Афарбоўка ацынкаванай сталі
Выкарыстанне гарнёўкі сталі ў розных галінах эканомікі з кожным годам павялічваецца: машынабудаванне, будаўніцтва, энергетыка і інш., і гэта натуральна, бо гарнёўка — адзін з самых эфектыўных і доўгавечных метадаў абароны металу ад карозіі. І ў гэтай артыкуле мы, як вытворцы надзейных антыкарозійных пакрыццяў, не будзем спрачацца з гэтым і сцвярджаць супрацьлеглае, а хутчэй паспрабуем асвятліць праблематыку афарбоўкі гарнёўных паверхняў па прынцыпе «не замест, а разам».
ГОСТ 9.109-2023 вызначае сімбіёз цынковых і лакокрасочных пакрыццяў як «дуплекснае пакрыццё».
Дуплекснае пакрыццё абарончае арганічнае пакрыццё, якое складаецца з протектарнага металічнага пласта і арганічнага пласта, якое праяўляе сінэргію ўласцівасцяў асобных складнікаў. (duplex coating). І сапраўды, у гэтай сувязі матэрыялы толькі ўзмацняюць абарончы эфект адзін аднаго.
Нягледзячы на тое, што цынк валодае нізкай хімічнай устойлівасцю, ён шырока ўжываецца пераважна ў слабакаразійных асяроддзях. Выкарыстанне цынку і яго сплаваў заснавана на іх здольнасці ўтвараць абарончыя плёнкі пры ўзаемадзеянні з карозійным асяроддзем. Цынк непрыдатны для вырабу абсталявання, якое працуе ў хімічных асяроддзях, але адносна добра сябе паводзіць у атмасферных умовах і вадзе. Спынімся падрабязней на атмасфернай карозіі цынку.
Атмасферная карозія цынка
Хуткасць карозіі цынка ў атмасферы залежыць ад яе агрэсіўнасці і складае ад 0,1 мкм/год для сельскай мясцовасці (катэгорыя С2 нізкая па ISO 12944-2) да 8,4 мкм/год у умовах C5 вельмі высокая. У асабліва агрэсіўных умовах (CX – экстрэмальная) страта таўшчыні цынкавага пакрыцця можа дасягаць 25 мкм/год. Адсюль можна зрабіць выснову, што эксплуатацыйны тэрмін службы цынкавага пакрыцця прапарцыянальны яго таўшчыні і ўмовам, у якіх эксплуатуецца выраб.
У чыстай, хоць і вільготнай атмасферы хуткасць карозіі цынка нязначная. Утворныя прадукты карозіі цынка ізалююць паверхню ад агрэсіўнага ўздзеяння атмасферы, і хуткасць карозіі вызначаецца працэсам гідролізу. Наяўнасць хімічных рэчываў можа паскараць карозію цынка, напрыклад, наяўнасць дыяксіду серы значна ўзмацняе карозію цынкавага пакрыцця. У цэлым, у параўнанні з нізкаўугляроднымі сталямі, хуткасць атмасфернай карозіі цынка меншая прыкладна ў 25 разоў.
Як працуе цынкавае пакрыццё
Цынкавае пакрыццё выкарыстоўвае два асноўныя механізмы антикарозійнай абароны.
Бар'ерны тып абароны – шляхам прадухілення траплення вільгаці і кіслароду да паверхні жалеза, яго эфектыўнасць будзе залежаць ад таўшчыні цынкавага пласта і яго цэласнасці. Як толькі цэласнасць парушана, вільгаць і кісларод актывізуюць карозійныя працэсы. Тут праяўляецца наступны механізм працы цынкавага пакрыцця – катодная абарона.
Катодная абарона – гэта складаны і надзейны механізм, які працягвае працаваць, нават калі цынкавы слой падрапаў або пашкоджаны. Цынк з'яўляецца больш электрохімічна актыўным металам, чым жалеза (сталь). У гальванічнай паре цынк‑жалеза цынк выступае ў ролі анода і карродзіруе (аксідуецца) першым, ахвяруючы сабой. Пры гэтым асноўны метал (жалеза) становіцца катодам і застаецца непашкоджаным.
Прыклад: Шчэрбінка фарбы на ацынкованым кузове вашага аўтамабіля не іржы неадкладна, бо сам цынк, які знаходзіцца пад пластом фарбы, выступае як ахвяравальны анод і абараняе сталь ад карозіі. Калі фарба пашкоджваецца, цынкавае пакрыццё першым прымае на сябе ўдар і разрушаецца, пакуль яно цэлае. Іржа з'явіцца пазней, калі цынкавы слой цалкам стратэ ці будзе разбураны, і адкрыецца сталь.
Расход цынкавага слоя адбываецца няспынна, нанясенне жывога лакова-фарбовага пакрыцця дазваляе паменшыць расход цынкавага пласта і значна павялічыць тэрмін службы цынкавага пакрыцця, захоўваючы механізм катоднай абароны ў выпадку пашкоджання ЛКП. Працуючы незалежна адзін ад аднаго, яны, аднак, узмацняюць сінэргетычны эфект. У выніку сталёвая паверхня атрымлівае абарону ад карозіі ў 1,5‑2,5 разы больш, чым чаканы тэрмін службы кожнай з сістэм пакрыцця паасобку. Тым не менш, гэта не вызваляе ад тэхнічнага абслугоўвання (падфарбоўка, абнаўленне колеру пры неабходнасці, лакальная рамонт пашкоджанняў), але базавая частка сістэмы пакрыцця захоўвае свае функцыянальныя ўласцівасці.
Акрамя абарончай функцыі, фарбоўка ацынкованых паверх
Этапы падрыхтоўкі цынкаванай паверхні да фарбавання
Вызначэнне стану цынкаванай паверхні перад фарбаваннем мае вырашальнае значэнне. Цынкаваная паверхня можа быць класіфікавана па прамежку часу ад моманту цынкавання:
1. Нядаўна цынкаваная (з моманту цынкавання прайшло не больш за 48 гадзін). На паверхні амаль адсутнічаюць злучэнні цынка. Пакрыццё яркае, бліскучае. Пакрыццё можа быць яркім і бліскучым, паказваючы на поўнасцю цынкавы знешні слой, або цёмна-шэрым, паказваючы на інтэрметалід цынк-жалеза, або камбінацыяй.
Малюнак 1
Незалежна ад таго, яркая яна ці тусклая, ключавым фактарам, які ўплывае на стан нядаўна ацынкаванай паверхні, з’яўляецца адсутнасць злучэнняў цынку на паверхні, што спрошчвае ачыстку. Некаторыя нядаўна ацынкаваныя дэталі, якія маюць тускла-шэры колер, могуць мець шарохаватую тэкстуру паверхні, у той час як яркія і бляскучыя дэталі часта гладкія.
2. Часткова падвярганая ўздзеянню атмасферы
На часткова падвярганых уздзеянню атмасферы ацынкаваных паверхнях утвараюцца злучэнні цынку, могуць прысутнічаць арганічныя забруджванні, такія як бруд, пыл, алей або тлушч.
Малюнак 2 Гідраксіда цынку на паверхні
Калі цынкованыя металічныя канструкцыі складана занадта шчыльна і падвяргаюцца намоканню, альбо ў памяшканні падвышаная вільготнасць, на паверхнях могуць з'явіцца вільготныя падцёкі, якія складаюцца з гідраксіда цынку.
Часткова выветраная цынкованая сталь з'яўляецца найбольш распаўсюджаным станам цынкаванай паверхні пры афарбоўцы, а таксама самым складаным у падрыхтоўцы. Часткова выветраная паверхня захоўваецца ад двух дзён да прыкладна аднаго года пасля цынкавання, у залежнасці ад зменаў тэмпературы і фактараў вільготнасці.
3. Поўнасцю выветраная
Поўнасцю выветраная цынкованая сталь мае злучэнні цынка, якія пакрываюць усю паверхню. Асноўным кампанентам поўнасцю выветранай паверхні з'яўляецца карбанат цынка. Карбанат цынка шчыльна прылягае да паверхні, не раствараецца ў вадзе і не змываецца з паверхні пры трапленні вады на дэталь. У гэтым стане злучэнні цынка выдаляць не трэба, бо фарба працуе лепш, калі злучэнні застаюцца на паверхні. Поўнасцю выветраныя цынкавыя пакрыцці – гэта самы просты стан паверхні для афарбоўкі.
Малюнак 3 Поўнасцю выветраны цынкавы пакрыццё
Да гэтага стану оцінкованы метал прыходзіць прыкладна праз год уздзеяння атмасферы і захоўваецца, пакуль не будзе выдаткавана ўсё цынкавае пакрыццё для абароны ніжэйшай сталі, што заняе дзесяцігоддзі. Пасля вызначэння стану паверхні ўсталёўваецца неабходны спіс аперацый падрыхтоўкі.
Падрыхтоўка паверхні
Ачышчэнне паверхні складаецца з трох этапаў:
1. Выдаленне дэфектаў оцінкоўкі
Першы этап патрабуе выдалення любога лішку цынку, які ўтвараецца пры выцягванні сталі з цынкавай ванны. Невялікія няроўнасці і выцяткі могуць выклікаць праблемы,
калі дэталь падлягае фарбаванню. Калі сталь вымаецца з ванны, вадкі цынк цячэ назад у ванну гарачэй оцінкі, аднак часам вадкі цынк цячэ недастаткова хутка, утвараючы плямы і кроплі на паверхні ці краях дэталей. Трэба звярнуць увагу на выдаленне слаба прылягаючых часціц цынку, гарцынка, цынкавай ігаркі.
Усе няроўнасці, выцяткі, плямы і часткі окаліны павінны быць згладжаны, каб яны не пранікалі праз маляўнічую пакрыццё. Дэфекты выдаляюцца ручным абразіўным інструментам або электроінструментам з выкарыстаннем абразіўных дыскаў. Паколькі чысты цынк з'яўляецца мяккім металам, неабходна быць асцярожным пры выдаленні лішкаў цынку, не дапушчаючы адкрыцця асновы. Калі падчас шліфавання выдаляецца занадта шмат цынку, шліфавальная машына пачне выдаваць іскры, якія сведчаць аб дасягненні асноўнай сталі.
2. Выдаленне арганічных забруджванняў (вядзёва-шчолачная ачыстка)
Пасля таго, як цынкаваная паверхня стане гладкай, на другім этапе неабходна выдаліць з яе ўсе арганічныя забруджванні. Арганічныя забруджванні можна выдаліць з дапамогай шчолачнага раствору.
Такая ачыстка паверхні патрабуецца для ўсіх дэталяў з цынкаванай сталі, за выключэннем тых, якія былі цынкаваны менш за 24 гадзіны таму.
Для выдалення следаў алею, змазкі або бруду можна выкарыстоўваць шчолачны раствор з pH ад 11 да 12, але не больш за 13. Гэты раствор можна наносіць пагружэннем у ёмістасць, запоўненую растворам, распыленнем або нейлонавай шчоткай. Пры пагружэнні або распыленні раствор найлепш працуе ў дыяпазоне тэмператур ад 60 да 85 ºC
Дазваляецца ачыстка растваральнікам з выкарыстаннем чыстай вяроўкі. Вяроўка паглынае арганічныя забруджванні, таму яе неабходна мяняць, каб пазбегнуць паўторнага забруджвання.
Прамывка чыстай вадой і сушка: Пасля ачысткі старанна прамыйце ў гарачай вадзе або вадзе пад ціскам. Любая ачышчальная раствара павінна быць выдалена, асабліва важна выдаляць кіслародныя ачышчальнікі. Час пасля высыхання да фарбавання дэталі трэба зведзіце да мінімуму (не больш за 12 гадзін), каб пазбегнуць далейшага ўтварэння злучэнняў цынку на паверхні.
Як зазначалася раней, кожнае з трох розных стануў паверхні патрабуе рознай камбінацыі гэтых этапаў. На нядаўна цынкаванай сталі ўсе няроўнасці, выкідкі і патокі павінны быць раўнамерна адшліфаваны, але другі этап (выдаленне арганічных матэрыялаў) можна прапусціць, бо на нядаўна цынкаваных паверхнях арганіка назапашваецца мала або зусім не назапашваецца.
3. Наданне шурпатасці
Гэты працэс неабходны для ўсіх цынкаваных дэталяў, за выключэннем тых, якія падвяргаліся ўздзеянню асяроддзя больш за год.
Пасля завяршэння ачысткі цынкаванай паверхні неабходна надаць ёй шурпатасць, каб забяспечыць адгезію лакокрасочнага матэрыялу.
- Наданне шурпатасці з дапамогай ручнога абразіўнага ін
Рысунак 4 Алкідная эмаль на цынкаванай паверхні
Пры выбары сістэмы пакрыцця мэтазгодна выкарыстоўваць стандарт ISO 12944-5. Рыс.5 Выбіраючы патрэбную ступень карозійнага ўздзеяння.
Алкідныя і алейныя фарбы катэгарычна не рэкамендуецца выкарыстоўваць для фарбавання цынкаванай металі. Яны несумяшчальныя з цынкавым пакрыццём, што прыводзіць да хуткага адслойвання і лушчэння фарбы. Рыс.4. Правільным выбарам будзе выкарыстанне кіслотных альбо эпаксідных матэрыялаў у якасці грунтоўкі.
Рысунак 5 Лакокрасочныя сістэмы для гарачазалочанай сталі
Мы прапануем пакрыцці, якія дапамагаюць палепшыць знешні выгляд і падоўжыць тэрмін службы вашай прадукцыі, а таксама спрыяюць дасягненню мэтаў па прадукцыйнасці і ўстойліваму развіццю. Нашы рашэнні ўключаюць не толькі пакрыцці, але і веды, інструменты, абсталяванне, расходныя матэрыялы і вядучую ў галіне падтрымку.
