

Для реализации технологии получения коррозионностойких высокопрочных защитных покрытий металлоизделий, разработан принципиально новый  способ нанесения защитных покрытий  путем термодиффузии металлов в  электромагнитном поле (ТДМЭ), сочетающий  в  себе высокоэффективный механизм  антикоррозионной защиты с полной экологической безопасностью производства.  Создан машиностроительный ряд индукционных установок, отличающихся мощностью индукторов, длиной и диаметром  реторты. Сам способ и установка для его  реализации защищены патентами РФ.

Способ позволяет:

— получить по всей площади покрываемой поверхности равномерное гомогенизированное покрытие требуемой  толщины (30–300  мкм), коррозионной  стойкости, твердости и  ударной вязкости с повышенной степенью сцепления  покрытия с  поверхностью защищаемого  металла и  сопротивлением абразивному  износу;

— сохранить геометрию и  профиль  резьбовых соединений и  увеличить длительность их эксплуатации при работе  на свинчивание в десятки раз;

— сократить время нанесения  покрытий;

— сократить расход порошковой  смеси;

— исключить вредное воздействие  на окружающую среду;

— сократить расход электроэнергии;

— восстанавливать  защитное  покрытие в случае его повреждения;

— сократить капитальные вложения  на  создание промышленных установок  ТДМЭ.

Способ экологически безопасен  и не требует очистных сооружений.

Для реализации способа создан ряд  универсальных опытно-промышленных  ТДМЭ-установок, предусматривающих  возможность нанесения цинковых, алюминиевых, хромовых и других покрытий  с использованием разных диффузионных  смесей. В  составе производственного  комплекса в  настоящее время функционируют: установка с  ретортой длиной  14  м и  диаметром 1200  мм, установка  с  ретортой длиной 4  м и  диаметром  300  мм, установка с  ретортой длиной  1,2 м и диаметром 300 мм.

Отличительной особенностью технологии электромагнитной термодиффузии является практически неограниченная  длина обрабатываемых металлоконструкций.

В период 2011–2012 гг., по контракту  с  Департаментом судостроительной  промышленности Минпромторга РФ  по Федеральной целевой программе «Развитие гражданской морской техники  на 2009–2016 годы» была выполнена ОКР  «Термодиффузия», в  рамках которой  разработан руководящий документ РД  «Покрытия цинковые для стальных  изделий морской техники. Технологический процесс нанесения цинковых покрытий термодиффузионным способом в  электромагнитном поле» ГКЛИ  3240–039–2012.

В 2014–2015  гг. разработаны и  испытаны защитные покрытия с  заданными  свойствами, в том числе:

— совместно с  ФГУП «ЦНИИ КМ  «Прометей» для крупногабаритных  и длинномерных металлоизделий;

— совместно с  ГУП «ВОДОКАНАЛ  САНКТПЕТЕРБУРГА» дуплексных  покрытий (на  основе термодиффузионного цинка и  эпоксидных материалов)  изделий, эксплуатируемых в  аэротенках  и шахтах в условиях сильного коррозийного воздействия;

— совместно с  ЗАО «Акватик»  покрытий шпунтов Ларсена длиной более  10  м, эксплуатируемых в  условиях сильного коррозийного и  эрозионного воздействия.

В основе технологии лежит процесс  проникновения материала в  защищаемую  поверхность под воздействием термодиффузионных и  индукционных процессов,  обеспечивающих кроме антикоррозионной  защиты, существенное поверхностное  упрочнение. В  процессе обработки  на  поверхности изделия образуется интерметаллическое соединение железа с цинком,  которое отвечает всем требованиям  по  механической прочности и  коррозионной стойкости. Покрытия, получаемые  данным методом, соответствуют требованиям ГОСТ Р 9.316–2006  и  европейских  стандартов ASTMB 633, ASTMB 695, BS 4921.

Все разработки прошли комплексные экспертизы и  защищены  Патентами на  изобретения Российской  Федерации.

Высокая стойкость к  истиранию  и  механическая прочность поверхности  открывает широкие возможности по применению данной технологии при строительстве и  реконструкции гидротехнических сооружений, водопропускных  объектов и  причальных сооружений.  Проведенный комплекс испытаний  в  камере солевого тумана, климатических установках и  др. позволяет прогнозировать срок эксплуатации более  50 лет. А длительные 10 месячные испытания образцов дуплексных покрытий  на  основе данной технологии, проведенные на Центральной станции аэрации  ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»  открывает новый потенциал в разработке  техники и оборудования для применения  в высоко-агрессивных средах.

Мы рекомендуем применение ТДМЭ  для защиты: арматуры и  трубопроводов  газодобывающих и  перекачивающих  станций; деталей гидро и паровых турбин;  металлоконструкций гидротехнических  сооружений; элементов корпусов морских судов и  деталей судовых устройств;  забортных исполнительных механизмов;  рулевых устройств линейной подвесной  и сцепной арматуры; изделий контактной  сети; изоляторов; семафоров и  шлагбаумов; рельсов резервного назначения,  длительно хранящихся на  открытом воздухе; ресиверов сжатого воздуха тормозных систем; осветительных и заземляющих устройств; дорожных ограждений;  стальной арматуры бетонных шпал; крепежных изделий и др.

Важно, что предлагаемая технология  является на  25–30% дешевле, относительно традиционно используемых технологий гальванического и  жидкого  цинкования, и в 1,5–2 раза более производительной. В рамках рассматриваемых технологий и  производств обеспечиваются  следующие функции:

— выполнение заказов предприятий  Северо-Западного региона по нанесению  защитных покрытий металлоизделий  различного назначения способом ТДМЭ;

— изготовление и поставка установок  ТДМЭ в широком диапазоне параметров  индукторов и габаритов металлоизделий  для предприятий, осуществляющих  реконструкцию цехов гальванического  или горячего цинкования.

Применение высокотехнологичной  и  инновационной технологии антикоррозионной защиты нового поколения на  основе электромагнитной  термодиффузии позволяет на  принципиально более высоком качественном  уровне решать задачи антикоррозионной  защиты, упрочнения, повышения эксплуатационных характеристик и, в  целом,  импортозамещения в  данном сегменте  машиностроения.

И. В. Фомин,

Генеральный директор АНО

«Центр инновационного развития

и сертификации «Иннопром»