Окраска металла и металлоконструкций

ОКРАСКА МЕТАЛЛА.

Сталь, низколегированная в особенности, подвержена воздействию коррозии и требует защиты от агрессивного воздействия окружающей среды. Защита стали от коррозии призвана изолировать поверхность. Один из основных способов защиты стали от коррозии является, например, окраска металла. Перед нанесением антикоррозионного покрытия необходимо очистить поверхность и определить систему защиты, которая зависит от условий эксплуатации защищаемой поверхности и условий проведения работ по защите поверхности.

Подготовку поверхности под окраску начинают с анализа загрязнений и состояния.

На металле возможны следующие виды загрязнений от воздействия окружающей среды и сварки. Типичные загрязнения металлической поверхности:

1) Соли

Соли обычно возникают на поверхностях, которые эксплуатируются в определенных промышленных или климатических условиях. Например, вблизи моря. Обнаружить соли на поверхности трудно, поэтому металл, эксплуатируемый в специальных условиях, которые способствуют появлению солей на его поверхности, очищают от них. Соли не могут быть удалены методом механической очистки. Они станут причиной осмотического вздутия покрытия, пониженной адгезии и образования ржавчины под покрытием. Соли удаляются с помощью воды. Поверхность металла обмывается под высоким давлением струей пресной воды, либо с дополнительным использованием механизированной очистки. Рекомендуется перед нанесением лакокрасочного покрытия хранить металл под навесом.

2) Питтинги

Питтинг – точечная коррозия на поверхности металла. Питтинги содержат соли. На участках с питтингом получается меньшая толщина сухой пленки при распылении, которая приводит к сквозному преждевременному ржавлению. Необходимо очистить поверхность металла от питтинга с помощью мокрой пескоструйной очистки или сухой пескоструйной обработки металла с дальнейшим обмывом водой под высоким давлением и повторной сухой очисткой металла. Большие участки с питтингом обмывают водой из шланга во время удаления коррозионных язв или после.

3) Сварные швы

Сварные швы могут загрязниться от самого процесса сварки. Поэтому важно проверить их на предмет наличия:

• Брызг;
• Шлаков;
• Копоти;
• Обгорания.

Брызги не удаляются полностью абразивоструйной очисткой. Они могут быть причиной и очень низкой толщины сухой пленки, и эффекта затемнения при распылении краски. Чрезмерные брызги часто бывают из-за того, что сварщики работают слишком быстро, и часто причиной брызг являются неоптимальные сварочные параметры. Брызги должны быть сколоты или зашлифованы.

Шлаки образуются из-за высокой температуры во время процесса сварки. Определенные способы механической очистки, например, с помощью корщетки, не могут удалить шлаки. Шлаки удаляются с помощью отбойного молотка. Обычно удаление шлаков производят сами сварщики до проведения основных работ по окраске металлоконструкций.

Копоть, образующаяся, особенно, от электродов со щелочной обмазкой, может отложить щелочную водорастворимую субстанцию, что может послужить причиной осмоса. Избежать появления копоти невозможно. Если щелочная копоть подвергается атмосферному воздействию больше одного месяца, то не требуется никаких корректирующих действий. В других случаях необходимо осторожно обмыть сварные швы пресной водой из шланга под высоким давлением.

Обгорание сзади означает то, что нанесенный шоппрамер или другое покрытие ухудшается вдоль или на задней стороне сварных участков. Грунтовка теряет свою адгезию, частично разрушается, обугливается и окисляется, что может повлечь за собой более тщательную подготовку поверхности, по сравнению с указанной в спецификации. Избежать обгорания сзади невозможно, оно должно быть удалено да степени очистки поверхности согласно спецификации.

Сварные швы являются неправильными участками на фоне более ровных площадей. Поэтому важно проверить их на предмет пригодности и защищенности от:

• Неровностей;
• Подрезания;
• Пористости.

Неровности, т.е. остатки проволоки, выступы и т.д., не удаляются целиком пескоструйной обработкой. Неровные контуры могут привести местами к низкой толщине пленки при нанесении краски, что приведет к преждевременному местному ржавлению и образованию ржавчины на погруженных участках. Неровности должны быть пришлифованы так, что они не были острыми и выступающими, когда проводишь по ним пальцем, или согласно рабочей спецификации.

Подрезание образует глубокую канавку с острыми краями в металлической поверхности, окружающей сварной шов. Как и в случае с неровностями, его можно легко покрыть достаточным количеством краски при окраске металлоконструкций. Подрезы должны быть пришлифованы или заварены повторно, если они оказались очень глубокими.

Пористость может содержать прокатную окалину и остатки флюса для сварки. Это не очищается механическими способами, включая пескоструйную очистку. Краска не может проникнуть и покрыть такую пористость. Пористость должна быть удалена шлифованием или заварена. Если дальнейшая эксплуатация будет в слабокоррозионной среде, то возможно применение подходящей шпаклевки.

Долгосрочность службы защитной пленки на поверхности металла существенным образом зависит от качества произведенной очистки металлоконструкции. Недостаточная чистота может привести к остаткам прокатной окалины и ржавчины. Остатки прокатной окалины более благородны, чем сталь, и, следовательно, создают гальванический элемент, являющийся причиной коррозии между прокатной окалиной и металлом. Вследствие этого, остатки прокатной окалины будут отваливаться вместе с любым нанесенным поверх них покрытием. Ржавчина – это механически слабое и пористое соединение, поэтому оно может отваливаться хлопьями с любым нанесенным поверх него покрытием и быть чувствительным к механическому воздействию. Старая ржавчина может содержать водорастворимые соли, ведущие к осмосу и вздутию покрытия. Прокатная окалина и ржавчина должны быть удалены, класс очистки поверхности должен соответствовать спецификации.

Степень подготовки поверхности определяется согласно стандартам, приведенным ниже в таблице:

Степень очистки определяется исходя из условий эксплуатации конструкции и технического регламента на окрасочные изделия.

Защитное покрытие, толщина его нанесения выбирается исходя из условий и сроков эксплуатации конструкции. Эксплуатационные характеристики лакокрасочных материалов приведены в технических регламентах по ним.

Каждый вид лакокрасочных материалов имеет как преимущества, так и недостатки, например:

1) Алкидные краски

Состоят из алкидной смолы, растворителя и красящего пигмента. Алкидные краски применяются при нанесении нового и ремонте старого покрытия, внутри или снаружи помещения, без непосредственного контакта с водой. Может наносится, как первый слой, на очищенную поверхность, степень очистки от St 2 до Sa 2 ½.

Встречаются различные модификации алкидных красок:

1) Стирол-алкид — быстро высыхает;

2) Силикон-алкид – лучшее сохранение глянца;

3) Уретан-алкид – быстрое высыхание, улучшенная водо- и химическая стойкость. Может наноситься толщиной 60-100 мкм сухой пленки за 1 слой.

Преимущества:

• Простота нанесения;
• Один компонент;
• Хорошие проникающие способности;
• Легкость перекрытия;
• Хорошее сохранение глянца;
• Нагрев сухим теплом до 120 °С.

Ограничения:

• Плохая химическая стойкость, особенно к щелочам;
• Ограниченная водостойкость;
• Ограниченная стойкость к растворителям;
• Ограниченная толщина пленки за слой;
• Плохая адгезия на хлоркаучуке;
• Нельзя наносить на цинк (цинконаполненый грунт).

2) Хлоркаучуковые краски

Производится хлорирование натурального или синтетического каучука. Хлоркаучуковые краски используются во всех областях промышленности. Поверхность, на которую наносится данное покрытие, должна быть очищена с помощью пескоструйной очистки или либо с не поврежденным слоем грунта. Нельзя наносить покрытие слоем более 70-80 мкм, т.к. после данного нанесения в пленке может остаться воздух. При низкой температуре окружающей среды данный вид краски необходимо подогревать. Для нанесения краски необходимо очистить поверхность до степени S 2 ½.

Возможные улучшенные модификации:

1) Алкидами – при этом увеличивается прочность, сухой остаток покрытия и поверхность сохраняет глянец.

2) Акрилами – при этом увеличивается срок сохранения цвета и глянца.

Преимущества:

• Нет зависимости от температуры;
• Легкость при перекрытии;
• Один компонент;
• Хорошая межслойная адгезия;
• Очень хорошая водостойкость;
• Относительно хорошая химическая стойкость.

Ограничения:

• Плохая стойкость к растворителям;
• Малый сухой остаток;
• Относительно плохие проникающие способности;
• Термопластичность;
• Нагрев сухим теплом до 70 ºС.

3) Виниловые краски

Применяются для окраски наружных поверхностей. После модификации виниловыми смолами могут применяться на конструкциях, погруженных в воду.

Преимущества:

• Хорошая химическая стойкость;
• Хорошая водостойкость;
• Быстрое высыхание;
• Независимость от температуры;
• Один компонент.

Ограничения:

• Низкий сухой остаток;
• Плохая стойкость к сильным растворителям;
• Нагрев сухим теплом не более 80 °С.

4) Эпоксидные краски

Двух компонентные краски. В роли первого компонента используются: эпоксидная смола, растворители, пигменты, наполнители, добавки. В роли второго компонента: отвердитель, либо растворитель. В результате химической реакции получаем неразрушимое трехмерное покрытие. Эпоксидные краски не содержат активных пигментов и в основном действуют, как защитный барьер, защищающий металлоконструкции от воды, солей, щелочей. Для нанесения краски необходимо очистить поверхность до степени очистки Sa 2 ½ или нанести грунт. Существуют модификации данных красок: эпоксиды с каменноугольной смолой, эпокси-акриловые, эпокси-мастики.

Преимущества:

• Очень хорошая химическая стойкость;
• Хорошая стойкость к щелочам;
• Средняя стойкость к кислотам;
• Хорошая адгезия;
• Высокая механическая прочность;
• Нагрев сухим теплом до 120 ºС.

Ограничения:

• Меление;
• Зависимость от температур;
• Два компонента;
• Необходима абразивоструйная очистка;
• Время для нанесения последующего слоя.

5) Полиуретановые краски

Обладают очень высокой прочностью и устойчивостью к следующим видам воздействий:

Трение, истирание, атмосферным осадкам.

Преимущества:

• Очень хорошая погодоустойчивость;
• Превосходная прочность;
• Очень хорошая химическая стойкость;
• Очень хорошая стойкость к растворителям;
• Отверждение при температуре до 0 °С.

Недостатки:

• Двух компонентная;
• Существует время перекрытия.