malować czy cynkować?
Transkrypt
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.