RU2697145C1

RU2697145C1 - Carbon-zinc coating, coating production method and coated structure

Info

Publication number: RU2697145C1
Application number: RU2018122589A
Authority: RU
Inventors: Андрей Валентинович Пакулин
Original assignee: Андрей Валентинович Пакулин
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-08-12

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to anticorrosive protection of metal structures. Method comprises cyclically exposing a surface of solid zinc metal or an alloy based thereon in a working atmosphere containing water and carbon dioxide, wherein at the beginning of the cycle, content of carbon dioxide in the working atmosphere is increased, which is higher compared to content of carbon dioxide in the natural atmosphere of the Earth, and conditions are created for formation on said surface of a heterogeneous reaction medium containing zinc, water and carbon dioxide, with the passage of chemical reactions in said medium involving water, carbon dioxide and zinc to form zinc carbonates. In the middle of the cycle, conditions for formation of a heterogeneous reaction medium on said surface and termination of said chemical reactions and the cycle is completed with formation on said surface of deposits containing zinc carbonates formed as a result of said chemical reactions during the cycle. Said deposits are formed as constituent parts of the obtained coating, and the number of exposure cycles is selected based on the desired degree of quality of the obtained coating. Invention covers also coating and galvanized structure.EFFECT: invention provides an increase in the degree of corrosion protection of the surface of solid zinc metal or an alloy based thereon with a smaller thickness of the coating.35 cl, 2 ex

Description

Предлагаемые технические решения относятся к области антикоррозионной защиты металлических конструкций и деталей, в частности, конструкций, выполненных из сплавов на основе железа, снабженных внешним слоем из цинка или сплава на основе цинка.The proposed technical solutions relate to the field of corrosion protection of metal structures and parts, in particular, structures made of iron-based alloys, provided with an outer layer of zinc or zinc-based alloy.

Внешний слой из цинка или сплава на основе цинка, нанесенный на стальную конструкцию, замедляет коррозию стали в частности потому, что цинк является "жертвенным" металлом по отношению к железу в широком диапазоне температур эксплуатации, т.к. стандартный электродный потенциал цинка более отрицательный, чем стандартный электродный потенциал железа. Указанный внешний слой цинка может быть нанесен на конструкцию различными известными методами, например: погружением в расплав цинка; гальванопластическим методом; термодиффузионным методом и пр. методами. Недостатком цинка является его высокая химическая активность по отношению к кислороду и иным окислителям, а также по отношению к щелочам и солям, которые присутствуют в промышленной атмосфере и в атмосферных осадках, что может приводить к ускоренному износу цинкового слоя на стальной конструкции.The outer layer of zinc or zinc-based alloy deposited on the steel structure slows down the corrosion of steel, in particular because zinc is a “sacrificial” metal with respect to iron over a wide range of operating temperatures, because the standard electrode potential of zinc is more negative than the standard electrode potential of iron. The specified outer layer of zinc can be applied to the structure by various known methods, for example: immersion in zinc melt; electroforming method; thermal diffusion method and other methods. The disadvantage of zinc is its high chemical activity with respect to oxygen and other oxidizing agents, as well as with respect to alkalis and salts that are present in the industrial atmosphere and in precipitation, which can lead to accelerated wear of the zinc layer on the steel structure.

Общеизвестны различные способы пассивации поверхности цинка, затрудняющие вступление цинка в химические реакции с окружающей средой. Такие способы и получаемые покрытия и конструкции описаны в технической литературе и в патентных документах (например, CN 103938202; С23С 22/53; 2014-07-23; JP 2004149889; В32В 15/08; 2004-05-27; JPS 5959885; C23F 7/00; 1984-04-05).Various methods of passivation of the zinc surface are well known that impede the entry of zinc into chemical reactions with the environment. Such methods and the resulting coatings and designs are described in the technical literature and in patent documents (e.g., CN 103938202; C23C 22/53; 2014-07-23; JP 2004149889; B32B 15/08; 2004-05-27; JPS 5959885; C23F 7/00; 1984-04-05).

Недостатком многих известных способов является необходимость использования специально приготовленных сложных химических реактивов, например, реактивов, для приготовления которых необходим хром или титан, или фосфор, или аммиак, серная кислота, азотная кислота и т.п.вещества, обращение с которыми требует специальной квалификации персонала и соблюдения специальных правил из области техники безопасности, охраны труда, охраны окружающей среды и прочих обязательных правил.The disadvantage of many known methods is the need to use specially prepared complex chemical reagents, for example, reagents for the preparation of which chromium or titanium, or phosphorus, or ammonia, sulfuric acid, nitric acid, etc. are needed, the handling of which requires special staff qualifications and compliance with special rules in the field of safety, labor protection, environmental protection and other mandatory rules.

Во многих случаях эксплуатации оцинкованных конструкций можно замедлить износ цинкового слоя и в отсутствие обработки цинкового слоя вышеупомянутыми способами химической пассивации, если обеспечить предварительное образование на поверхности цинка так называемого естественного оксидного слоя. Качество оксидного слоя зависит от условий контакта цинка с окружающей средой, от состава среды, от температурных условий, от влажности, и поэтому высокое качество достигается редко. В случаях низкого качества оксидный слой на цинке известен под названием "белой ржавчины". Белая ржавчина имеет рыхлую структуру, слабо связана с поверхностью цинкового слоя, содержит относительно много гидроокиси цинка и относительно мало карбонатов цинка, легко впитывает влагу, легко проницаема для коррозионно-активных частиц и для ионов цинка. Оксидный слой более высокого качества имеет плотную структуру, прочно связан с поверхностью цинкового слоя, содержит относительно мало гидроокиси цинка и относительно много карбонатов цинка, слабо впитывает влагу.In many cases of operation of galvanized structures, it is possible to slow down the wear of the zinc layer even in the absence of processing the zinc layer by the aforementioned methods of chemical passivation, if the so-called natural oxide layer is preliminarily formed on the zinc surface. The quality of the oxide layer depends on the conditions of contact of zinc with the environment, on the composition of the medium, on temperature conditions, on humidity, and therefore high quality is rarely achieved. In cases of poor quality, the zinc oxide layer is known as white rust. White rust has a loose structure, is loosely bonded to the surface of the zinc layer, contains relatively much zinc hydroxide and relatively few zinc carbonates, easily absorbs moisture, and is easily permeable to corrosive particles and zinc ions. The oxide layer of a higher quality has a dense structure, is firmly bound to the surface of the zinc layer, contains relatively little zinc hydroxide and relatively many zinc carbonates, and weakly absorbs moisture.

Известны способы получения на цинке покрытия, имитирующего естественный оксидный слой, для осуществления которых не требуется использование сложных химических реактивов, см., например: JPH 01108358; С23С 12/00; 1989-04-25; DE 2727111; C23F 5/00; 1978-12-21. Эти способы относительно просты и включают воздействие на цинковый слой, в частности, водяным паром или, в частности, водяным паром и углекислым газом (двуокисью углерода). Недостатком этих способов (а также получаемого покрытия и конструкций, снабженных таким покрытием) является низкая способность получаемого покрытия замедлить износ цинкового материала при эксплуатации.Known methods for producing zinc coating that simulates a natural oxide layer, the implementation of which does not require the use of complex chemical reagents, see, for example: JPH 01108358; C23C 12/00; 1989-04-25; DE 2727111; C23F 5/00; 1978-12-21. These methods are relatively simple and include exposure to the zinc layer, in particular water vapor or, in particular, water vapor and carbon dioxide (carbon dioxide). The disadvantage of these methods (as well as the resulting coating and structures provided with such a coating) is the low ability of the resulting coating to slow down the wear of the zinc material during operation.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа является частный случай способа, раскрытого в документе DE 2727111; C23F 5/00; 1978-12-21. В соответствии с ближайшим аналогом, способ включает воздействие на поверхность цинка двуокисью углерода и водой, находящейся в газообразной фазе. Недостатком является низкое противокоррозионное качество получаемого покрытия, являющееся следствием неуправляемого роста покрытия и недостаточно упорядоченной структуры покрытия.The closest analogue of the proposed method is a special case of the method disclosed in document DE 2727111; C23F 5/00; 1978-12-21. In accordance with the closest analogue, the method includes exposing the zinc surface to carbon dioxide and water in the gaseous phase. The disadvantage is the low anticorrosive quality of the resulting coating, which is the result of uncontrolled growth of the coating and insufficiently ordered coating structure.

Задача, на решение которой направлены предлагаемые изобретения, заключается в расширении арсенала технических решений в области антикоррозионной защиты, в достижении высокой защитной (барьерной) способности оксидного покрытия, получаемого на поверхности твердого цинка или сплава на основе цинка путем воздействия на указанную поверхность двуокисью углерода (СО₂) и водой (Н₂O), находящейся не в твердой фазе (т.е. газообразной и/или жидкой водой), и в достижении высокой коррозионной стойкости оцинкованных конструкций, снабженных таким покрытием, при одновременном снижении толщины покрытия по сравнению с толщиной покрытия, полученного известным способом.The problem to which the proposed invention is directed is to expand the arsenal of technical solutions in the field of anticorrosive protection, to achieve a high protective (barrier) ability of the oxide coating obtained on the surface of solid zinc or zinc-based alloy by exposing carbon dioxide to the surface (СО ₂₎ and water (H ₂ O), located not in the solid phase (i.e., gaseous and / or liquid water), and to achieve high corrosion resistance of galvanized constructions provided with such dormancy ytiem, while reducing the thickness of the coating in comparison with the coating thickness obtained in a known manner.

Указанная задача решается тем, что в способе получения покрытия на поверхности твердого металлического цинка (Zn) или сплава на основе цинка путем воздействия на указанную поверхность двуокисью углерода (СО₂) и водой (Н₂О), находящейся не в твердой фазе, воздействие осуществляют циклически в рабочей атмосфере, содержащей двуокись углерода. При этом в начальной части цикла создают в рабочей атмосфере содержание двуокиси углерода, повышенное по сравнению с содержанием двуокиси углерода в естественной атмосфере Земли, и создают условия для образования на указанной поверхности гетерогенной реакционной среды, содержащей цинк, воду и двуокись углерода, с протеканием в указанной среде химических реакций с участием воды, двуокиси углерода и цинка с образованием карбонатов цинка. В средней части цикла прекращают условия для образования на указанной поверхности гетерогенной реакционной среды и протекания указанных химических реакций. Завершают цикл с формированием на указанной поверхности отложений, содержащих карбонаты цинка, образовавшиеся в результате указанных химических реакций в течение цикла. При этом указанные отложения формируются в качестве составляющих частей получаемого покрытия. Количество циклов воздействия выбирают исходя из желаемой степени качества получаемого покрытия.This problem is solved by the fact that in the method of producing a coating on the surface of solid metallic zinc (Zn) or a zinc-based alloy by exposing the indicated surface to carbon dioxide (CO ₂ ) and water (H ₂ O) not in the solid phase, the effect is cyclically in a working atmosphere containing carbon dioxide. Moreover, in the initial part of the cycle, the carbon dioxide content in the working atmosphere is increased in comparison with the carbon dioxide content in the natural atmosphere of the Earth, and conditions are created for the formation of a heterogeneous reaction medium containing zinc, water and carbon dioxide on the indicated surface with the flow in this chemical reactions involving water, carbon dioxide and zinc to form zinc carbonates. In the middle part of the cycle, the conditions for the formation of a heterogeneous reaction medium on the indicated surface and the occurrence of the indicated chemical reactions are stopped. The cycle is completed with the formation on the indicated surface of deposits containing zinc carbonates formed as a result of the indicated chemical reactions during the cycle. Moreover, these deposits are formed as constituent parts of the resulting coating. The number of exposure cycles is selected based on the desired degree of quality of the resulting coating.

Назначение предлагаемого способа - получение защитного покрытия на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка.The purpose of the proposed method is to obtain a protective coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy.

Предлагаемый способ подобен ближайшему аналогу тем, что покрытие на поверхности твердого металлического цинка (Zn) или сплава на основе цинка получают путем воздействия на указанную поверхность двуокисью углерода (СO₂) и водой (Н₂O), находящейся не в твердой фазе.The proposed method is similar to the closest analogue in that the coating on the surface of solid zinc metal (Zn) or a zinc-based alloy is obtained by exposing carbon dioxide (CO ₂ ) and water (H ₂ O) on the surface not in the solid phase.

Предлагаемый способ во всех случаях осуществления отличается от ближайшего аналога тем, что воздействие осуществляют циклически в рабочей атмосфере, содержащей двуокись углерода, при этом в начальной части цикла создают в рабочей атмосфере содержание двуокиси углерода, повышенное по сравнению с содержанием двуокиси углерода в естественной атмосфере Земли, и создают условия для образования на указанной поверхности гетерогенной реакционной среды, содержащей цинк, воду и двуокись углерода, с протеканием в указанной среде химических реакций с участием воды, двуокиси углерода и цинка с образованием карбонатов цинка, в средней части цикла прекращают условия для образования на указанной поверхности гетерогенной реакционной среды и протекания указанных химических реакций, и завершают цикл с формированием на указанной поверхности отложений, содержащих карбонаты цинка, образовавшиеся в результате указанных химических реакций в течение цикла, при этом указанные отложения формируются в качестве составляющих частей получаемого покрытия, а количество циклов воздействия выбирают исходя из желаемой степени качества получаемого покрытия.The proposed method in all cases of implementation differs from the closest analogue in that the effect is carried out cyclically in a working atmosphere containing carbon dioxide, while in the initial part of the cycle a carbon dioxide content is created in the working atmosphere, increased compared to the content of carbon dioxide in the natural atmosphere of the Earth, and create conditions for the formation on the indicated surface of a heterogeneous reaction medium containing zinc, water and carbon dioxide, with the occurrence of chemical cations involving water, carbon dioxide and zinc with the formation of zinc carbonates, in the middle part of the cycle, the conditions for the formation of a heterogeneous reaction medium on the indicated surface and the occurrence of the indicated chemical reactions are terminated and the cycle is completed with the formation of deposits on the indicated surface containing zinc carbonates formed in the result of these chemical reactions during the cycle, while these deposits are formed as constituent parts of the resulting coating, and the number of exposure cycles selected shouting based on the desired degree of quality of the resulting coating.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что указанная рабочая атмосфера по меньшей мере в начальной части цикла дополнительно содержит воду. В одном уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что по меньшей мере часть воды, содержащейся в рабочей атмосфере, находится в газообразной фазе. В другом уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что по меньшей мере часть воды, содержащейся в рабочей атмосфере, находится в мелкодисперсной конденсированной фазе. В третьем уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что содержание воды в рабочей атмосфере регулируют по меньшей мере частично введением в рабочую атмосферу воды; в развитие третьего уточнения температура вводимой воды составляет от 1 до 300 градусов Цельсия.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that said working atmosphere additionally contains water at least in the initial part of the cycle. In one refinement of a particular case, the proposed method is further characterized in that at least a portion of the water contained in the working atmosphere is in the gaseous phase. In another refinement of a particular case, the proposed method is further characterized in that at least a portion of the water contained in the working atmosphere is in a finely divided condensed phase. In the third refinement of a particular case, the proposed method is further characterized in that the water content in the working atmosphere is controlled at least partially by introducing water into the working atmosphere; in the development of the third refinement, the temperature of the introduced water is from 1 to 300 degrees Celsius.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что указанная рабочая атмосфера по меньшей мере в начальной части по меньшей мере одного цикла дополнительно содержит молекулярный кислород (O₂ и/или озон O₃).In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that said working atmosphere at least in the initial part of at least one cycle additionally contains molecular oxygen (O ₂ and / or ozone O ₃ ).

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере составляет от 0,04 до 0,4 объемных процентов.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the carbon dioxide content in the working atmosphere is from 0.04 to 0.4 volume percent.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере составляет от 0,4 до 20 объемных процентов.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the carbon dioxide content in the working atmosphere is from 0.4 to 20 volume percent.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере составляет от 20 до 60 объемных процентов.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the carbon dioxide content in the working atmosphere is from 20 to 60 volume percent.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере составляет от 60 до 100 объемных процентов (в пересчете на сухую рабочую атмосферу).In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the carbon dioxide content in the working atmosphere is from 60 to 100 volume percent (in terms of the dry working atmosphere).

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что указанная рабочая атмосфера дополнительно содержит молекулярный кислород и воду. В одном уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что массовые доли двуокиси углерода, молекулярного кислорода и воды в рабочей атмосфере относятся как (0,04÷5,0):(10÷30):(1,0÷2,5) соответственно. В другом уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что массовые доли двуокиси углерода, молекулярного кислорода и воды в рабочей атмосфере относятся как (5÷30):(10÷30):(2,5÷15) соответственно. В третьем уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что массовые доли двуокиси углерода, молекулярного кислорода и воды в рабочей атмосфере относятся как (30÷100):(0÷20):(0÷50) соответственно.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that said working atmosphere further comprises molecular oxygen and water. In one refinement of a particular case, the proposed method further differs in that the mass fractions of carbon dioxide, molecular oxygen and water in the working atmosphere are referred to as (0.04 ÷ 5.0) :( 10 ÷ 30) :( 1.0 ÷ 2.5 ) respectively. In another refinement of a particular case, the proposed method further differs in that the mass fractions of carbon dioxide, molecular oxygen and water in the working atmosphere are referred to as (5 ÷ 30) :( 10 ÷ 30) :( 2,5 ÷ 15), respectively. In the third refinement of a particular case, the proposed method further differs in that the mass fractions of carbon dioxide, molecular oxygen and water in the working atmosphere are referred to as (30 ÷ 100) :( 0 ÷ 20) :( 0 ÷ 50), respectively.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что содержание в реакционной среде воды обеспечивают осаждением воды из рабочей атмосферы на указанную поверхность. В одном уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что осаждение воды осуществляют путем повышения влажности рабочей атмосферы до ста процентов. В другом уточнении частного случая предлагаемый способ дополнительно отличается тем, что осаждение воды осуществляют путем приведения температуры указанной поверхности к точке росы рабочей атмосферы или ниже.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the content of water in the reaction medium is ensured by the deposition of water from the working atmosphere onto the indicated surface. In one refinement of a particular case, the proposed method is further characterized in that the precipitation of water is carried out by increasing the humidity of the working atmosphere to one hundred percent. In another refinement of a particular case, the proposed method is further characterized in that the precipitation of water is carried out by bringing the temperature of the indicated surface to the dew point of the working atmosphere or lower.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что указанную поверхность дополнительно орошают водой или жидкостью на основе воды.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that said surface is further irrigated with water or a water-based liquid.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что температура указанной среды составляет от минус 1,8 до 20 градусов Цельсия.In a particular case, the proposed method further differs from the general case in that the temperature of said medium is from minus 1.8 to 20 degrees Celsius.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что температура указанной среды составляет от 20 до 39 градусов Цельсия.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the temperature of said medium is from 20 to 39 degrees Celsius.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что температура указанной среды составляет от 39 до 105 градусов Цельсия.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the temperature of said medium is from 39 to 105 degrees Celsius.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что температура указанной среды составляет от 105 до 200 градусов Цельсия.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the temperature of said medium is from 105 to 200 degrees Celsius.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что от цикла к циклу варьируют длительности циклов.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that cycle times vary from cycle to cycle.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что воздействие осуществляют с промежутками между циклами.In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that the effect is carried out with intervals between cycles.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что обеспечивают движение рабочей атмосферы относительно указанной поверхности.In a particular case, the proposed method further differs from the general case in that it provides movement of the working atmosphere relative to the specified surface.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что обеспечивают перемешивание указанной среды в начальной части цикла.In a particular case, the proposed method further differs from the general case in that it provides mixing of the specified medium in the initial part of the cycle.

В частном случае предлагаемый способ дополнительно отличается от общего случая тем, что в указанной среде дополнительно растворяют двуокись углерода или угольную кислоту (Н₂СO₃).In the particular case, the proposed method further differs from the general case in that carbon dioxide or carbonic acid (H ₂ CO ₃ ) is additionally dissolved in said medium.

Воздействие на поверхность твердого металлического цинка или сплава на основе цинка двуокисью углерода и водой, находящейся не в твердой фазе, используется для образования раствора двуокиси углерода в воде и вовлечения цинка в химические реакции, приводящие к образованию карбонатов цинка. Рабочая атмосфера, содержащая двуокись углерода, служит буфером двуокиси углерода, из которого пополняется двуокисью углерода реакционная среда на поверхности цинка по мере расходования двуокиси углерода на образование карбонатов цинка. Рабочая атмосфера это атмосфера помещения или иной производственной или непроизводственной зоны, в которой получают покрытие на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка. Циклическое осуществление воздействия обеспечивает управление ростом получаемого покрытия и его структурой.Exposure to the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy with carbon dioxide and water that is not in a solid phase is used to form a solution of carbon dioxide in water and to involve zinc in chemical reactions leading to the formation of zinc carbonates. The working atmosphere containing carbon dioxide serves as a carbon dioxide buffer, from which carbon dioxide is replenished by the reaction medium on the surface of zinc as carbon dioxide is used to form zinc carbonates. The working atmosphere is the atmosphere of a room or other production or non-production zone in which a coating is obtained on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy. The cyclic effect provides control over the growth of the resulting coating and its structure.

Создание известными методами в начальной части цикла в рабочей атмосфере содержания двуокиси углерода, повышенного по сравнению с содержанием двуокиси углерода в естественной атмосфере Земли, является одним из путей управления скоростью получения покрытия через управление скоростями химических реакций в реакционной среде (обеспечивает более высокую скорость получения покрытия, чем в рабочей атмосфере с естественным уровнем содержания двуокиси углерода при прочих равных условиях). Создание известными методами в начальной части цикла условий для образования на поверхности цинка гетерогенной (т.е. содержащей граничащие друг с другом области вещества, находящегося в разных фазах состояния вещества) реакционной среды, содержащей цинк, воду и двуокись углерода, обеспечивает возникновение и рост на протяжении начальной части цикла площади поверхностных границ между разными фазами вещества в реакционной среде. Гетерогенная среда может представлять собой жидкую пленку, обволакивающую поверхность твердого цинка, и также может включать пузырьки газообразного вещества, а также твердые микрочастицы нерастворимых промежуточных и конечных продуктов реакций. Известно, что гетерогенная водосодержащая среда наиболее благоприятна для протекания реакций цинка с двуокисью углерода, т.к. способствует диффузии ионов цинка с поверхности твердого цинка в жидкую фазу. В результате в гетерогенной среде протекают химические реакции с участием воды, двуокиси углерода и цинка с образованием карбонатов цинка. Одновременно могут протекать реакции с участием иных веществ, растворенных в жидких фазах гетерогенной среды, например, с участием кислорода и примесей, содержащихся в рабочей атмосфере. Продуктами таких реакций являются не только нерастворимые карбонаты цинка (в т.ч. средние и основные карбонаты цинка, гидратированные основные карбонаты цинка), но также иные соли цинка (в зависимости от имеющихся примесей в рабочей атмосфере), гидроокись цинка, и также соли иных металлов, если они содержатся в сплаве на основе цинка. В настоящей заявке содержание примесей в рабочей атмосфере и иных металлов в твердом сплаве на основе цинка считается малым или не существенным и не учитывается. Предполагается, что в реакционной среде устанавливается уровень кислотности, не препятствующий образованию карбонатов цинка.The creation by known methods in the initial part of the cycle in the working atmosphere of a carbon dioxide content increased compared to the carbon dioxide content in the natural atmosphere of the Earth is one of the ways to control the rate of coating production by controlling the rates of chemical reactions in the reaction medium (provides a higher rate of coating production, than in a working atmosphere with a natural level of carbon dioxide ceteris paribus). The creation by the known methods in the initial part of the cycle of conditions for the formation of a heterogeneous (i.e., containing adjacent regions of a substance located in different phases of the state of the substance) reaction medium containing zinc, water and carbon dioxide provides the appearance and growth of during the initial part of the cycle, the area of surface boundaries between different phases of the substance in the reaction medium. The heterogeneous medium may be a liquid film enveloping the surface of solid zinc, and may also include gaseous bubbles, as well as solid microparticles of insoluble intermediate and final reaction products. It is known that a heterogeneous aqueous medium is most favorable for reactions of zinc with carbon dioxide, since promotes diffusion of zinc ions from the surface of solid zinc into the liquid phase. As a result, in a heterogeneous environment, chemical reactions take place with the participation of water, carbon dioxide and zinc with the formation of zinc carbonates. At the same time, reactions can occur with the participation of other substances dissolved in the liquid phases of a heterogeneous medium, for example, with the participation of oxygen and impurities contained in the working atmosphere. The products of such reactions are not only insoluble zinc carbonates (including middle and basic zinc carbonates, hydrated basic zinc carbonates), but also other zinc salts (depending on the presence of impurities in the working atmosphere), zinc hydroxide, and also other salts metals, if they are contained in an alloy based on zinc. In this application, the content of impurities in the working atmosphere and other metals in the zinc-based carbide is considered small or not significant and is not taken into account. It is assumed that in the reaction medium a level of acidity is established that does not prevent the formation of zinc carbonates.

Прекращение в средней части цикла условий для образования на указанной поверхности гетерогенной реакционной среды и протекания указанных химических реакций обеспечивает консолидацию в течение оставшейся части цикла образовавшихся продуктов реакций на поверхности твердого цинка (предпочтительно в условиях полного или существенного испарения жидких фаз реакционной среды к времени истечения оставшейся части цикла).The termination in the middle part of the cycle of conditions for the formation of a heterogeneous reaction medium on the indicated surface and the occurrence of the indicated chemical reactions ensures the consolidation of the formed reaction products on the solid zinc surface during the remaining part of the cycle (preferably under conditions of complete or substantial evaporation of the liquid phases of the reaction medium by the time the remainder expires cycle).

Завершение цикла с формированием на указанной поверхности отложений, содержащих карбонаты цинка, образовавшиеся в результате указанных химических реакций в течение цикла обеспечивает (в совокупности с описанными действиями на протяжении цикла) формирование неоднородной в направлении от поверхности цинка трехмерной (пространственной) микроструктуры таких отложений, поскольку после прекращения указанных условий в средней части цикла реакции протекают при иных и изменяющихся соотношениях концентраций реагирующих веществ, и микроструктура отложений частично формируется в существенно неравновесных условиях реакционной среды. Известно, что окисная пленка, полученная на твердой поверхности при некоторых условиях, псевдоморфна в том смысле, что структура основания имеет дальнейшее продолжение в пленке. Такую структуру пленки можно описать как сжатую в направлении, параллельном поверхности, и вытянутую соответственно в направлении перпендикулярном. Защитному характеру оксидного слоя, вероятно, благоприятствует боковое сжатие. Это означает, что указанное циклическое осуществление воздействия с указанным целенаправленным разделением цикла на части (временные фазы цикла воздействия) обеспечивает формирование "полезной" части структуры покрытия с существенным боковым сжатием непосредственно над обрабатываемой поверхностью, с последующим подавлением формирования "балластной" части структуры покрытия с несущественным или отсутствующим боковым сжатием.The completion of the cycle with the formation on the indicated surface of deposits containing zinc carbonates formed as a result of the indicated chemical reactions during the cycle ensures (together with the described actions during the cycle) the formation of a three-dimensional (spatial) microstructure of such deposits nonuniform in the direction from the zinc surface, since after cessation of these conditions in the middle part of the reaction cycle occurs at different and changing ratios of concentrations of reacting substances, and micro Fat Keturah partially formed in a substantially non-equilibrium conditions of the reaction medium. It is known that an oxide film obtained on a solid surface under certain conditions is pseudomorphic in the sense that the structure of the base has a further extension in the film. Such a film structure can be described as compressed in a direction parallel to the surface and elongated accordingly in a direction perpendicular. The protective character of the oxide layer is probably favored by lateral compression. This means that the indicated cyclic impact with the specified purposeful division of the cycle into parts (temporary phases of the impact cycle) ensures the formation of a “useful” part of the coating structure with significant lateral compression directly above the surface to be treated, with subsequent suppression of the formation of the “ballast” part of the coating structure with non-essential or missing lateral compression.

Таким образом достигается технический результат: предлагаемый способ обеспечивает повышенную степень коррозионной защиты при меньшей толщине покрытия, чем известный способ, в котором не осуществляют подавления формирования "балластной" части структуры покрытия путем целенаправленного прекращения условий для образования гетерогенной реакционной среды. Осуществление воздействия в несколько циклов обеспечивает формирование в структуре получаемого покрытия нескольких (по числу циклов воздействия) "полезных" областей, т.е. ведет к усилению технического результата. Дополнительный технический результат, обеспечиваемый осуществлением воздействия в несколько циклов, выражается в формировании слоистой механической демпфирующей системы, состоящей из относительно рыхлых "балластных" областей структуры покрытия. Такая слоистая демпфирующая система обеспечивает рассредоточение и частичную релаксацию напряжений от внешних механических и термических нагрузок, препятствует разрушению "полезных" областей и покрытия в целом, т.е. повышает долговечность коррозионной защиты оцинкованных конструкций. В случае осуществления воздействия в несколько циклов под поверхностью твердого металлического цинка или сплава на основе цинка понимается также поверхность отложений карбонатов и других соединений цинка, сформированная до начала очередного цикла воздействия.Thus, the technical result is achieved: the proposed method provides an increased degree of corrosion protection with a smaller coating thickness than the known method, in which the formation of the "ballast" part of the coating structure is not suppressed by deliberately terminating the conditions for the formation of a heterogeneous reaction medium. The implementation of the impact in several cycles ensures the formation in the structure of the resulting coating of several (by the number of exposure cycles) "useful" areas, i.e. leads to an increase in the technical result. An additional technical result provided by the impact in several cycles is expressed in the formation of a layered mechanical damping system, consisting of relatively loose "ballast" areas of the coating structure. Such a layered damping system provides dispersion and partial relaxation of stresses from external mechanical and thermal loads, and prevents the destruction of “useful” areas and the coating as a whole, i.e. increases the durability of corrosion protection of galvanized structures. In the case of exposure in several cycles, the surface of solid metal zinc or an alloy based on zinc is also understood as the surface of deposits of carbonates and other zinc compounds formed before the start of the next exposure cycle.

Опыты заявителя показали, что "полезные" части структуры покрытия характеризуются таким средним составом карбонатов цинка, который характеризуется увеличением доли атомов углерода (условно говоря -увеличением средней доли групп СО₃ в основных карбонатах цинка) и уменьшением доли несвязанной гидроокиси цинка по сравнению с покрытием, полученным известным способом. В среднем по совокупности "полезных" и "балластных" областей состав формирующихся основных карбонатов цинка приближается к формуле 2ZnCO₃⋅3Zn(OH)₂.The applicant’s experiments showed that the “useful” parts of the coating structure are characterized by such an average composition of zinc carbonates, which is characterized by an increase in the fraction of carbon atoms (relatively speaking, an increase in the average fraction of CO ₃ groups in basic zinc carbonates) and a decrease in the fraction of unbound zinc hydroxide as compared to the coating, obtained in a known manner. On average, in the aggregate of “useful” and “ballast” regions, the composition of the formed basic zinc carbonates approaches the formula 2ZnCO ₃ ⋅ 3Zn (OH) ₂ .

Присутствие воды в рабочей атмосфере по меньшей мере в начальной части цикла способствует пополнению жидкой фазы гетерогенной реакционной среды на поверхности цинка по мере расходования воды на образование карбонатов цинка (и по мере стекания, испарения, сдувания воды или убыли воды по иным причинам, если такие причины не устранены).The presence of water in the working atmosphere, at least in the initial part of the cycle, contributes to the replenishment of the liquid phase of the heterogeneous reaction medium on the zinc surface as water is consumed to form zinc carbonates (and as it drains, evaporates, blows off water, or water decreases for other reasons, if such reasons not resolved).

Присутствие воды в рабочей атмосфере в газообразной фазе облегчает осуществление способа при относительно высоких температурах рабочих атмосфер.The presence of water in the working atmosphere in the gaseous phase facilitates the implementation of the method at relatively high temperatures of working atmospheres.

Присутствие воды в рабочей атмосфере в мелкодисперсной конденсированной фазе облегчает осуществление способа при относительно низких температурах рабочих атмосфер.The presence of water in the working atmosphere in a finely divided condensed phase facilitates the implementation of the method at relatively low temperatures of working atmospheres.

Введение в рабочую атмосферу воды предотвращает преждевременное прекращение условий для образования на поверхности цинка гетерогенной реакционной среды.The introduction of water into the working atmosphere prevents premature termination of the conditions for the formation of a heterogeneous reaction medium on the surface of zinc.

Использование вводимой в рабочую атмосферу воды с температурой от 1 до 300 градусов Цельсия расширяет возможности для осуществления способа. Например, возможно использование водяного пара высокого давления, производимого для паровых турбин.The use of water introduced into the working atmosphere with a temperature of from 1 to 300 degrees Celsius expands the possibilities for implementing the method. For example, it is possible to use high-pressure steam produced for steam turbines.

Присутствие молекулярного кислорода в рабочей атмосфере по меньшей мере в начальной части цикла одного цикла обеспечивает осуществление способа в отношении поверхности металлического цинка или сплава на основе цинка, не имеющей предварительно образованной пленки, содержащей окись цинка (ZnO), которая является промежуточным реагентом реакций получения карбонатов цинка. Таким образом обеспечивается получение покрытия, например, на детали с цинковым слоем, нанесенным на деталь погружением в расплавленный цинк и не подвергавшимся действию воздуха до остывания цинкового слоя.The presence of molecular oxygen in the working atmosphere at least in the initial part of the cycle of one cycle ensures the implementation of the method with respect to the surface of zinc metal or zinc-based alloy that does not have a pre-formed film containing zinc oxide (ZnO), which is an intermediate reagent for the production of zinc carbonates . In this way, a coating is obtained, for example, on a part with a zinc layer deposited on the part by immersion in molten zinc and not exposed to air until the zinc layer cools.

Содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере от 0,04 до 0,4 объемных процентов расширяет возможности для осуществления способа, т.к. обеспечивает возможность получения покрытия с использованием газов с низким содержанием двуокиси углерода, например, с использованием газовых отходов переработки сельхозпродукции.The carbon dioxide content in the working atmosphere from 0.04 to 0.4 volume percent expands the possibilities for implementing the method, because provides the ability to obtain coatings using gases with a low carbon dioxide content, for example, using gas waste from agricultural processing.

Содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере от 0,4 до 20 объемных процентов расширяет возможности для осуществления способа, т.к. обеспечивает возможность получения покрытия с использованием газообразных продуктов сжигания органического топлива.The carbon dioxide content in the working atmosphere from 0.4 to 20 volume percent expands the possibilities for implementing the method, because provides the ability to obtain coatings using gaseous products of fossil fuel combustion.

Содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере от 20 до 60 объемных процентов обеспечивает существенное ускорение получения покрытия (по сравнению с содержанием до 20 объемных процентов).The content of carbon dioxide in the working atmosphere from 20 to 60 volume percent provides a significant acceleration of the coating (compared with the content of up to 20 volume percent).

Содержание двуокиси углерода в рабочей атмосфере от 60 до 100 объемных процентов расширяет возможности для осуществления способа и упрощает его осуществление, т.к. обеспечивает возможность получения покрытия с использованием товарной двуокиси углерода.The content of carbon dioxide in the working atmosphere from 60 to 100 volume percent expands the possibilities for the implementation of the method and simplifies its implementation, because provides the ability to obtain coatings using salable carbon dioxide.

Одновременное присутствие воды и молекулярного кислорода в рабочей атмосфере обеспечивает возможность интенсификации воздействия путем пополнения жидкой фазы гетерогенной реакционной среды кислородом и водой непосредственно из рабочей атмосферы, путем осаждения воды и диффузии кислорода в жидкие фазы реакционной среды.The simultaneous presence of water and molecular oxygen in the working atmosphere makes it possible to intensify the effect by replenishing the liquid phase of the heterogeneous reaction medium with oxygen and water directly from the working atmosphere, by precipitating water and diffusing oxygen into the liquid phases of the reaction medium.

Массовые доли двуокиси углерода, молекулярного кислорода и воды в рабочей атмосфере в отношении (0,04÷5,0):(10÷30):(1,0÷2,5) или в отношении (5÷30):(10÷30):(2,5÷15), или в отношении (30÷100):(0÷20):(0÷50) способствуют поддержанию в реакционной среде оптимальных соотношений концентраций реагентов с учетом известных стехиометрических соотношений воды и двуокиси углерода в суммарной реакции получения карбоната цинка и с учетом значительно более низкой растворимости кислорода в воде по сравнению с растворимостью двуокиси углерода. При этом в разных случаях возможно использование различных выше упоминавшихся источников двуокиси углерода, от низкоконцентрированной до чистой двуокиси углерода.Mass fractions of carbon dioxide, molecular oxygen and water in the working atmosphere in relation to (0.04 ÷ 5.0) :( 10 ÷ 30) :( 1.0 ÷ 2.5) or in relation (5 ÷ 30) :( 10 ÷ 30) :( 2.5 ÷ 15), or with respect to (30 ÷ 100) :( 0 ÷ 20) :( 0 ÷ 50) contribute to maintaining the optimum ratios of the concentration of reagents in the reaction medium, taking into account the known stoichiometric ratios of water and carbon dioxide in the total reaction for producing zinc carbonate and taking into account the significantly lower solubility of oxygen in water compared with the solubility of carbon dioxide. Moreover, in various cases, it is possible to use various sources of carbon dioxide mentioned above, from low concentration to pure carbon dioxide.

Обеспечение содержания в реакционной среде воды путем осаждения воды из рабочей атмосферы позволяет регулировать содержание воды в реакционной среде без использования распылителей, нагнетателей и т.п.оборудования, т.е. упрощает осуществление способа. Осаждение воды путем повышения влажности рабочей атмосферы до ста процентов обеспечивает возможность дистанционного создания гетерогенной реакционной среды, без непосредственного доступа персонала к обрабатываемой цинковой поверхности. Осаждение воды путем приведения температуры обрабатываемой поверхности к точке росы рабочей атмосферы или ниже обеспечивает возможность осуществления способа при относительно низком содержании воды в рабочей атмосфере.Providing water content in the reaction medium by precipitation of water from the working atmosphere makes it possible to control the water content in the reaction medium without the use of atomizers, blowers, or the like equipment, i.e. simplifies the implementation of the method. The precipitation of water by increasing the humidity of the working atmosphere to one hundred percent provides the ability to remotely create a heterogeneous reaction medium, without direct access of personnel to the treated zinc surface. The precipitation of water by bringing the temperature of the surface to be treated to the dew point of the working atmosphere or lower provides the possibility of implementing the method with a relatively low water content in the working atmosphere.

Дополнительное орошение обрабатываемой поверхности водой или жидкостью на основе воды обеспечивает возможность осуществления способа в сухой рабочей атмосфере.Additional irrigation of the treated surface with water or a liquid based on water provides the possibility of implementing the method in a dry working atmosphere.

Использование температуры реакционной среды от минус 1,8 до 20 градусов Цельсия обеспечивает дополнительную интенсификацию воздействия, т.к. эти значения температуры оптимальны для получения качественного углерод-цинкового покрытия.Using the temperature of the reaction medium from minus 1.8 to 20 degrees Celsius provides additional intensification of the effect, because these temperature values are optimal for obtaining a high-quality carbon-zinc coating.

Использование температуры реакционной среды от 20 до 39 градусов Цельсия обеспечивает возможность осуществления способа в районах теплого климата или в летнее время без дополнительного охлаждения реакционной среды и без распада образующейся е-модификации гидроокиси цинка, которая при температуре выше 39 градусов Цельсия начинает превращаться в окись цинка.Using the temperature of the reaction medium from 20 to 39 degrees Celsius makes it possible to carry out the method in areas of warm climate or in the summer without additional cooling of the reaction medium and without decay of the resulting e-modification of zinc hydroxide, which at temperatures above 39 degrees Celsius begins to turn into zinc oxide.

Использование температуры реакционной среды от 39 до 105 градусов Цельсия расширяет возможности для осуществления способа, обеспечивает возможность осуществления способа при высоких температурах рабочей атмосферы при нормальном давлении, без герметизации производственной зоны.Using the temperature of the reaction medium from 39 to 105 degrees Celsius expands the possibilities for the implementation of the method, provides the ability to implement the method at high temperatures of the working atmosphere at normal pressure, without sealing the production area.

Использование температуры реакционной среды от 105 до 200 градусов Цельсия расширяет возможности для осуществления способа, обеспечивает возможность осуществления способа при высоких температурах рабочей атмосферы при повышенном давлении, при условии герметизации производственной зоны. При температурах выше 200 градусов Цельсия происходит активное разложение карбоната цинка в сухом состоянии.Using the temperature of the reaction medium from 105 to 200 degrees Celsius expands the possibilities for the implementation of the method, provides the ability to implement the method at high temperatures of the working atmosphere at elevated pressure, provided that the production area is sealed. At temperatures above 200 degrees Celsius, the active decomposition of zinc carbonate occurs in the dry state.

Варьирование от цикла к циклу химического состава рабочей атмосферы позволяет подобрать желаемую степень неоднородности химического состава и микроструктуры получаемого покрытия, оптимальные с учетом предполагаемых условий эксплуатации оцинкованного изделия, на цинковом слое которого создается предлагаемое покрытие предлагаемым способом.Varying from cycle to cycle of the chemical composition of the working atmosphere allows you to choose the desired degree of heterogeneity of the chemical composition and microstructure of the resulting coating, optimal taking into account the expected operating conditions of the galvanized product, on the zinc layer of which the proposed coating is created by the proposed method.

Варьирование от цикла к циклу длительности циклов позволяет вносить коррективы в толщину прироста покрытия в цикле в реальном режиме времени на основе контроля (визуального или инструментального) качества получаемого с окончанием очередного цикла покрытия. Таким образом повышается выход качественной продукции.Varying from cycle to cycle the duration of cycles allows you to make adjustments to the thickness of the growth of the coating in the cycle in real time based on the control (visual or instrumental) of the quality obtained at the end of the next coating cycle. Thus, the yield of quality products is increased.

Осуществление воздействия с временными промежутками между циклами позволяет синхронизировать циклы воздействия с изменениями внешних условий, таких как время подвоза реагентов и обрабатываемых объектов, начало и конец рабочей смены и прочих подобных условий.The implementation of the impact with time intervals between cycles allows you to synchronize the cycles of exposure with changes in external conditions, such as the time of delivery of reagents and processed objects, the beginning and end of the work shift and other similar conditions.

Движение рабочей атмосферы относительно обрабатываемой поверхности поддерживает диффузионный приток в реакционную среду веществ из рабочей атмосферы (кислорода и двуокиси углерода) и таким образом ускоряет получение покрытия.The movement of the working atmosphere relative to the treated surface supports the diffusion flow of substances from the working atmosphere (oxygen and carbon dioxide) into the reaction medium and thus accelerates the production of the coating.

Перемешивание реакционной среды в начальной части цикла препятствует замедлению химических реакций вследствие накопления продуктов реакций и таким образом ускоряет получение покрытия.Stirring the reaction medium in the initial part of the cycle prevents the slowdown of chemical reactions due to the accumulation of reaction products and thus accelerates the production of coatings.

Дополнительное растворение в реакционной среде двуокиси углерода или угольной кислоты (Н₂СO₃) обеспечивает высокую скорость формирования карбонатов цинка в реакционной среде в случае недостаточного содержания двуокиси углерода в рабочей атмосфере и, следовательно, недостаточного диффузионного притока двуокиси углерода в реакционную среду.Additional dissolution in the reaction medium of carbon dioxide or carbonic acid (H ₂ CO ₃ ) provides a high rate of formation of zinc carbonates in the reaction medium in case of insufficient content of carbon dioxide in the working atmosphere and, therefore, insufficient diffusion influx of carbon dioxide into the reaction medium.

Известно покрытие на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, полученное способом, раскрытым в патентном документе DE2727111; C23F 5/00; 1978-12-21. Это покрытие является ближайшим аналогом предлагаемого покрытия. Недостатком ближайшего аналога является неупорядоченная структура покрытия, недостаточная доля карбонатов цинка в покрытии, рыхлость покрытия и относительно низкий уровень защиты твердого металлического цинка или сплава на основе цинка от износа при эксплуатации, обеспечиваемый покрытием.A coating is known on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy obtained by the method disclosed in patent document DE2727111; C23F 5/00; 1978-12-21. This coating is the closest analogue of the proposed coating. A disadvantage of the closest analogue is the disordered structure of the coating, the insufficient proportion of zinc carbonates in the coating, the friability of the coating, and the relatively low level of wear protection of the solid zinc or zinc-based alloy from operation provided by the coating.

Указанная выше задача предлагаемой группы изобретений также решается тем, что покрытие на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, содержащее соединения цинка, включающие карбонаты цинка, и ограниченное с одной стороны свободным внешним граничным слоем покрытия, а с противоположной стороны ограниченное внутренним граничным слоем покрытия, связанным с поверхностью твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, при этом расстояние между указанными двумя граничными слоями определяет толщину покрытия, получено предлагаемым в настоящей заявке способом.The above objective of the proposed group of inventions is also solved by the fact that the coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy containing zinc compounds, including zinc carbonates, and limited on the one hand by a free external boundary layer of the coating, and on the opposite side limited by an internal boundary layer coatings associated with the surface of the solid metal zinc or zinc-based alloy, the distance between the two boundary layers being determined determines the thickness of the coating Life received by the method proposed in this application.

Предлагаемое покрытие на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка подобно ближайшему аналогу тем, что оно содержит соединения цинка, включающие карбонаты цинка, и ограничено с одной стороны свободным внешним граничным слоем покрытия, а с противоположной стороны ограничено внутренним граничным слоем покрытия, связанным с поверхностью твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, при этом расстояние между указанными двумя граничными слоями определяет толщину покрытия. Как понятно специалисту, покрытие имеет вид участка тонкой пленки и может быть ограничено краями участка, либо может иметь вид замкнутого участка пленки, не имеющего краев, например, если покрытие получено на всей внешней поверхности шарообразной конструкции.The proposed coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy is similar to the closest analogue in that it contains zinc compounds, including zinc carbonates, and is limited on one side by a free external boundary coating layer, and on the opposite side is limited by an internal boundary coating layer associated with the surface of the solid metal zinc or zinc-based alloy, while the distance between the two boundary layers indicates the thickness of the coating. As one skilled in the art understands, the coating has the appearance of a portion of a thin film and may be limited by the edges of the portion, or it may have the form of a closed portion of the film without edges, for example, if the coating is obtained on the entire outer surface of a spherical structure.

Предлагаемое покрытие на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка во всех случаях осуществления отличается от ближайшего аналога тем, что оно получено предлагаемым в настоящей заявке способом.The proposed coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy in all cases differs from the closest analogue in that it is obtained by the method proposed in this application.

В отношении предлагаемого покрытия заявитель использует краткое название "покрытие углерод-цинковое".In relation to the proposed coating, the applicant uses the short name "carbon-zinc coating".

Поскольку предлагаемое покрытие получено предлагаемым способом, для него в целом и в частных случаях характерны признаки получаемого покрытия, раскрытые выше в описании предлагаемого способа. Дополнительные признаки частных случаев предлагаемого покрытия раскрываются ниже.Since the proposed coating is obtained by the proposed method, for him in general and in particular cases, the characteristics of the resulting coating are described, which are described above in the description of the proposed method. Additional features of particular cases of proposed coverage are disclosed below.

В частном случае предлагаемое покрытие дополнительно отличается тем, что микроструктура карбонатов цинка и иных соединений цинка в покрытии пространственно неоднородна и деформирована внутренними напряжениями в покрытии, при этом степень и характер деформации указанной микроструктуры изменяется в направлении толщины покрытия в большей степени, чем в направлениях, параллельных граничным слоям покрытия. В уточнении частного случая предлагаемое покрытие дополнительно отличается тем, что указанная микроструктура образована совокупностью взаимопроникающих слоев микроструктур, сформированных в отдельных циклах воздействия предлагаемого способа. В дальнейшем уточнении частного случая предлагаемое покрытие дополнительно отличается тем, что области взаимопроникновения указанных взаимопроникающих слоев микроструктур являются областями релаксации внутренних напряжений в покрытии.In a particular case, the proposed coating is additionally characterized in that the microstructure of zinc carbonates and other zinc compounds in the coating is spatially heterogeneous and deformed by internal stresses in the coating, while the degree and nature of the deformation of the specified microstructure changes in the direction of the thickness of the coating to a greater extent than in directions parallel to boundary coating layers. In clarifying a particular case, the proposed coating is additionally characterized in that said microstructure is formed by a combination of interpenetrating layers of microstructures formed in separate exposure cycles of the proposed method. In further clarifying a particular case, the proposed coating is further characterized in that the regions of interpenetration of said interpenetrating layers of microstructures are regions of relaxation of internal stresses in the coating.

В частном случае предлагаемое покрытие дополнительно отличается тем, что в области, занимающей четверть толщины покрытия считая от внешнего граничного слоя покрытия, на каждый атом углерода приходится в среднем не более трех атомов цинка. В уточнении частного случая предлагаемое покрытие дополнительно отличается тем, что в указанной области на каждый атом углерода приходится в среднем не более двух атомов цинка (без учета цинка, содержащегося в иных солях цинка, если в рабочей атмосфере присутствуют в качестве загрязнений иные кислотные остатки помимо остатка угольной кислоты).In the particular case of the proposed coating, it is additionally characterized in that in the region occupying a quarter of the coating thickness, counting from the outer boundary layer of the coating, on average no more than three zinc atoms per carbon atom. In clarifying a particular case, the proposed coating is additionally characterized in that in this region on average there are no more than two zinc atoms per carbon atom (excluding zinc contained in other zinc salts, if other acid residues are present in the working atmosphere as contaminants in addition to the residue carbonic acid).

Реализация назначения покрытия, т.е. защита твердого металлического цинка или сплава на основе цинка от износа под действием коррозионно-активных факторов внешней среды, обеспечивается тем, что предлагаемое покрытие содержит соединения цинка, включающие карбонаты цинка, и ограничено с одной стороны свободным внешним граничным слоем покрытия, а с противоположной стороны ограничено внутренним граничным слоем покрытия, связанным с поверхностью твердого металлического цинка или сплава на основе цинка.Implementation of the purpose of coverage, i.e. the protection of solid metal zinc or zinc-based alloy from wear under the influence of corrosive environmental factors is ensured by the fact that the proposed coating contains zinc compounds, including zinc carbonates, and is limited on the one hand by a free external boundary layer of the coating, and on the other hand is limited the inner boundary layer of the coating associated with the surface of the solid metal zinc or zinc-based alloy.

Отличительный признак покрытия, выражающийся в том, что покрытие получено предлагаемым в настоящей заявке способом, обеспечивает расширение арсенала защитных покрытий и достижение технического результата, заключающегося в том, что предлагаемое покрытие обеспечивает повышенную степень коррозионной защиты при меньшей толщине покрытия по сравнению с известным покрытием, в котором "балластная" часть структуры покрытия может занимать относительно большую область покрытия. Связь указанного отличительного признака общего случая осуществления предлагаемого покрытия с достигаемым техническим результатом раскрыта выше в описании предлагаемого способа получения покрытия и объяснении формирования "полезных" и "балластных" областей. Наличие в частном случае в структуре предлагаемого покрытия нескольких "полезных" областей, расположенных послойно, обеспечивает усиление технического результата. Дополнительный технический результат, обеспечиваемый предлагаемым покрытием, выражается в существовании в структуре покрытия слоистой механической демпфирующей системы, состоящей из относительно рыхлых "балластных" областей структуры покрытия. Такая слоистая демпфирующая система обеспечивает рассредоточение и частичную релаксацию напряжений от внешних механических и термических нагрузок, препятствует разрушению "полезных" областей и покрытия в целом, т.е. повышает долговечность коррозионной защиты оцинкованных конструкций.A distinctive feature of the coating, expressed in that the coating is obtained by the method proposed in this application, provides an expansion of the arsenal of protective coatings and the achievement of the technical result, namely, that the proposed coating provides an increased degree of corrosion protection with a smaller coating thickness compared to the known coating, wherein the "ballast" part of the coating structure may occupy a relatively large coating area. The relationship of this distinguishing feature of the general case of the proposed coating with the achieved technical result is disclosed above in the description of the proposed method for producing the coating and the explanation of the formation of "useful" and "ballast" areas. The presence in a particular case in the structure of the proposed coating of several "useful" areas, located in layers, enhances the technical result. An additional technical result provided by the proposed coating is expressed in the existence in the coating structure of a layered mechanical damping system consisting of relatively loose "ballast" areas of the coating structure. Such a layered damping system provides dispersion and partial relaxation of stresses from external mechanical and thermal loads, and prevents the destruction of “useful” areas and the coating as a whole, i.e. increases the durability of corrosion protection of galvanized structures.

Пространственная неоднородность микроструктуры карбонатов цинка и иных соединений цинка в покрытии и ее деформированность внутренними напряжениями в покрытии обеспечивает формирование структуры, сжатой в направлении, параллельном внутреннему граничному слою, и вытянутую соответственно в направлении перпендикулярном, т.е. вдоль направления толщины покрытия, поскольку степень и характер деформации микроструктуры изменяется в направлении толщины покрытия в большей степени, чем в направлениях, параллельных граничным слоям покрытия.The spatial heterogeneity of the microstructure of zinc carbonates and other zinc compounds in the coating and its deformation by internal stresses in the coating provides the formation of a structure compressed in the direction parallel to the inner boundary layer and elongated accordingly in the direction perpendicular, i.e. along the direction of the coating thickness, since the degree and nature of the deformation of the microstructure varies in the direction of the coating thickness to a greater extent than in directions parallel to the boundary layers of the coating.

Совокупность взаимопроникающих слоев микроструктур, сформированных в отдельных циклах воздействия при получении покрытия, обеспечивает повышенную пластичность областей микроструктуры, вытянутых вдоль толщины покрытия. Таким образом достигается способность покрытия поглощать энергию внутренних и внешних механических и термических нагрузок в условиях эксплуатации.The set of interpenetrating layers of microstructures formed in separate cycles of exposure upon receipt of the coating provides increased ductility of the areas of the microstructure elongated along the thickness of the coating. Thus, the ability of the coating to absorb the energy of internal and external mechanical and thermal loads in operating conditions is achieved.

Поскольку области взаимопроникновения взаимопроникающих слоев микроструктур являются областями релаксации (поглощения) внутренних напряжений в покрытии, предотвращается растрескивание покрытия в случаях деформации покрываемой поверхности твердого металлического цинка, например, при изгибе оцинкованной конструкции.Since the regions of interpenetration of the interpenetrating layers of the microstructures are regions of relaxation (absorption) of internal stresses in the coating, cracking of the coating is prevented in cases of deformation of the coated surface of solid zinc metal, for example, when a galvanized structure is bent.

Поскольку в частном случае в области, занимающей четверть толщины покрытия считая от внешнего граничного слоя покрытия, на каждый атом углерода приходится в среднем не более трех атомов цинка, покрытие приобретает дополнительную плотность и компактность микроструктуры, т.к. указанное соотношение атомов углерода и цинка свидетельствует об уменьшенном содержании в покрытии аморфной или кристаллической гидроокиси цинка и снижении вероятности формирования в покрытии очагов "белой ржавчины" в условиях эксплуатации покрытия.Since in the particular case in the region occupying a quarter of the coating thickness, counting from the outer boundary layer of the coating, on average there are no more than three zinc atoms for each carbon atom, the coating acquires additional density and compactness of the microstructure, since the indicated ratio of carbon and zinc atoms indicates a reduced content of amorphous or crystalline zinc hydroxide in the coating and a decrease in the likelihood of formation of foci of "white rust" in the coating under the conditions of use of the coating.

Поскольку в уточнении этого частного случая в указанной области на каждый атом углерода приходится в среднем не более двух атомов цинка, то в покрытии дополнительно увеличивается содержание среднего карбоната цинка, вследствие чего компактность и прочность покрытия увеличивается дополнительно.Since in the refinement of this particular case in this region, on average, no more than two zinc atoms fall on each carbon atom, the content of average zinc carbonate additionally increases in the coating;

Из патентного документа DE 2727111; C23F 5/00; 1978-12-21 известна оцинкованная конструкция (в частности, молдинг), снабженная покрытием на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, нанесенного на эту конструкцию, полученным способом, раскрытым в этом документе DE 2727111. Эта конструкция является ближайшим аналогом предлагаемой конструкции. Недостаток ближайшего аналога заключается в том, что структура покрытия неупорядочена, недостаточная доля карбонатов цинка в покрытии низкая, рыхлость покрытия высокая, а обеспечиваемый покрытием уровень защиты от износа при эксплуатации твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, нанесенного на конструкцию, относительно низкий.From patent document DE 2727111; C23F 5/00; 1978-12-21 a galvanized structure (in particular molding) is known, provided with a coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy deposited on this structure, obtained by the method disclosed in this document DE 2727111. This structure is the closest analogue of the proposed design . A disadvantage of the closest analogue is that the coating structure is disordered, the insufficient proportion of zinc carbonates in the coating is low, the friability of the coating is high, and the level of protection against wear provided by the coating during operation of solid metal zinc or zinc-based alloy deposited on the structure is relatively low.

Указанная выше задача предлагаемой группы изобретений также решается тем, что оцинкованная конструкция, снабженная покрытием на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, нанесенного на конструкцию, характеризуется тем, что в качестве указанного покрытия использовано покрытие, предлагаемое в настоящей заявке, полученное способом, предлагаемым в настоящей заявке.The above task of the proposed group of inventions is also solved by the fact that the galvanized structure, provided with a coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy deposited on the structure, is characterized in that the coating proposed in this application, obtained by the method, is used as the specified coating, proposed in this application.

Предлагаемая оцинкованная конструкция подобна ближайшему аналогу тем, что она снабжена покрытием на поверхности твердого металлического цинка или сплава на основе цинка, нанесенного на конструкцию. Назначение предлагаемой оцинкованной конструкции не ограничено какой либо одной областью техники и определяется конкретной формой конструкции. Конструкция предназначена для использования в присутствии коррозионного воздействия атмосферы, в т.ч. промышленной атмосферы. Предлагаемая оцинкованная конструкция может иметь любую форму, но предпочтительно выполнена в основном из металла более благородного чем цинк, например, из стали.The proposed galvanized structure is similar to the closest analogue in that it is provided with a coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy deposited on the structure. The purpose of the proposed galvanized structure is not limited to any one area of technology and is determined by the specific form of construction. The design is intended for use in the presence of corrosive atmospheres, including industrial atmosphere. The proposed galvanized construction can be of any shape, but is preferably made mainly of metal more noble than zinc, for example, steel.

Предлагаемая оцинкованная конструкция во всех случаях осуществления отличается от ближайшего аналога тем, что в качестве указанного покрытия использовано покрытие, предлагаемое в настоящей заявке, полученное способом, предлагаемым в настоящей заявке.The proposed galvanized construction in all cases of implementation differs from the closest analogue in that the coating proposed in this application, obtained by the method proposed in this application, is used as the specified coating.

Технический результат, достигаемый предлагаемой конструкцией, выражается в расширении арсенала оцинкованных конструкций и в обеспечении повышенной степени коррозионной защиты при меньшей толщине покрытия по сравнению с известными оцинкованными конструкциями. Связь технического результата с совокупностью существенных признаков предлагаемой конструкции понятна специалисту из приведенных выше в настоящей заявке описаний предлагаемого способа и предлагаемого покрытия.The technical result achieved by the proposed design is expressed in expanding the arsenal of galvanized structures and in providing an increased degree of corrosion protection with a smaller coating thickness compared to known galvanized structures. The relationship of the technical result with the set of essential features of the proposed design is clear to the specialist from the above descriptions of the proposed method and the proposed coating.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются следующими примерами осуществления.The invention is illustrated by the following examples of implementation.

Пример 1. Оцинкованная конструкция выполнена в виде настенной стойки кабельной линии. Стойка является отрезком горячекатаного стального сортового двутаврового профиля IPN80 длиной 2 м. Стойка оцинкована методом погружения в расплав цинка. В результате на поверхность стойки нанесен слой твердого металлического цинка толщиной 100 мкм, на котором под действием сухого чистого воздуха образовалась тонкая пленка

окиси цинка. Оцинкованная стойка помещена в цеховое помещение объемом 200 м³, оборудованное системами принудительной вентиляции, отопления, водопроводом, паропроводом и системой подачи сжатого воздуха, и установлена на подставки в поддоне размером 1 м×2,5 м×0,2 м. При получении покрытия на твердом металлическом цинке использовалась распылительные форсунки с регуляторами сечения входного отверстия, шланг гидравлический, шланги газовые с наконечниками и регуляторами расхода, баллон с двуокисью углерода с редуктором. Температура в помещении 10 градусов Цельсия. Над и под стойкой установили форсунки, через которые на поверхность твердого металлического цинка начали подавать тонкий водяной туман с расходом 0,1 л воды в час, а из баллона начали подавать в атмосферу помещения (рабочую атмосферу) двуокись углерода со скоростью 1 м³ в час. Таким образом начали создавать условия для образования на поверхности твердого металлического цинка гетерогенной реакционной среды в виде влажной пленки на указанной поверхности, содержащей цинк, воду и двуокись углерода, с протеканием в указанной среде химических реакций с участием воды, двуокиси углерода и цинка с образованием карбонатов цинка. Параметры процесса подобраны так, чтобы на указанной поверхности не накапливались излишние количества воды, которые в противном случае стекали бы с указанной поверхности в поддон и уносили с собой часть образовавшихся продуктов химических реакций. Двуокись углерода (а также кислород воздуха) попадает в реакционную среду в результате диффузии из рабочей атмосферы. После этого персонал покинул помещение и возвратился через 36 часов, предварительно воспользовавшись дыхательными аппаратами во избежание токсического воздействия двуокиси углерода. Выключили подачу водяного тумана и двуокиси углерода, и начали обдув оцинкованной стойки сухим воздухом. Таким образом прекратили условия для образования гетерогенной реакционной среды и протекания химических реакций. По истечении 12 часов с формированием на поверхности твердого металлического цинка отложений, содержащих карбонаты цинка, обдув стойки прекратили, и на этом цикл воздействия был завершен. Визуально на высохшей поверхности твердого металлического цинка определялся однородный и тонкий матовый налет светло-серого оттенка, содержащий карбонаты цинка. Толщина покрытия, полученного в этом цикле воздействия, составила около

Цикл воздействия повторили 8 раз, при этом подачу двуокиси углерода сокращали от цикла к циклу, поскольку в рабочей атмосфере сохранялись существенные количества двуокиси углерода от предшествующих циклов. Конечная толщина покрытия составила около

Визуально на высохшей поверхности твердого металлического цинка определялось результирующее покрытие в виде однородного тонкого матового налета светло-серого оттенка, содержащего карбонаты цинка.Example 1. The galvanized structure is made in the form of a wall rack cable line. The stand is a piece of 2 m long IPN80 hot-rolled steel high-quality I-profile. The stand is galvanized by immersion in zinc melt. As a result, a layer of solid metallic zinc with a thickness of 100 μm was deposited on the surface of the rack, on which a thin film was formed under the influence of dry clean air

zinc oxide. The galvanized rack is placed in a workshop room with a volume of 200 m ³ , equipped with forced ventilation systems, heating, water supply, a steam pipe and a compressed air supply system, and installed on supports in a pallet of 1 m × 2.5 m × 0.2 m in size. Upon receipt of the coating solid metal zinc used spray nozzles with regulators of the inlet cross section, a hydraulic hose, gas hoses with tips and flow regulators, a carbon dioxide cylinder with a reducer. The temperature in the room is 10 degrees Celsius. Nozzles were installed above and below the rack, through which thin water fog with a flow rate of 0.1 l of water per hour began to be supplied to the surface of solid metal zinc, and carbon dioxide was started to be supplied into the room atmosphere (working atmosphere) at a speed of 1 m ³ per hour . Thus, conditions began to be created for the formation on the surface of solid zinc metal of a heterogeneous reaction medium in the form of a wet film on the indicated surface containing zinc, water and carbon dioxide, with the occurrence of chemical reactions in the indicated medium with the participation of water, carbon dioxide and zinc with the formation of zinc carbonates . The process parameters are selected so that excessive amounts of water do not accumulate on the indicated surface, which otherwise would have drained from the indicated surface into the tray and carried away part of the resulting chemical reaction products. Carbon dioxide (as well as atmospheric oxygen) enters the reaction medium as a result of diffusion from the working atmosphere. After that, the staff left the room and returned after 36 hours, previously using breathing apparatus to avoid the toxic effects of carbon dioxide. The water mist and carbon dioxide were turned off, and dry air was blown onto the galvanized steel rack. Thus, the conditions for the formation of a heterogeneous reaction medium and the occurrence of chemical reactions were stopped. After 12 hours, with the formation of deposits containing zinc carbonates on the surface of solid zinc metal, the rack airflow was stopped, and the cycle of exposure was completed. Visually, on a dried surface of solid zinc metal, a uniform and thin matte coating of a light gray hue containing zinc carbonates was determined. The thickness of the coating obtained in this exposure cycle was about

The exposure cycle was repeated 8 times, while the supply of carbon dioxide was reduced from cycle to cycle, since significant quantities of carbon dioxide from previous cycles were kept in the working atmosphere. The final coating thickness was about

Visually, on the dried surface of solid zinc metal, the resulting coating was determined in the form of a uniform thin matte coating of a light gray shade containing zinc carbonates.

Пример 2. Оцинкованная конструкция выполнена в виде скобы П-образного профиля, предназначенной для удержания крышки кабельного лотка. Скоба выполнена методом гибки из полосы листовой стали, предварительно оцинкованной методом Сендзимира. Ширина полосы стали 50 мм, размеры профиля скобы 200 мм×200 мм. Толщина стали 1,2 мм. Скобу поместили в лаборатории объемом 30 м³, снабженную вентиляционными отверстиям, на решетчатое основание. Через два шланга начали заполнять лабораторию смесью воздуха с двуокисью углерода с температурой минус 5 градусов Цельсия, подавая смесь сухого воздуха с двуокисью углерода в соотношении один объем двуокисью углерода на два объема воздуха со скоростью в направлении скобы горизонтальными струями в противотоке. При этом начали обрабатывать скобу очень слабыми струями водяного пара, подавая его от четырех маломощных лабораторных парогенераторов, размещенных вокруг скобы. Таким образом начали создавать условия для образования на поверхности твердого металлического цинка, нанесенного на скобу, гетерогенной реакционной среды на указанной поверхности, содержащей цинк, воду и двуокись углерода, с протеканием в указанной среде химических реакций с участием воды, двуокиси углерода и цинка с образованием карбонатов цинка, поскольку подаваемый пар частично конденсировался на поверхности твердого металлического цинка в тончайшую пленку, которая обнаруживалась по легкому потемнению поверхности цинка. Избыток подаваемых воздуха, двуокиси углерода и водяных паров удалялся самотеком через вентиляционные отверстия вследствие незначительного превышения давления в рабочей атмосфере над давлением воздуха за пределами лаборатории. По истечении 30 минут парогенераторы выключили и начали обдув скобы теплым воздухом, что способствовало удалению жидкой фазы с поверхности твердого металлического цинка. Таким образом прекратили условия для образования гетерогенной реакционной среды и протекания химических реакций на поверхности твердого металлического цинка. По истечении следующих 15 минут с формированием на поверхности твердого металлического цинка отложений, содержащих карбонаты цинка, цикл воздействия завершили. Цикл воздействия повторили 4 раза в течение рабочего дня и еще 5 раз в течение следующего рабочего дня. Конечная толщина покрытия составила около

Визуально на поверхности твердого металлического цинка определялось результирующее покрытие, содержащие карбонаты цинка, в виде матового налета светло-серого оттенка со слабо выраженными неоднородностями в виде слегка затемненных участков с нечеткими границами и диаметрами от 0,1 до 3,0 мм, занимающими в среднем не более 5% площади обработанной поверхности твердого металлического цинка.Example 2. The galvanized structure is made in the form of a bracket of a U-shaped profile, designed to hold the cover of the cable tray. The bracket is made by bending from a strip of sheet steel, pre-galvanized by the Sendzimir method. Steel strip width 50 mm, staple profile dimensions 200 mm × 200 mm. The thickness of the steel is 1.2 mm. The bracket was placed in a laboratory with a volume of 30 m ³ , equipped with ventilation holes, on a grating base. Through two hoses, they started filling the laboratory with a mixture of carbon dioxide air with a temperature of minus 5 degrees Celsius, supplying a mixture of dry air with carbon dioxide in the ratio of one volume of carbon dioxide to two volumes of air with a speed in the direction of the bracket with horizontal jets in countercurrent. At the same time, they began to process the bracket with very weak jets of water vapor, feeding it from four low-power laboratory steam generators placed around the bracket. Thus, conditions began to be created for the formation on the surface of solid zinc metal supported on a bracket, of a heterogeneous reaction medium on the indicated surface containing zinc, water and carbon dioxide, with chemical reactions involving water, carbon dioxide and zinc forming carbonates in the indicated medium zinc, since the supplied vapor partially condensed on the surface of solid zinc metal into a thin film, which was detected by a slight darkening of the zinc surface. The excess supplied air, carbon dioxide and water vapor was removed by gravity through the ventilation openings due to a slight excess of pressure in the working atmosphere over the air pressure outside the laboratory. After 30 minutes, the steam generators turned off and began to blow the staples with warm air, which helped to remove the liquid phase from the surface of solid zinc metal. Thus, the conditions for the formation of a heterogeneous reaction medium and the occurrence of chemical reactions on the surface of solid metallic zinc were stopped. After the next 15 minutes, with the formation of deposits containing zinc carbonates on the surface of solid zinc metal, the exposure cycle was completed. The cycle of exposure was repeated 4 times during the working day and another 5 times during the next working day. The final coating thickness was about

Visually, the resulting coating containing zinc carbonates was determined on the surface of solid metal zinc in the form of a matte coating of light gray color with weakly expressed inhomogeneities in the form of slightly darkened areas with fuzzy borders and diameters from 0.1 to 3.0 mm, which occupy, on average, not more than 5% of the surface area of the processed solid metal zinc.

Очевидно, что область применения предлагаемых технических решений охватит все отрасли народного хозяйства, в которых остро стоит проблема противодействия коррозии оцинкованных металлических конструкций.It is obvious that the scope of the proposed technical solutions will cover all sectors of the national economy, in which the problem of combating corrosion of galvanized metal structures is acute.

Claims

1. A method of obtaining a coating on the surface of solid metallic zinc (Zn) or an alloy based on zinc, comprising exposing said surface to carbon dioxide (CO ₂ ) and water (H ₂ O) not in the solid phase, characterized in that the effect is cyclically in a working atmosphere containing water that is not in a solid phase, and carbon dioxide, while at the beginning of the cycle they create in the working atmosphere the content of carbon dioxide, increased compared with the content of carbon dioxide in the natural atmosphere of the Earth, and create conditions for the formation on the indicated surface of a heterogeneous reaction medium containing zinc, water and carbon dioxide, with chemical reactions involving water, carbon dioxide and zinc with the formation of zinc carbonates in the indicated medium, in the middle of the cycle, the conditions for the formation of the formation on the indicated surface are stopped heterogeneous reaction medium and the course of the indicated chemical reactions, and complete the cycle with the formation on the indicated surface of deposits containing zinc carbonates formed in ultate said chemical reactions during the cycle, said deposits are formed as constituent parts of the coating, the desired degree of quality which provide a selected amount of exposure cycles.

2. The method according to p. 1, characterized in that at least a portion of the water contained in the working atmosphere is in the gaseous phase.

3. The method according to p. 1, characterized in that at least a portion of the water contained in the working atmosphere is in a finely divided condensed phase.

4. The method according to p. 1, characterized in that the water content in the working atmosphere is controlled at least partially by introducing water into the working atmosphere.

5. The method according to p. 4, characterized in that the temperature of the introduced water is from 1 to 300 degrees Celsius.

6. The method according to p. 1, characterized in that the specified working atmosphere in at least the first part of at least one cycle further comprises molecular oxygen.

7. The method according to p. 1, characterized in that the content of carbon dioxide in the working atmosphere is from 0.04 to 0.4 volume percent.

8. The method according to p. 1, characterized in that the content of carbon dioxide in the working atmosphere is from 0.4 to 20 volume percent.

9. The method according to p. 1, characterized in that the content of carbon dioxide in the working atmosphere is from 20 to 60 volume percent.

10. The method according to p. 1, characterized in that the content of carbon dioxide in the working atmosphere is from 60 to 100 volume percent, in terms of the dry working atmosphere.

11. The method according to p. 1, characterized in that the specified working atmosphere further comprises molecular oxygen.

12. The method according to p. 11, characterized in that the mass fraction of carbon dioxide, molecular oxygen and water in the working atmosphere are (0.04 ÷ 5.0) :( 10 ÷ 30) :( 1.0 ÷ 2.5 ) respectively.

13. The method according to p. 11, characterized in that the mass fraction of carbon dioxide, molecular oxygen and water in the working atmosphere are (5 ÷ 30) :( 10 ÷ 30) :( 2.5 ÷ 15), respectively.

14. The method according to p. 11, characterized in that the mass fraction of carbon dioxide, molecular oxygen and water in the working atmosphere are (30 ÷ 100) :( 0 ÷ 20) :( 0 ÷ 50), respectively.

15. The method according to p. 1, characterized in that the content in the reaction medium of the water is provided by the deposition of water from the working atmosphere on the specified surface.

16. The method according to p. 15, characterized in that the precipitation of water is carried out by increasing the humidity of the working atmosphere to one hundred percent.

17. The method according to p. 15, characterized in that the precipitation of water is carried out by bringing the temperature of the specified surface to the dew point of the working atmosphere or below.

18. The method according to p. 1, characterized in that said surface is further irrigated with water or a liquid based on water.

19. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the specified medium is from minus 1.8 to 20 degrees Celsius.

20. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the specified medium is from 20 to 39 degrees Celsius.

21. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the specified medium is from 39 to 105 degrees Celsius.

22. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the specified medium is from 105 to 200 degrees Celsius.

23. The method according to p. 1, characterized in that the chemical composition of the working atmosphere is varied from cycle to cycle.

24. The method according to p. 1, characterized in that from cycle to cycle vary the duration of the cycles.

25. The method according to p. 1, characterized in that the effect is carried out with intervals between cycles.

26. The method according to p. 1, characterized in that they provide movement of the working atmosphere relative to the specified surface.

27. The method according to p. 1, characterized in that they provide mixing of the specified medium at the beginning of the cycle.

28. The method according to p. 1, characterized in that in said medium carbon dioxide or carbonic acid (H ₂ CO ₃ ) is additionally dissolved.

29. A coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy containing zinc compounds, including zinc carbonates, and limited on one side by a free external boundary coating layer, and on the other hand limited by an internal boundary coating layer associated with the surface of the solid metallic zinc or zinc-based alloy, while the distance between these two boundary layers determines the thickness of the coating, characterized in that it is obtained by the method according to p. 1.

30. The coating according to claim 29, characterized in that the microstructure of zinc carbonates and other zinc compounds in the coating is spatially inhomogeneous and deformed by internal stresses in the coating, while the degree and nature of the deformation of the specified microstructure changes in the direction of the thickness of the coating to a greater extent than in the directions parallel to the boundary layers of the coating.

31. The coating according to p. 30, characterized in that said microstructure is formed by a combination of interpenetrating layers of microstructures formed in separate cycles of exposure upon receipt of the coating.

32. The coating according to p. 31, characterized in that the area of interpenetration of the indicated interpenetrating layers of microstructures are areas of relaxation of internal stresses in the coating.

33. The coating according to claim 29, characterized in that in the region occupying a quarter of the coating thickness, counting from the outer boundary layer of the coating, an average of no more than three zinc atoms per carbon atom.

34. The coating according to p. 33, characterized in that in this region for each carbon atom there is an average of no more than two zinc atoms.

35. A galvanized structure provided with a coating on the surface of a solid metal zinc or zinc-based alloy deposited on a structure, characterized in that it is provided with a coating according to claim 29.