Контроль оцинкованного горячим способом слоя стальных деталей электротехнической арматуры

Контроль оцинкованного горячим способом слоя стальных деталей электротехнической арматуры

Введение
Качество цинкового покрытия, нанесенного методом горячего цинкования, является критически важным фактором для стальных деталей электротехнической арматуры. Это покрытие обеспечивает долговременную коррозионную стойкость, гарантируя надежность, безопасность и длительный срок службы изделий, работающих под открытым небом или в агрессивных средах. Эффективный контроль параметров цинкового слоя – обязательная часть производственного процесса и приемочного контроля. Данная статья описывает ключевые аспекты контроля горячеоцинкованного покрытия.

1. Объекты испытаний
Объектами контроля горячеоцинкованного покрытия являются стальные детали, входящие в состав электротехнической арматуры, прошедшие процесс горячего цинкования. К типичным объектам относятся:

• Опорные кронштейны и траверсы.
• Зажимы различного назначения (поддерживающие, натяжные, соединительные).
• Скобы, хомуты, бандажи.
• Ушки, серьги, проушины.
• Пластины (соединительные, контактные, монтажные).
• Крепежные элементы (болты, гайки, шайбы – при условии их горячего цинкования вместе с основными деталями или отдельно по соответствующему стандарту).
• Корпуса заземляющих устройств и их элементы.
• Прочие металлоконструкции, предназначенные для монтажа и эксплуатации электрооборудования на открытом воздухе или в коррозионно-опасных условиях.

2. Область испытаний
Контроль охватывает следующие ключевые параметры и характеристики покрытия:

• Толщина покрытия: Основной параметр, напрямую влияющий на долговечность защиты. Контролируется соответствие минимальным и/или номинальным значениям, установленным в конструкторской документации и стандартах (ГОСТ 9.307-89, ГОСТ 9.301-86, IEC 61537, ISO 1461 и др.).
• Равномерность покрытия: Отсутствие пропусков, голых пятен, неравномерного распределения цинка по поверхности детали, особенно на кромках, углах, сварных швах и местах креплений.
• Внешний вид (Дефекты): Наличие или отсутствие недопустимых дефектов: наплывов, раковин, трещин, отслоений, пузырей, шероховатости, посторонних включений, обугливания.
• Адгезия (Сцепление покрытия с основой): Способность цинкового слоя прочно удерживаться на стальной поверхности под воздействием механических факторов (удары, изгиб).
• Цвет и блеск: Как правило, оценивается визуально на соответствие типичному виду качественного горячего цинкования (от светло-серого до матово-серого, кристаллическая структура видна).
• Целостность после формирования (при необходимости): Оценка состояния покрытия на деталях, подвергшихся гибке или другим механическим операциям после цинкования.

3. Методы испытаний
Для контроля параметров горячеоцинкованного покрытия применяются следующие основные методы:

• Визуальный осмотр и сравнение с образцами:

  • Суть: Осмотр поверхности детали невооруженным глазом или с использованием лупы (например, 4-8x) при достаточном освещении.
  • Контролируемые параметры: Равномерность покрытия, наличие грубых дефектов (наплывы, раковины, голые пятна), общий вид, цвет, блеск.
  • Эталон: Часто используются аттестованные образцы покрытий (эталоны) для сравнения внешнего вида.
  • Стандарты: ГОСТ 9.302, ISO 1461 (раздел по внешнему виду).

• Измерение толщины покрытия:

  • Магнитная индукция (Толщиномеры магнитные):
    • Принцип: Основан на измерении магнитного потока между постоянным магнитом (или электромагнитом) в датчике прибора и стальной основой. Толщина немагнитного цинкового покрытия влияет на величину потока.
    • Применение: Быстрый неразрушающий контроль на плоских поверхностях. Требует калибровки по эталонным образцам и учета кривизны поверхности.
  • Вихретоковый метод:
    • Принцип: Основан на измерении изменения импеданса катушки датчика прибора при взаимодействии с проводящей основой (сталью) через покрытие (цинк). Толщина покрытия влияет на вихревые токи.
    • Применение: Подходит для контроля на стальных деталях, но требует калибровки и менее распространен для простого цинкования, чем магнитный метод. Может быть полезен на цветных подложках (редко для электроарматуры).
  • Микроскопический (Метод поперечного шлифа):
    • Принцип: Деталь разрушается для получения образца (шлифа). Шлиф полируется, травятся для контраста. Толщина покрытия измеряется под металлографическим микроскопом с окуляр-микрометром или программным анализом изображения.
    • Применение: Точный, но разрушающий метод. Используется как арбитражный, для калибровки неразрушающих методов, исследования структуры покрытия и его сцепления с основой на краях и углах. ГОСТ 9.302 (метод КД1), ISO 1463.
  • Весовой метод (Способ Preece - проба на стойкость в кислоте):
    • Принцип: Деталь (или образец) взвешивается, затем погружается в раствор соляной кислоты с ингибитором для растворения цинка без воздействия на сталь. После растворения деталь взвешивается снова. Толщина рассчитывается по потере массы и площади покрытия.
    • Применение: Разрушающий метод. Дает усредненную толщину по всей поверхности погружаемой детали. Часто используется для проверки калибровки неразрушающих толщиномеров или контроля мелких деталей. ГОСТ 9.307 (Метод 3).

• Контроль адгезии (сцепления):

  • Метод удара молотком со скругленным бойком (или молотком-кронциркулем):
    • Суть: На покрытие наносятся удары молотком со специально скругленным бойком. Удары наносятся на разных участках с контролируемой силой.
    • Оценка: Отсутствие отслоения покрытия вокруг места удара (радиальные трещины без отхода от основы допустимы) свидетельствует о хорошей адгезии.
  • Метод скручивания (для болтов):
    • Суть: Гайку на оцинкованном болту затягивают ключом до установленного момента или проворачивают на заданный угол.
    • Оценка: Отсутствие отслаивания или скалывания покрытия на резьбе и опорных поверхностях после испытания.
  • Метод стилоса/ножа (качественный):
    • Суть: Попытка подцепить покрытие острым ножом или стилосом на краю или надрезе.
    • Оценка: Хорошая адгезия – покрытие не поддевается и не отслаивается пластинами. ГОСТ 9.302 (методы П1, П2), ISO 1461 (приложение А).

4. Испытательное оборудование
Для реализации описанных методов контроля требуется следующее оборудование:

• Для визуального контроля:
  • Источники освещения (естественный свет, лампы дневного света).
  • Лупы ручные (4x, 8x).
• Для измерения толщины (неразрушающего):
  • Магнитные толщиномеры (приборы магнитной индукции). Основной тип приборов для цехового и приемочного контроля.
  • Вихретоковые толщиномеры (при необходимости контроля на стальных деталях или при подозрении на магнитные свойства основы).
  • Наборы калибровочных образцов (эталонных мер толщины) для настройки и поверки толщиномеров.
• Для измерения толщины (разрушающего):
  • Аналитические весы высокой точности (с точностью не менее 0.0001 г).
  • Оборудование для подготовки микрошлифов: отрезной станок, пресс для заливки образцов (термореактивными пластмассами), шлифовально-полировальные станки, алмазные пасты, травители.
  • Металлографический микроскоп с окуляр-микрометром или цифровой камерой и программным обеспечением для анализа изображений.
  • Лабораторная посуда для проведения весового метода (Preece): стеклянные стаканы, держатели образцов, термостат (при необходимости).
• Для контроля адгезии:
  • Специальные молотки для испытаний покрытий (со скругленным бойком определенного радиуса и массы по ГОСТ).
  • Испытательные ключи и динамометрические ключи для метода скручивания болтов.
  • Острый нож (стилос) для метода царапания.
• Общее:
  • Контрольные образцы (эталоны) качества покрытия для визуального сравнения.

Заключение
Систематический контроль параметров горячеоцинкованного покрытия на стальных деталях электротехнической арматуры с использованием соответствующих методов и оборудования является неотъемлемой частью обеспечения их качества и долговечности. Стандартизированные подходы к визуальному осмотру, точному измерению толщины и проверке адгезии позволяют выявить отклонения на ранних этапах производства, предотвратить выход некачественной продукции и гарантировать надежную антикоррозионную защиту ответственных электротехнических конструкций на протяжении всего срока их эксплуатации.