1. КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ СИСТЕМУ ПОКРЫТИЙ
Чтобы обеспечить оптимальную экономичность и эффективность, при выборе подходящей системы покрытий для защиты от коррозии необходимо учитывать ряд факторов. Ниже приводятся наиболее важные факторы, которые необходимо учесть в каждом конкретном случае перед выбором защиты.
А. Коррозийная активность среды
При выборе системы покрытий крайне важно определить условия, при которых будут эксплуатироваться конструкции, оборудование или установки. Чтобы определить коррозийное воздействие внешней среды, необходимо учесть следующие факторы:
- Влажность и температура (рабочая температура и перепады температур).
- Наличие ультрафиолетового излучения.
- Химическое воздействие (например, специфическое воздействие в промышленных установках).
- Механическое воздействие (ударные нагрузки, абразивный износ и пр.).
От коррозионной агрессивности среды зависит:
- тип краски, используемой для защиты,
- общая толщина системы покрытий,
- требуемая подготовка поверхности,
- минимальные и максимальные интервалы перекрытия.
Необходимо отметить, что чем более агрессивна внешняя среда, тем более тщательная подготовка поверхности требуется. Также следует строго соблюдать интервалы перекрытия.
В части 2 стандарта ISO 12944 дана классификация категорий коррозионной активности для атмосферного воздействия, почвы и воды. Данный стандарт дает очень общую оценку, основанную на времени коррозии для углеродистой стали и цинка. Он не отражает специфического химического, механического или температурного воздействия. Тем не менее положения стандарта могут быть приняты в качестве надежного основания для проектов систем покрытий в целом.
| В стандарте ISO 12944 выделены шесть основных атмосферных категорий коррозионного воздействия |
|
| C1 очень низкая | C4 высокая |
| C2 низкая | C5-I очень высокая (промышленная) |
| C3 средняя | C6-M очень высокая (морская) |
Ниже показано применение данной классификации:
| Категория коррозионной
активности |
Примеры окружающей среды | |
| Внешняя | Внутренняя | |
|
С1
очень
низкая
|
- | Отапливаемые помещения с чистой атмосферой (например, офисы, магазины, школы, гостиницы). |
|
С2
низкая
|
Атмосфера с низким уровнем загрязнения. В основном сельские районы. |
Неотапливаемые помещения, где может
быть конденсация (например, склады,
спортивные залы).
|
| С3 средняя |
Городские или промышленные атмосферы, умеренное загрязнение двуокисью серы (IV). Прибрежные территории с низким уровнем солености. |
Производственные помещения с высокой влажностью и определенной степенью загрязнения воздуха (например, заводы по производству продуктов питания, прачечные, пивоваренные и молочные заводы). |
| С4 высокая |
Промышленные и прибрежные территории с умеренной соленостью. |
Химические заводы, плавательные бассейны, судоремонтные заводы. |
| С5-I очень высокая (промышленная) |
Промышленные зоны с высокой влажностью и агрессивной атмосферой. |
Здания или зоны с почти постоянной конденсацией и с очень высоким уровнем загрязнения. |
| С5-М очень высокая (морская) |
Прибрежные или морские территории с высокой соленостью. |
Здания или зоны с почти постоянной
конденсацией и с очень высоким уровнем загрязнения. |
Категории для воды и почвы в соответствии со стандартом ISO 12944:
lm1 пресная вода
lm2 морская и слабоминерализованная вода
lm3 почва
|
Категория
коррозионной
активности
|
Окружающая
среда
|
Примеры окружающей среды и
конструкций
|
| lm1 | Пресная вода | Речные сооружения, гидроэлектростанции |
| lm2 |
Морская или
слабоминерализованная
вода
|
Морские порты с такими конструкциями, как шлюзы, плотины, сваи, пристани, морские сооружения |
| lm3 | Почва | Заглубленные цистерны, стальные сваи, трубопроводы |
Б. Тип защищаемой поверхности
Вопрос о выборе системы покрытий возникает, как правило, в отношении таких конструкционных материалов, как углеродистая, оцинкованная горячим способом или металлонапыленная сталь, алюминий или нержавеющая сталь. Именно тип конструкционного материала, на который наносится покрытие, во многом определяет то, какими будут процесс подготовки поверхности, используемые лакокрасочные материалы (в особенности грунт) и общая толщина системы.
Β. Срок службы системы покрытий
Под сроком службы системы покрытий понимается период времени с момента нанесения покрытия до того момента, когда потребуется первый ремонт окрашенной поверхности. Исходя из этого, ISO 12944 определяет три временных интервала службы системы покрытия:
НИЗКИЙ - L от 2 до 5 лет
СРЕДНИЙ - M от 5 до 15 лет
ВЫСОКИЙ - H более 15 лет
Г. Планирование процесса нанесения покрытий
Способ и время нанесения лакокрасочных материалов определяются с учетом этапов строительства конкретного объекта. Необходимо учитывать состояние покрытия на этапе изготовления сборных конструкций, при сборке элементов как за пределами строительной площадки, так и непосредственно на месте, а также по завершении этапов строительства. Работы по подготовке поверхности необходимо планировать с учетом воздействия температуры окружающей среды и влажности воздуха, поскольку эти факторы влияют на время высыхания/отверждения покрытия. Кроме того, необходимо учитывать интервалы перекрытия между слоями покрытия.
2. ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ
2.1. Степени подготовки поверхности
Существует множество подходов к классификации степеней подготовки стальных поверхностей, но в данном руководстве основное внимание уделено классификации, приведенной ниже.
A. Степени подготовки поверхности согласно стандарту ISO 8501-1
| Стандартные степени подготовки поверхности при первичной обработке способом струйной очистки |
|
| Sa 3 | Струйная очистка до визуально чистой стали На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно масла, жира и грязи, она должна быть очищена от прокатной окалины, ржавчины, краски и других посторонних частиц¹. Очищенная поверхность должна иметь однородный металлический цвет |
| Sa 2½ | Очень тщательная струйная очистка На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно масла, жира и грязи, она должна быть очищена от прокатной окалины, ржавчины, краски и посторонних частиц¹. Возможны только остаточные следы загрязнений в виде едва заметных пятен и полос. |
| Sa 2 | Тщательная струйная очистка На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно масла, жира, грязи, должна быть удалена почти вся прокатная окалина, ржавчина, краска и посторонние частицы¹. Любые оставшиеся загрязнения не должны отслаиваться². |
| Sa 1 | Легкая струйная очистка На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно масла, жира, грязи, должна быть удалена отслаивающаяся прокатная окалина, ржавчина, краска и посторонние частицы¹ |
1. Под «посторонними частицами» понимаются также водорастворимые соли и остаточные продукты сварки. Эти загрязнения не всегда можно удалить путем сухой струйной очистки, очистки ручным или механическим способом или путем пламенной очистки. В отдельных случаях может потребоваться гидроструйная очистка.
2. Прокатная окалина, ржавчина или краска считаются отслаивающимися, если их легко можно удалить с помощью тупого шпателя.
| Стандартные степени подготовки поверхности при первичной обработке путем очистки ручным или механическим инструментом |
|
| St 3 | Очень тщательная очистка ручным и механическим инструментом Аналогично St 2, однако поверхность должна обрабатываться более тщательно, чтобы обеспечить металлический блеск поверхности. |
| St 2 | Тщательная очистка ручным и механическим инструментом На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно масла, жира, грязи и должна быть удалена отслаивающаяся прокатная окалина, ржавчина, краска и посторонние частицы. |
Примечание - Степень подготовки St 1 не включена, поскольку она не соответствует поверхности, годной для окрашивания.
Б. Степени подготовки поверхности способом гидроструйной очистки
Степени подготовки поверхности способом гидроструйной очистки включают не только степень чистоты, но и степень вторичного ржавления, поскольку последнее может возникнуть на очищенной стали во время сушки. Существует несколько подходов к классификации степеней подготовки стальной поверхности после гидроструйной очистки.
В данном руководстве рекомендуется использовать стандарт степени подготовки поверхности ISO 8501-4, применяемый для гидроструйной очистки: «Исходное состояние поверхности, качество подготовки и степень ржавления в результате воздействия воды под высоким давлением».
Данный стандарт применяется для подготовки поверхности путем гидроструйной очистки перед нанесением покрытия. В нем выделяются три уровня чистоты поверхности (Wa 1 – Wa 2½) на основании видимых загрязнений, таких как ржавчина, прокатная окалина, старое покрытие и иные посторонние частицы.
| Описание поверхности после очистки | |
| Wa 1 | Легкая гидроструйная очистка На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно масла и жира, она должна быть очищена от отслаивающейся или поврежденной краски, отслаивающейся ржавчины и иных посторонних частиц. Любое оставшееся загрязнение должно быть рассредоточено по поверхности и держаться прочно. |
| Wa 2 | Тщательная гидроструйная очистка На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно масла и жира и, прежде всего, должна быть удалена ржавчина, старый слой краски и прочие посторонние частицы. Любое оставшееся загрязнение должно быть рассредоточено по поверхности, это могут быть прочно удерживающиеся остатки краски, посторонние частицы другого покрытия и пятна ранее существовавшей ржавчины. |
| Wa 2½ | Очень тщательная гидроструйная очистка На поверхности, осматриваемой невооруженным глазом, не должно быть видно ржавчины, масла, жира, прежнего слоя краски и, за исключением легких следов, иных посторонних частиц. В местах, где оригинальное покрытие прилегало плохо, возможно изменение цвета поверхности. Серые или коричневые/черные пятна, видимые на покрытой язвинами и изъеденной коррозией стальной поверхности, которые удалить с помощью дальнейшей гидроструйной очистки невозможно. |
| Описание вида поверхности в соответствии с тремя степенями вторичного ржавления | |
| L | Легкое мгновенное ржавление Поверхность, осматриваемая невооруженным глазом, имеет небольшой налет желтой/ коричневой ржавчины, сквозь которую видно стальную подложку. Ржавчина (видимое изменение цвета) может быть распределена равномерно или в виде пятен, однако держится прочно, и ее сложно удалить путем мягкого протирания тряпкой. |
| M | Среднее мгновенное ржавление Поверхность, осматриваемая невооруженным глазом, имеет налет желтой/коричневой ржавчины, которая закрывает стальную поверхность. Ржавчина может быть распределена равномерно или в виде пятен, держится прочно, слегка пачкает тряпку, если мягко провести ей по поверхности. |
| H | Сильное мгновенное ржавление Поверхность, осматриваемая невооруженным глазом, имеет слой красно-желтой/коричневой ржавчины, которая закрывает стальную поверхность и отслаивается. Слой ржавчины может быть распределен равномерно или в виде пятен, сильно пачкает тряпку, если мягко провести ей по поверхности. |
2.2. Типы поверхностей
A. Стальные поверхности
Чтобы система покрытий обеспечивала длительную защиту, перед нанесением краски необходимо соответствующим образом подготовить поверхность. Для этого необходимо оценить первоначальное состояние поверхности стальной конструкции.
В целом, состояние стальной поверхности перед покраской соответствует одной из трех нижеперечисленных категорий:
a) стальная поверхность без покрытия;
б) стальная поверхность, покрытая межоперационным грунтом;
в) стальная поверхность, нуждающаяся в ремонте.
Более подробно данные категории описываются далее
a) Стальная поверхность без покрытия
Стальные поверхности, на которые не наносилось защитное покрытие, могут быть в различной степени покрыты ржавчиной, прокатной окалиной и иными загрязнениями (пыль, жир, водорастворимые соли, отложения и т.п.). Первоначальное состояние подобных поверхностей определяется стандартом ISO 8501-1: «Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и подобных покрытий. Визуальная оценка чистоты поверхности».
Стандарт ISO 8501-1 определяет четыре первоначальных состояния стали: A, B, C, D.
б) Стальная поверхность, покрытая межоперационным грунтом
Главная задача применения межоперационного грунта – защитить стальные листы и конструктивные элементы, используемые на этапе предварительной сборки или при хранении до нанесения основной системы покрытий. Толщина слоя межоперационного грунта обычно составляет 20 - 25 мкм (замеряется на гладкой пластине). Стальные листы и конструктивные элементы, покрытые межоперационным грунтом, позволяют производить сварку.
Поверхности, покрытые межоперационным грунтом, необходимо правильно подготовить перед нанесением основной системы покрытий; это называется «вторичная подготовка поверхности». При этом может потребоваться частичное или полное удаление межоперационного грунта. Вторичная подготовка поверхности определяется основной системой покрытий и двумя ключевыми факторами, которые необходимо учесть:
- совместимость нанесенного межоперационного грунта и основной системы покрытий
- Профиль до нанесения межоперационного грунта, т.е. профиль, пригодный для основной системы.
Поверхность, покрытая межоперационным грунтом, перед нанесением покрытий должна быть тщательно вымыта водными очистителями при давлении 15-20 МПа, а затем тщательно про - мыта. Следы коррозии и повреждений в местах сварки необходимо очистить до степени подготовки, указанной в стандарте ISO 8501-1.
в) Стальная поверхность, нуждающаяся в ремонте
Состояние имеющейся системы покрытий должно оцениваться по степени износа в соответствии со стандартом, это необходимо делать каждый раз при проведении ремонтных работ. Необходимо определить, требуется ли удалять систему полностью или можно оставить некоторые участки покрытия. Для различных объемов требуемой подготовки поверхностей необходимо руководствоваться стандартом ISO 8501-2: «Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и подобных покрытий. Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени подготовки ранее окрашенной стальной поверхности после локального удаления прежних покрытий.
Б. Горячеоцинкованная сталь, алюминий и нержавеющая сталь
Помимо стандартной стали, в строительстве могут использоваться материалы не из черного металла, например горячеоцинкованная сталь, алюминий или высоколегированная сталь. Все они требуют особого подхода в плане подготовки поверхности и выбора системы покрытий.
а) Горячеоцинкованная сталь
Когда оцинкованная сталь подвергается атмосферному воздействию, на ее поверхности образуются продукты коррозии цинка. Состав и адгезия данных продуктов могут различаться, оказывая влияние на адгезионные свойства систем покрытий. Считается, что наилучшей поверхностью для нанесения краски является чистый (в течение нескольких часов после процесса гальванизации) или прокаленный цинк. На промежуточных этапах рекомендуется удалять продукты коррозии цинка, промывая поверхность щелочным очистителем. Смесь следует нанести на поверхность, затем через полчаса смыть водой, желательно под высоким давлением. Если необходимо, промывку можно совместить с механической очисткой, используя специальную жесткую нейлоновую щетку, наждачную бумагу или абразивы (стеклянные шарики, песок и т.п.). Для систем покрытий более низкого класса коррозии рекомендуется применять специальные адгезионные грунты. Для систем покрытий более высокого класса коррозии подготовка поверхности должна включать механическую подготовку поверхности, предпочтительно струйную очистку минеральными абразивами.
б) Алюминий и нержавеющая сталь
Поверхность алюминия или нержавеющей стали необходимо очистить с помощью чистой воды и моющего средства, затем тщательно промыть пресной водой под давлением. Для повышения адгезионных свойств системы покрытий рекомендуется произвести струйную очистку с использованием минеральных абразивов или специальных щеток.
3. МАКСИМАЛЬНЫЕ РАБОЧИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Лакокрасочные материалы характеризуются различной термостойкостью в зависимости от используемого связующего вещества и пигментов. Ниже представлена термостойкость отдельных видов краски.
4. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Основные типы покрытий:
- однокомпонентные покрытия:
a) алкидные,
б) акриловые,
в) полисилоксановые (для работы при высоких температурах);
- двухкомпонентные покрытия:
a) эпоксидные (чистые и модифицированные),
б) полиуретановые,
в) цинксиликатные,
г) полисилоксановые смеси.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Ниже приводятся определения основных терминов, касающихся технологии нанесения защитных покрытий. Мы представляем вам несколько необходимых терминов, с которыми вы должны ознакомиться для работы с лакокрасочными материалами:
А. Сухой остаток
Число, обозначающее сухой остаток, выражает процентное соотношение:
Толщина сухой пленки
———————————
Толщина мокрой пленки
Данное число определено как соотношение между толщиной сухой и мокрой пленки покрытия, нанесенного указанной толщиной в лабораторных условиях, где невозможны потери краски
Б. Теоретический расход
Теоретический расход краски при данной толщине сухой пленки на идеально гладкой поверхности вычисляется следующим образом:
Сухой остаток в % x 10
————————————— = м²/л
Толщина сухой пленки (мкм)
В. Фактический расход
Фактический расход краски рассчитывается путем умножения значения теоретического расхода на соответствующий коэффициент расхода. Коэффициент расхода или фактический расход не могут быть указаны в описании продукта, поскольку зависят от ряда факторов, таких как:
а) Волнистость красочной пленки
Когда краска наносится вручную, на поверхности пленки будут образовываться волны. Средняя толщина пленки будет выше указанной толщины сухой пленки в соответствии с правилом 80:20. Это означает, что расход краски будет выше, чем теоретически вычисленное значение для достижения минимальной толщины пленки.
б) Размер и форма поверхности
Сложные и небольшие поверхности практически невозможно окрасить без потерь, и это приведет к увеличению расхода по сравнению с рассчитанным.
c. Шероховатость поверхности
Шероховатая поверхность предполагает наличие «мертвых объемов», для заполнения которых используется больше краски, чем на гладкой поверхности, это также влияет на теоретические вычисления. В случае межоперационного грунта с тонкой пленкой это создает эффект большей поверхности, что приводит к большему расходу краски, так как пленка такого грунта равномерно распределяется по впадинам и пикам шероховатой поверхности.
г) Физические потери
Такие факторы, как остатки краски в банках, насосах и шлангах, необходимость утилизации из-за истечения срока хранения, потери вследствие атмосферных условий, недостаточные навыки маляра и т.д., приводят к увеличению расхода краски.
6. СХЕМЫ ОКРАСКИ МАТЕРИАЛАМИ NOVOL
