Новое поколение покрытий кровельной стали Алюцинк

Кровля в чем-то схожа с корпусом корабля. Она должна быть устойчивой к постоянному воздействию воды и в то же время сравнительно легкой. И долгое время соотношение между двумя этими требованиями казалось неразрешимой проблемой. По поводу кораблей один из лучших в мире конструктор яхт Брюс Фара утверждал, что идеального материала для корпуса океанской яхты просто не существует. Сталь он критиковал за подверженность коррозии, дерево - за недолговечность, титан - за склонность к деформациям, а пластмассы - за низкую прочность. Но в 1978 году он пересмотрел свое мнение, построив новую большую яхту со стальным корпусом, который был покрыт новым антикоррозийным сплавом. Его разработала компания «Бетлхем Стил», а имя, данное новинке при рождении, было «гальвалюм». И именно этот момент стал переломным в деле антикоррозийной защиты любых изделий из стали.

Изобретение и совершенствование Алюцинка

До 1964 года единственным безопасным и эффективным способом защиты стали от коррозии была оцинковка. Сталелитейные корпорации всячески пытались повысить уровень антикоррозийной защиты за счет улучшенного качества оцинковки, но к середине шестидесятых годов они выжали из этой технологии все, что можно.

И вот в 1964-м лаборатория «Homer Research», принадлежащая компании «Бетлхем Стил», выпустила опытные образцы нового защитного покрытия на основе сплавов цинка и алюминия.

На этой стадии разработки основную сложность составляло определение оптимального состава алюминиево-цинкового сплава. Чтобы решить этот вопрос, в «Homer Research» начали серию испытаний - как в лабораторных условиях со специально созданной агрессивной средой, так и в естественной природной атмосфере.

Стальные пластинки, покрытые составами с разным соотношением алюминия и цинка, поместили в штате Пенсильвания, в районе, где воздух сильно загрязнен промышленными отходами; в штате Северная Каролина поблизости от моря в местности под названием Кюр Бич, а также на сельской территории с наименее загрязненной и агрессивной атмосферой.

Лабораторные исследования показали, что наибольшую стойкость к коррозии и другим агрессивным воздействиям демонстрирует сплав, в котором доля алюминия составляет 35%. Однако в морском климате городка Кюр Бич результаты оказались иными. Через два года на пластинках, покрытых составами, содержащими 35% и 45% алюминия, возникли дефекты, вызванные коррозией, а наилучшие результаты показал 55-процентный сплав.

В ходе дальнейшего изучения свойств алюминиево-цинковых сплавов был выбран наиболее перспективный состав с содержанием алюминия, равным 55% и цинка - 43,5%. Помимо этого в покрытии присутствовал кремний - до 1,5%. Этот сплав защищал сталь от коррозии в 2-4 раза дольше, чем самая качественная оцинковка. Еще одним его важным достоинством была катодная защита в месте разреза стальных листов. Ведь, как известно, обрезной край особенно уязвим для коррозии, а новое покрытие сводило эту уязвимость на нет.

Тем не менее, сплав не был лишен поверхностных дефектов, и чтобы найти их причину, понадобились дополнительные кропотливые исследования. Оказалось, что виноваты микроскопические участки неравномерного распределения цинка и алюминия в сплаве. Эти два металла связываются между собой только в расплавленном состоянии. Но при остывании они частично разделяются, и возникают места с преобладанием либо цинка, либо алюминия. Они и становятся источниками дефектов.

Для того, чтобы качество покрытия было идеальным, необходимо равномерное распределение двух металлов в сплаве. Способ, как этого добиться, был найден одним из разработчиков - Анже Борзилло. Он создал технологию, позволяющую строго контролировать процесс равномерного охлаждения листов, покрытых сплавом, а следовательно - и скорость затвердевания защитного покрытия.

Соответствующие методы охлаждения были запатентованы отдельно, и их важность сразу оценили по достоинству. Если для оцинковки процесс охлаждения и отвердения покрытия не играл определяющей роли, то при работе с новым материалом от этого напрямую зависели важнейшие эксплуатационные характеристики.

Не менее важен был и интерметаллический слой, имеющий толщину всего в 1 микрон, но при этом надежно удерживающий защитное покрытие на поверхности стали. Отклонение от оптимальной толщины в любую сторону было крайне нежелательным. Если этот слой будет толще, то покрытие сделается слишком хрупким, а если тоньше - то оно не удержится долго на металле.

Испытания и усовершенствования, длившиеся несколько лет, завершились признанием нового покрытия со стороны руководства сталелитейной компании «Бетлхем Стил». Было принято решение о его выходе на рынок, и маркетологи компании предложили коммерческое наименование «гальвалюм». Это сокращение от термина «гальванизированный алюминий» было принято, как хорошо запоминающееся и звучащее красиво на большинстве языков.

Патенты на гальвалюм были выданы в США в 1967-68 годах, а вскоре «Бетлхем Стил» запатентовала свое изобретение еще в двенадцати странах. Первой выпускать новое защитное покрытие по лицензии стала австралийская фирма «Джон Лайсагт JLA », в дальнейшем известная после переименования, как Brocken Hill Proprietory .

Уже в начале семидесятых BHP решила купить изобретение у «Бетлхем Стил». Осенью 1974 года она стала владельцем патентов и дала сплаву новое имя - цинкалюм. С 1976 года BHP стала не только выпускать этот продукт, но и улучшать его, дабы повысить привлекательность цинкалюма для покупателей. О том, насколько это удалось, говорит неуклонный рост числа лицензий, проданных сторонним производителям - от компании «Гальваланж» в Люксембурге, до «Магнитогорска» и «Северстали» в России. В общей сложности за четверть века - с середины семидесятых до начала двухтысячных - было продано более сорока лицензий. Правда, новые производители не могли использовать фирменное название «цинкалюм» и вводили свои собственные торговые наименования, одно из которых - алюцинк.

Наиболее существенным недостатком цинкалюма в семидесятые годы была невысокая пластичность, что вело к образованию трещин покрытия на сгибах металлических листов. Анализ причин этого явления показал, что проблему создают неровности сверхтонкого интерметаллического слоя и острые грани микрокристаллов кремния. Дальнейшие металлургические исследования помогли найти решение, которое заключалось в добавке к защитному сплаву небольших количеств ванадия и стронция. Ванадий образует тончайшую пленку на поверхности интерметаллического слоя и делает распределение кристаллов более равномерным, тогда как стронций способен растворяться в кремнии и менять форму его кристаллов с остроугольной на более округлую.

Материал с новыми добавками стал называться «алюцинк-плюс». Он уже не вызывал претензий по поводу низкой пластичности и возникновения трещин. Однако существовал еще один недостаток. На поверхности алюцинка было очень легко оставить различные загрязнения, особенно масляные - а удалялись они с трудом.

Химическим путем устранить эту проблему оказалось невозможно. Все дело было в алюминии, составляющем основу защитного сплава. Поэтому пришлось пойти другим путем.

Еще с середины восьмидесятых годов японские производители бытовой техники начали использовать для дополнительной защиты и улучшения внешнего вида цинковых и никель-цинковых покрытий прозрачную органическую пленку.

Поскольку алюминиево-цинковые покрытия наносятся по другой технологии, потребовалась разработка нового типа органической пленки, относящейся к категории «специальных защитных покрытий». Но принцип остался тот же - пленка наносится поверх защитного сплава и оберегает его от загрязнений, а также улучшает антикоррозийные свойства. Так как по-английски «специальные защитные покрытия называются Special Protective Treatment , улучшенный продукт получил название алюцинк SPT.

Впрочем, сегодня это уже не столь важно. В 21-м веке органическая пленка стала неотъемлемой частью любых качественных антикоррозийных покрытий для стали - как на основе сплавов, так и на основе чистого цинка.

Преимущества алюцинка

Алюцинк - это антикоррозийное покрытие, для которого характерно оптимальное сочетание достоинств двух металлов. Алюминий надежно защищает сталь от коррозии, а цинк за счет своих электрохимических свойств обеспечивает катодную защиту в местах обрезки листа или механических повреждений. Тончайший интерметаллический слой на основе кремния прочно связывает покрытие с поверхностью металла.

Среди основных преимуществ алюцинка по сравнению с остальными покрытиями можно назвать следующие:

• Алюцинк защищает лист стали от коррозии в 2-4 раза дольше, нежели обычная оцинковка. В некоторых условиях, а также с применением дополнительной защиты (например, полимерной) долговечность изделий, покрытых алюцинком, может быть в 6-7 раз больше чем у оцинкованной стали.
• Себестоимость алюцинка сравнительно невысока, а с учетом долговечности любые стальные сооружения с алюмоцинковым покрытием потребуют наименьших капиталовложений.
• Алюцинк выдерживает высокие температуры. При нагревании стального листа с защитным покрытием до 315 градусов цвет металла не меняется.
• По сравнению со сталью масса покрытия весьма невелика и практически не утяжеляет готовое изделие. 55% сплава по массе и 80% по объему - это легкий алюминий.
• Алюцинк обладает теплоотражающими свойствами, что делает покрытую им сталь отличной основой для кровельных материалов (металлочерепицы и композитной черепицы). Благодаря алюцинку, количество тепла, проникающего в дом через крышу, сокращается вдвое.
• Алюцинковое покрытие в естественном виде имеет приятный матово-серебристый цвет, но оно поддается окрашиванию.

Если говорить о конкретных цифрах, характеризующих долговечность, то стандартным сроком гарантии на рулонную сталь с алюцинковым покрытием составляет 15 лет. Однако исследования показывают, что в нормальных природных условиях алюцинк надежно защищает сталь от коррозии в течение 30 лет и более. А Шведский институт исследования коррозии считает алюцинк одним из лучших защитных покрытий также для неблагоприятных условий и агрессивных сред.

Сегодня сталь с алюцинковым защитным покрытием - основной материал для производства металлочерепицы, профнастила и композитной черепицы. Часто она имитирует классические образцы глиняной черепицы - но отличается тем, что в десять раз легче, гораздо тоньше, однако намного прочнее и долговечнее.

И наконец, нельзя не упомянуть о том, что известные всем буквы «HOLLYWOOD» на Голливудском холме в Лос-Анджелесе изготовлены из стали, покрытой алюцинком, во время реконструкции в 1978 году. В тот момент восстановление символа Голливуда с использованием «долговечной австралийской стали» было отличной рекламой для компании BHP. И что характерно - на буквах никакой коррозии до сих пор.

Купить композитную черепицу с покрытием Алюцинк можно в любой из точек продаж компании "Строймет" - у нас выгодные условия покупки, а также широкий ассортимент аксессуаров для кровельных материалов.