malować czy cynkować?

ZABEZPIECZENIA ANTYKOROZYJNE | NOWOCZESNE HALE 1/11
Krzysztof Pilacki
inspektor firmy Jotun
Malować
czy cynkować?
W zeszłym numerze
„Nowoczesnych Hal”
przedstawialiśmy
zalety cynkowania
jako metody
zabezpieczającej
konstrukcje stalowe
przed korozją. Teraz
pora na kilka słów
porównania dwóch
najpowszechniej
stosowanych
metod ochrony
takiej ochrony a jej ceną. Wiadomo,
im dłuższy czas trwałości powłoki, tym
cena jej naniesienia będzie wyższa. Czasem należy się zastanowić, czy w ogóle
jest uzasadnione stosowanie zabezpieczeń antykorozyjnych.
Porównując ze sobą cynkowanie i malowanie, warto powiedzieć, na czym polegają i określić ich zalety oraz ograniczenia.
Cynkowanie (tzw. cynkowanie ogniowe lub inaczej „zanurzeniowe”) polega
na krótkotrwałym zanurzeniu elementu
w ciekłym cynku, w wyniku czego otrzymujemy na powierzchni powłokę z tegoż
metalu, zazwyczaj o grubości z zakresu
50-350 μm w zależności od kształtu
elementu, składu i temperatury cynku,
oraz cynkowanego podłoża. Powłoki
te są z reguły bardzo szczelne, dobrze
przylegające do podłoża, a w przypadku
niewielkich, zamkniętych przestrzeni,
np. rur, otrzymujemy powłokę zarówno
na zewnątrz, jak i wewnątrz elementu. Ochrona antykorozyjna występuje
tu dwojako. Po pierwsze, szczelna powłoka cynkowa jest barierą pomiędzy
środowiskiem a stalowym podłożem.
Po drugie, cynk – jako metal bardziej aktywny chemicznie od stali – pierwszy
ulega roztworzeniu, chroniąc jednocześnie stal. Warto tu zaznaczyć,
że ochrona ta działa również tam,
gdzie powłoka cynkowa uległa
miejscowemu uszkodzeniu. Ogólnie powłoki cynkowe wykazują trwałość rzędu 5-25 lat, jest ona zależna
od grubości cynku oraz rodzaju
środowiska, w jakim dana
konstrukcja będzie
eksploatowana.
fot. Shutterstock
antykorozyjnej.
S
tal jest jednym z głównych materiałów, na których opiera się dzisiejszy
przemysł. Jej wszechstronne zastosowanie ogranicza jednak łatwość, z jaką
ulega korozji. Rozwój technologii dotyczącej zabezpieczeń antykorozyjnych
daje w dzisiejszych czasach możliwość
ochrony dowolnych obiektów stalowych
przez bardzo długi (liczony w dziesiątkach lat) czas. Pomimo dostępnej
na rynku całej gamy technik i środków
w tym zakresie, większość opiera się
na powleczeniu powierzchni stalowej
powłoką ochronną. Tutaj znowu można wyróżnić dwie „rywalizujące” ze sobą
metody, a mianowicie nałożenie powłoki
cynkowej, czyli cynkowanie, oraz powłoki malarskiej, czyli malowanie.
Obie te szeroko stosowane metody
ochrony przed korozją mają za zadanie zapewnienie takiej ochrony stali,
by użytkowana konstrukcja
pracowała bezawaryjnie przez
wymagany czas. Łatwo
określić również zależność pomiędzy czasem
103
| ZABEZPIECZENIA ANTYKOROZYJNE
Zakłada się następujące ubytki cynku
rocznie w zależności od środowiska:
– atmosfera wiejska – 1-3 mikrony,
– atmosfera miejska – 3-7 mikronów,
– atmosfera przemysłowa – 6-13 mikronów,
– atmosfera morska – 2-6 mikronów.
Ograniczenia cynkowania to przede
wszystkim wysokie ceny cynku, wielkość
i kształt cynkowanych elementów (ograniczony wielkością wanny cynkowniczej),
występowanie naprężeń termicznych
w trakcie procesu cynkowania, praktycznie brak możliwości regulowania grubości powłoki, bardzo duża wrażliwość
cynku na kwasy, alkalia i sole oraz temperatura pracy (około 400°C) związana
z temperaturą topnienia cynku.
W przypadku malowania mamy ogromną paletę zarówno metod aplikacji, jak
i produktów. W zależności od potrzeb
możemy uzyskiwać bardzo cienkie powłoki zabezpieczające czasowo (tzw.
shopprimer) o grubości około 20 μm, jak
i bardzo grube, odporne na stężone chemikalia o grubościach rzędu 3000 μm.
Praktycznie nie istnieją tu ograniczenia
kształtu i rozmiaru malowanej konstrukcji, a różnorodność metod aplikacji
pozwala pomalować niemalże wszystko.
W zależności od tego, jaka ma być trwałość poszycia, gdzie będzie eksploatowane, na jakie media chemiczne będzie
narażone, możemy wybierać w ogromnej ilości produktów. Ta różnorodność
może czasem prowadzić do trudności
z dokonaniem właściwego wyboru, lecz
tu z pomocą przychodzą nam doradcy
techniczni promujący swoje wyroby.
Ograniczenia malowania to przede
wszystkim wielka pracochłonność tego
procesu, wynikająca z wymagań do jakości przygotowania podłoża, jak i samej
aplikacji.
A więc malować czy cynkować? Dokonując wyboru metody zabezpieczania stali
przed korozją pomiędzy cynkowaniem
a malowaniem, powinniśmy kierować się
schematem uwzględniającym przedstawione poniżej zagadnienia. Mogą one
dotyczyć całego obiektu lub tylko jego
elementów składowych. Dla uproszczenia nazywał je będę konstrukcją.
W jakim środowisku będzie eksploatowana i na jakie czynniki chemiczne lub mechaniczne narażona będzie
konstrukcja? Ponieważ cynk jest meta-
104
fot. Shutterstock
NOWOCZESNE HALE 1/11
lem wrażliwym zarówno na środowisko
kwaśne, jak i alkaliczne (zasadowe), nie
należy stosować powłok cynkowych tam,
gdzie istnieje ryzyko takiego kontaktu.
Natomiast systemy malarskie można
dobierać tak, by były odporne na stężone kwasy (np. farby winyloestrowe) lub
zasady (np. farby epoksydowe).
Na jaki czas przewidziano eksploatację
konstrukcji?
a) Czy w trakcie tego okresu uwzględniono renowacje częściowe lub całkowite?
b) Czy w przypadku uszkodzenia lub
zniszczenia konstrukcji ulega ona
wymianie na nową, czy wskazane jest
wykonanie napraw?
Zakłada się, że powłoka cynkowa ulega
degradacji w zależności od środowiska
w tempie 1-3 μm/rocznie w środowisku wiejskim, 3-7 μm/rok w środowisku miejskim i 6-13 μm/rok w środowisku przemysłowym. Łatwo policzyć,
że trwałość powłoki cynkowej o grubości
60 μm w środowisku wiejskim zakłada
się na 20 lat, gdy ta sama grubość w środowisku przemysłowym to już tylko
5 lat. W przypadku powłok malarskich
starzenie odbywa się głównie w wyniku destrukcji spoiwa i penetracji wody
przez powłokę. Trwałości systemów
malarskich kalkuluje się więc inaczej,
a mianowicie porównując znane średnie
trwałości podobnych systemów.
Należy pamiętać również, że naprawa
powłok ocynkowanych polega na ponownym zanurzeniu w wannie cynkowniczej, natomiast naprawę powłok malarskich można wykonać na miejscu.
Jakie są rozmiary i kształt konstrukcji, czy jest ona w jednym kawałku, czy
w segmentach?
Wielkość i kształt konstrukcji do cynkowania jest ograniczony wielkością
wanien cynkowniczych, natomiast elementy malowane nie mają ograniczeń
co do rozmiaru.
Jakie są wymogi dotyczące kolorystyki
i walory dekoracyjne konstrukcji?
Powłoki cynkowe są zazwyczaj w srebrnym, metalicznym kolorze w różnych
stopniach połysku, natomiast powłoki malarskie posiadają dowolną paletę
barw.
Idąc tym tropem, można ustalić,
że do cynkowania najlepiej nadają się
niewielkie elementy, o prostej konstrukcji (słupki, poręcze, blachownice,
rusztowania), których okres eksploatacji
nie powinien być dłuższy niż trwałość
powłoki cynkowej, konstrukcja (lub jej
elementy) nie podlegają naprawom, tylko są wymieniane na nowe.
Malowanie natomiast jest niezastąpione
tam, gdzie występują agresywne czynniki chemiczne, wymagana jest różnorodność kolorystyczna i gdzie powłoka
będzie podlegała naprawom.
Swoistym kompromisem są tzw. systemy duplex, polegające na pokryciu
powłoki cynkowej powłoką malarską,
przez co uzyskujemy znaczne wydłużenie trwałości, przy obniżeniu grubości
całego systemu.
Oczywiście należy pamiętać, że dokonując ostatecznego wyboru, musimy brać
pod uwagę koszty, jakie jesteśmy w stanie ponieść.
