Preparazione e verniciatura Zincatura / KTA UniversityKTA-Tator
La zincatura è l’applicazione di uno strato di zinco all’acciaio con una varietà di metodi come immersione a caldo, continuo o elettrodeposizione. In molti casi l’acciaio zincato non è verniciato poiché la durata della zincatura da sola supera in genere quella dei rivestimenti protettivi convenzionali. Quando la vernice viene applicata alla zincatura, spesso viene definita “sistema duplex”.”La durata di un sistema di rivestimento duplex è stata riportata negli studi per essere un fattore da 1,5 a 2.,3 volte la somma delle singole vite di servizio per la zincatura nuda o la verniciatura da sola. Tuttavia, l’effettivo aumento della vita di servizio dipende dall’ambiente di esposizione; cioè, il sistema duplex in un’esposizione lieve avrà una vita di servizio più lunga rispetto a un’esposizione più grave.
Per raggiungere la lunga durata prevista, la corretta preparazione della zincatura è fondamentale. Il nuovo acciaio zincato ha una superficie liscia che inibisce l’adesione del rivestimento. Inoltre, alcuni post-trattamenti (discussi di seguito) che seguono frequentemente il processo di zincatura possono influire negativamente sulle prestazioni del rivestimento.,
Zincatura Post Trattamenti
L’acciaio zincato è talvolta post trattato o passivato per fermare la reazione tra ferro e zinco o per rallentare la successiva ossidazione (cioè l’esposizione agli agenti atmosferici) della superficie di zinco. I trattamenti post più comuni sono la tempra dell’acqua, la tempra del cromato e la fosfatazione. Nell’estinzione dell’acqua, l’acciaio appena galvanizzato è immerso in un bagno d’acqua per contribuire ad accelerare il processo di raffreddamento ed a fermare la reazione fra il ferro e lo zinco., Una conseguenza della tempra dell’acqua è che l’acqua spesso viene contaminata da olio o sporco che si deposita sulla superficie dello zinco. Questi contaminanti possono interferire con l’adesione se non vengono rimossi adeguatamente prima della verniciatura.
La tempra cromata viene utilizzata principalmente per prevenire la formazione di “ruggine bianca” o “macchia di stoccaggio a umido” quando l’acciaio zincato è strettamente imballato durante il trasporto o lo stoccaggio. La ruggine bianca si riferisce ai sali di zinco che si formano naturalmente sulla superficie zincata mentre lo zinco si ossida durante l’esposizione atmosferica., La macchia di stoccaggio a umido è una forma accelerata di ossidazione che avviene quando concentrazioni più elevate di umidità e ossigeno sono intrappolate tra pezzi o fogli di acciaio zincato che sono strettamente impilati. Sebbene il trattamento cromato possa prevenire questa ossidazione, può anche interferire con l’adesione se la vernice viene successivamente applicata. Il trattamento del cromato può essere desiderato se la pittura non è intesa dopo la galvanizzazione, poichè il trattamento provoca tipicamente un aspetto più uniforme mentre la superficie dello zinco si ossida e weathers., L’aspetto” lucido “e” spangled” della nuova zincatura diventa tipicamente grigio, più opaco e screziato con l’età.
I trattamenti di fosfatazione sull’acciaio dopo la zincatura formano uno strato di fosfato di zinco non reattivo sulla superficie dello zinco. In questo processo, le superfici zincate vengono prima pulite e sgrassate e quindi immerse in una soluzione di fosfatazione. La fosfatazione impedisce la formazione di prodotti corrosivi sulla superficie e favorisce l’adesione con uno strato di vernice successivamente applicato.,
Agenti atmosferici della zincatura
I prodotti corrosivi (sali di zinco bianco) iniziano a formarsi su una superficie di zinco non appena viene esposta all’ambiente. Generalmente, i composti di zinco iniziali che si formano sono solubili in acqua, porosi e liberamente aderiti alla superficie. Nel tempo, questi composti vengono convertiti in un film insolubile in acqua strettamente aderente che serve a proteggere la superficie di zinco da ulteriore corrosione. I prodotti di corrosione sono formati dallo zinco che reagisce con ossigeno atmosferico, anidride carbonica e acqua., Il tempo per raggiungere diverse fasi di agenti atmosferici, tuttavia, varia notevolmente con le effettive condizioni di esposizione ambientale in una particolare posizione. Le seguenti categorizzazioni di zinco “weathering” dovrebbero essere considerate come tempi medi.
Recentemente zincato-meno di 48 ore
Non si formano prodotti corrosivi apprezzabili nelle prime 48 ore di zincatura. Idealmente, rivestimento negozio della zincatura dovrebbe avvenire durante questo periodo di tempo, se previsto.,
Parzialmente esposto alle intemperie-da 48 ore a 2 anni
L’ossidazione della superficie inizia non appena viene applicata la zincatura all’acciaio. Questi prodotti ossidativi sono relativamente porosi e aderiscono liberamente alla superficie dell’acciaio durante la formazione precoce. Inizialmente, ossidi di zinco e idrossidi che sono forma solubile in acqua sulla superficie zincata. Questo prodotto di corrosione precoce è talvolta indicato come ruggine bianca. Mentre lo zinco continua a resistere, i prodotti di corrosione iniziali vengono lentamente convertiti in composti insolubili in acqua costituiti principalmente da carbonati di zinco.,
Completamente alterato-oltre 2 anni
Dopo un periodo prolungato, i prodotti di corrosione vengono convertiti in uno strato denso di carbonati di zinco che sono strettamente aderenti alla superficie dell’acciaio. Questo strato ossidato aiuta a proteggere lo zinco da ulteriore corrosione.
Se si desidera l’applicazione di un sistema di rivestimento, le diverse fasi di agenti atmosferici impongono di seguire procedure di preparazione della superficie separate, a seconda dell’età della zincatura. Generalmente, la zincatura della verniciatura è divisa in due categorie: nuove superfici zincate e zincate esistenti., La preparazione delle superfici zincate per l’applicazione della vernice è ulteriormente esplorata in un articolo della KTA University di Kenneth Trimber intitolato “Preparare la zincatura a caldo per la verniciatura – Non è eccessivamente complicato.”
Verniciatura Nuova zincatura
La preparazione di una nuova zincatura per la verniciatura presuppone che sia trascorso un periodo minimo (meno di 48 ore) dall’avvenuta zincatura. Tuttavia, le superfici di zinco potrebbero richiedere una pulizia aggiuntiva se il materiale è stato immagazzinato prima della verniciatura.,
L’acciaio appena zincato deve prima essere pulito e sgrassato in conformità con SSPC-SP 1, pulizia con solvente. Ciò è particolarmente importante se la tempra dell’acqua è stata utilizzata come post trattamento e sporco e / o residui di olio sono stati depositati sulle superfici. Inoltre, la nuova zincatura destinata alla verniciatura non deve essere temprata al cromo. Eventuali composti cromati presenti sulla superficie zincata causeranno problemi di adesione per i rivestimenti successivamente applicati., Se è stato utilizzato un trattamento cromato, le superfici devono essere accuratamente pulite per rimuovere il trattamento e quindi testate per i composti cromati per garantire la rimozione. Idealmente, le specifiche per l’acciaio zincato non dovrebbero consentire il trattamento del cromato e dovrebbero invece specificare un post trattamento di fosfatazione. Come descritto in precedenza, la fosfatazione produce una superficie favorevole ai rivestimenti successivamente applicati. La fosfatazione passa la superficie dello zinco e produce uno strato di rivestimento di conversione che è ideale per l’applicazione di un sistema di rivestimento.,
Dopo la pulizia secondo SSPC-SP 1, è possibile preparare nuove superfici zincate per la verniciatura mediante l’applicazione di un primer di lavaggio, un trattamento chimico o una granigliatura a spazzola.
Primer di lavaggio
Un’opzione per la preparazione della superficie consiste nell’applicare un primer di lavaggio sulla superficie zincata pulita. I primer di lavaggio sono in genere materiali a base di vinile butirrico che incidono acidamente la superficie zincata per promuovere l’adesione dei rivestimenti., Il primer di lavaggio deve essere compatibile con il sistema di rivestimento previsto e prestare attenzione a non applicare il primer più spesso di quanto raccomandato, altrimenti potrebbero verificarsi screpolature. Va notato che la conformità VOC (composto organico volatile) dei primer di lavaggio deve essere considerata. Molti primer di lavaggio potrebbero non soddisfare i limiti di contenuto COV federali, statali o locali per l’applicazione in negozio o sul campo.
Trattamenti chimici
Un’altra opzione è il trattamento chimico con soluzioni leggermente acide o basiche che incidono la superficie dello zinco., Questi prodotti possono essere indicati come” pulitori della pre-pittura ” e dovrebbero specificamente essere progettati per uso sulla galvanizzazione. I prodotti per la pulizia della pre-vernice sono tipicamente diluiti con acqua, applicati sulla superficie zincata e hanno permesso un breve tempo di permanenza. Sebbene il risciacquo della superficie con acqua sia di solito necessario per rimuovere eventuali residui di detergente, sono disponibili alcuni detergenti “senza risciacquo”.
Pulizia a spazzola
La pulizia a spazzola può essere utilizzata anche per preparare superfici zincate per il rivestimento., Tuttavia, una preoccupazione ovvia è che la sabbiatura può danneggiare e persino rimuovere una parte significativa dello strato protettivo di zinco se non adeguatamente controllata. Le superfici zincate devono essere spazzolate in conformità con SSPC-SP 16, ” Spazzolatura a spazzola di acciaio zincato rivestito e non rivestito, acciai inossidabili e metalli non ferrosi.”
Verniciatura Zincatura esistente
Come descritto in precedenza, l’età e l’esposizione ambiente della superficie zincata determina la fase di agenti atmosferici., Tuttavia, le procedure descritte in questa sezione per la zincatura “esistente” si applicano a tutte le fasi di agenti atmosferici; la fase di agenti atmosferici determinerà la quantità di pulizia necessaria per ottenere un rivestimento standard ben aderito. Si noti che queste procedure sono per la zincatura nuda e alterata e si supponga che la vernice non sia stata precedentemente applicata; tuttavia, le procedure richiederebbero solo una leggera modifica per affrontare la rimozione della vecchia vernice aderita.,
La preparazione della zincatura esistente dovrebbe includere la rimozione di sporco e altri contaminanti, composti di zinco liberamente aderiti e tutta la ruggine per ottenere una superficie adatta all’applicazione del rivestimento. Il primo passo dovrebbe essere sempre la pulizia solvente per SSPC-SP 1 per rimuovere contaminanti come sporco, olio o grasso. Possono anche essere eseguiti test per cromati o altri trattamenti post, anche se è improbabile che i problemi derivanti dal post trattamento siano ancora presenti sulla zincatura completamente alterata. La successiva preparazione della superficie è più comunemente ottenuta mediante la pulizia dell’acqua pressurizzata.,
Pulizia dell’acqua pressurizzata
La pulizia dell’acqua pressurizzata è il metodo di pulizia preferito per la zincatura esistente poiché ha un potenziale inferiore di danneggiare o rimuovere lo strato zincato rispetto ad altri metodi (ad esempio, sabbiatura abrasiva o pulizia degli utensili elettrici). Sebbene sia necessario pulire la superficie zincata per la verniciatura, lo strato di zinco dovrebbe rimanere intatto poiché questo è ciò che fornisce protezione galvanica all’acciaio.,
Tutte le superfici devono essere pulite in conformità con SSPC-SP WJ-4 / NACE WJ-4, “Pulizia a getto d’acqua dei metalli – Pulizia leggera”, utilizzando acqua pressurizzata da 3.000 a 5.000 psi. La pressione dell’acqua e le distanze di stand-off di pulizia devono essere regolate secondo necessità per raggiungere il livello specificato di pulizia riducendo al minimo i danni allo strato protettivo di zinco. L’acqua pressurizzata rimuoverà il materiale sciolto di corrosione, i sali solubili ed altri contaminanti. Una pulizia supplementare con utensili manuali o elettrici può essere necessaria se si è verificata la ruggine dell’acciaio sottostante.,
Sistemi di rivestimento
Esistono vari sistemi di rivestimento che hanno una storia di prestazioni di successo sulla zincatura. I sistemi tipici includono rivestimenti acrilici, rivestimenti epossidici / poliuretanici o uretani a cura dell’umidità. Un primer spot resistente alla corrosione o ricco di zinco è comunemente raccomandato per il ritocco di aree nude arrugginite su acciaio zincato alterato esistente prima del rivestimento completo.,
È importante notare che i rivestimenti alchidici (a base di olio) non devono essere applicati alla zincatura a causa del potenziale di reazione tra prodotti alcalini di corrosione dello zinco (ruggine bianca) e la resina alchidica del rivestimento. Quando ciò si verifica, il rivestimento spesso si degrada (saponifica) e fallisce.
Un’altra opzione per la nuova zincatura è l’uso del rivestimento in polvere applicato in officina. I rivestimenti in polvere vengono applicati a spruzzo elettrostatico o a letti fluidizzati, rendendo il processo molto più specializzato rispetto ai tipici rivestimenti liquidi applicati a spruzzo., La polvere viene depositata e trattenuta sulla superficie metallica dalla carica elettrostatica e quindi cotta ad alte temperature per fondere e fondere la polvere in un film di rivestimento solido. I rivestimenti in polvere per esposizioni agli agenti atmosferici sono in genere materiali a base di poliestere come triglicidilisocianurato o TGIC, ma i rivestimenti in polvere epossidica sono ampiamente utilizzati anche su tubi interrati (ad esempio tubazioni per la distribuzione di gas e petrolio). I rivestimenti in polvere offrono un’adesione eccellente, un’elevata resistenza all’abrasione, basse emissioni di VOC e poca perdita di materiale., Le polveri del poliestere inoltre offrono le caratteristiche d’alterazione causata dagli agenti atmosferici eccellenti (conservazione di lucentezza e di colore). Una preoccupazione quando si utilizzano rivestimenti in polvere sulla zincatura è il potenziale di degassamento durante la formazione del film e il processo di polimerizzazione, causando fori di spillo nella superficie del rivestimento finito. Ciò può essere minimizzata pre-cuocendo il componente galvanizzato prima del rivestimento della polvere.
- van Eijnsbergen, J. F., “Duplex Systems,” Elsevier 1994, New York, NY, pp. 7-8
