Przygotowanie i malowanie cynkowanie / KTA UniversityKTA-Tator
cynkowanie jest nakładaniem warstwy cynku na stal za pomocą różnych metod, takich jak zanurzenie, ciągłe lub elektro-osadzanie. W wielu przypadkach Stal ocynkowana nie jest malowana, ponieważ żywotność samego cynkowania zwykle przekracza konwencjonalne powłoki ochronne. Gdy farba jest nakładana na cynkowanie, często określa się ją jako „system duplex.”Żywotność systemu powlekania dupleksowego została zgłoszona w badaniach jako współczynnik 1,5 do 2.,3-krotność sumy żywotności poszczególnych usług w przypadku samego cynkowania lub malowania. Jednak rzeczywisty wzrost żywotności zależy od środowiska ekspozycji; tzn. system duplex w przypadku łagodnej ekspozycji będzie miał dłuższą żywotność niż w przypadku bardziej surowej ekspozycji.
aby osiągnąć oczekiwaną długą żywotność, kluczowe znaczenie ma odpowiednie przygotowanie cynkowania. Nowa Stal ocynkowana ma gładką powierzchnię, która hamuje przyczepność powłoki. Ponadto niektóre obróbki końcowe (omówione poniżej), które często następują po procesie cynkowania, mogą niekorzystnie wpływać na wydajność powlekania.,
Galwanizacja po obróbce
Stal ocynkowana jest czasami poddawana obróbce lub pasywacji w celu zatrzymania reakcji między żelazem a cynkiem lub spowolnienia późniejszego utleniania (tj. ekspozycji na warunki atmosferyczne) powierzchni cynku. Najczęstsze zabiegi końcowe to hartowanie wodą, hartowanie chromianowe i fosforanowanie. W hartowaniu wodą świeżo ocynkowana Stal jest zanurzana w łaźni wodnej, aby przyspieszyć proces chłodzenia i zatrzymać reakcję między żelazem a cynkiem., Konsekwencją hartowania wody jest to, że woda często staje się zanieczyszczona olejem lub brudem, który osadza się na powierzchni cynku. Zanieczyszczenia te mogą zakłócać przyczepność, jeśli nie zostaną odpowiednio usunięte przed malowaniem.
hartowanie Chromianowe stosuje się przede wszystkim w celu zapobiegania powstawaniu „białej rdzy” lub „plamy na mokro”, gdy stal ocynkowana jest ściśle zapakowana podczas transportu lub przechowywania. Biała rdza odnosi się do soli cynku, które naturalnie tworzą się na powierzchni ocynkowanej, gdy cynk utlenia się podczas ekspozycji atmosferycznej., Plama do przechowywania na mokro jest przyspieszoną formą utleniania, która ma miejsce, gdy wyższe stężenia wilgoci i tlenu są uwięzione między kawałkami lub arkuszami stali ocynkowanej, które są ściśle ułożone. Chociaż obróbka chromianowa może zapobiec temu utlenianiu, może również zakłócać przyczepność, jeśli farba zostanie później nałożona. Obróbka chromianowa może być pożądana, jeśli malowanie nie jest przeznaczone po cynkowaniu, ponieważ obróbka zwykle powoduje bardziej jednolity wygląd, ponieważ powierzchnia cynku utlenia się i warunki atmosferyczne., „Błyszczący ” i” spangled ” wygląd nowego galwanizacji zazwyczaj staje się szary, matowsze i cętkowane z wiekiem.
obróbka Fosforanująca na stali po cynkowaniu tworzy na powierzchni cynku niereaktywną warstwę fosforanu cynku. W tym procesie powierzchnie ocynkowane są najpierw czyszczone i odtłuszczone, a następnie zanurzane w roztworze fosforanującym. Fosforanowanie zapobiega powstawaniu produktów korozji na powierzchni i sprzyja przyczepności do następnie nałożonej warstwy farby.,
produkty korozji (białe sole cynku) zaczynają powstawać na powierzchni cynku, gdy tylko zostanie wystawiona na działanie środowiska. Ogólnie rzecz biorąc, początkowe związki cynku, które powstają, są rozpuszczalne w wodzie, porowate i luźno przylegają do powierzchni. Z biegiem czasu związki te są przekształcane w ściśle przylegającą, nierozpuszczalną w wodzie folię, która służy do ochrony powierzchni cynku przed dalszą korozją. Produkty korozji powstają z cynku reagującego z tlenem atmosferycznym, dwutlenkiem węgla i wodą., Czas osiągnięcia różnych etapów wietrzenia różni się jednak znacznie w zależności od rzeczywistych warunków narażenia środowiska w danym miejscu. Następujące kategorie cynku „wietrzenie” należy uznać za średni czas.
nowo ocynkowane – mniej niż 48 godzin
w ciągu pierwszych 48 godzin cynkowania nie powstają żadne znaczące produkty korozji. Najlepiej w tym okresie, jeśli jest to planowane, powinno nastąpić powlekanie galwaniczne.,
częściowo zwietrzałe – od 48 godzin do 2 lat
utlenianie powierzchni rozpoczyna się od momentu zastosowania cynkowania na stal. Te produkty utleniające są stosunkowo porowate i luźno przylegają do powierzchni stali podczas wczesnego formowania. Początkowo na powierzchni ocynkowanej tworzą się tlenki i wodorotlenki cynku, które są rozpuszczalne w wodzie. Ten wczesny produkt korozji jest czasami określany jako biała rdza. W miarę jak cynk nadal się utrzymuje, początkowe produkty korozji są powoli przekształcane w nierozpuszczalne w wodzie związki składające się głównie z węglanów cynku.,
w pełni wyblakły – przez 2 lata
po dłuższym okresie produkty korozji są przekształcane w gęstą warstwę węglanów cynku, które są ściśle przylegające do powierzchni stali. Ta utleniona warstwa pomaga chronić cynk przed dalszą korozją.
jeśli pożądane jest zastosowanie systemu powlekania, różne etapy starzenia wymagają stosowania oddzielnych procedur przygotowania powierzchni, w zależności od wieku cynkowania. Ogólnie rzecz biorąc, cynkowanie malarskie dzieli się na dwie kategorie– nowe ocynkowane i istniejące ocynkowane powierzchnie., Przygotowanie powierzchni ocynkowanych do nakładania farby zostało omówione w artykule Uniwersytetu KTA autorstwa Kennetha Trimb pt. ” przygotowanie cynkowania ogniowego do malowania – nie jest to zbyt skomplikowane.”
malowanie nowego cynkowania
przygotowanie nowego cynkowania do malowania zakłada, że od cynkowania upłynął minimalny okres (mniej niż 48 godzin). Jednak powierzchnie cynkowe mogą wymagać dodatkowego czyszczenia, jeśli materiał był przechowywany przed malowaniem.,
świeżo ocynkowana stal musi być najpierw oczyszczona i odtłuszczona zgodnie z SSPC-SP 1, Czyszczenie rozpuszczalnikiem. Jest to szczególnie ważne, jeśli hartowanie wodą było stosowane jako obróbka końcowa, a brud i / lub pozostałości oleju były osadzane na powierzchniach. Dodatkowo nowe cynkowanie przeznaczone do malowania nie powinno być hartowane chromianowo. Wszelkie związki chromianowe obecne na powierzchni ocynkowanej będą powodować problemy z adhezją Dla następnie nakładanych powłok., Jeśli zastosowano obróbkę chromianową, powierzchnie muszą być dokładnie oczyszczone w celu usunięcia obróbki, a następnie przetestowane pod kątem związków chromianowych w celu zapewnienia usunięcia. Idealnie, specyfikacje dla stali ocynkowanej nie powinny zezwalać na obróbkę chromianową, a zamiast tego powinny określać obróbkę fosforanową. Jak już wcześniej opisano, fosforanowanie tworzy powierzchnię sprzyjającą następnie nakładanym powłokom. Fosforowanie pasywuje powierzchnię cynku i tworzy warstwę powłoki konwersyjnej, która jest idealna do aplikacji systemu powlekania.,
Po czyszczeniu zgodnie z normą SSPC-SP 1 nowe powierzchnie ocynkowane można przygotować do malowania poprzez nałożenie podkładu myjącego, obróbkę chemiczną lub czyszczenie śrutowe Szczotkowane.
podkłady myjące
jedną z opcji przygotowania powierzchni jest nałożenie podkładu myjącego na oczyszczoną powierzchnię ocynkowaną. Podkłady podkładowe są zazwyczaj materiałami na bazie winylu, które trawią kwasem galwanizowaną powierzchnię w celu promowania przyczepności powłok., Podkład podkładowy musi być zgodny z zamierzonym systemem powlekania i należy zachować ostrożność, aby nie nakładać podkładu grubszego niż zalecany, lub może wystąpić pękanie. Należy zauważyć, że należy wziąć pod uwagę zgodność voc (lotnych związków organicznych) podkładów piorących. Wiele podkładów do prania może nie spełniać federalnych, stanowych lub lokalnych limitów zawartości LZO w sklepie lub w terenie.
obróbka chemiczna
inną opcją jest obróbka chemiczna przy użyciu lekko kwaśnych lub podstawowych roztworów, które wytrawiają powierzchnię cynku., Produkty te mogą być określane jako „środki czyszczące do farb wstępnych” i powinny być specjalnie zaprojektowane do stosowania przy cynkowaniu. Środki czyszczące do malowania wstępnego są zazwyczaj rozcieńczane wodą, nakładane na powierzchnię ocynkowaną i pozwalają na krótki czas oczekiwania. Chociaż płukanie powierzchni wodą jest zwykle potrzebne do usunięcia pozostałości środków czyszczących, istnieją pewne środki czyszczące „bez płukania” dostępne.
Brush-off blast Cleaning
Brush-off blast cleaning może być również stosowany do przygotowania powierzchni ocynkowanych do powlekania., Jednak oczywistym problemem jest to, że czyszczenie strumieniowe może uszkodzić, a nawet usunąć znaczną część ochronnej warstwy cynku, jeśli nie jest odpowiednio kontrolowane. Powierzchnie ocynkowane należy czyścić metodą szczotkową zgodnie z SSPC-SP 16, ” czyszczenie metodą szczotkową ze stali ocynkowanej powlekanej i niepowlekanej, stali nierdzewnej i metali nieżelaznych.”
malowanie istniejącej galwanizacji
jak wcześniej opisano, wiek i środowisko ekspozycji powierzchni ocynkowanej określa etap starzenia., Jednak procedury opisane w tej sekcji dotyczące „istniejącego” cynkowania odnoszą się do wszystkich etapów wietrzenia; etap wietrzenia określi ilość czyszczenia niezbędną do uzyskania standardowej, dobrze przylegającej powłoki. Należy pamiętać, że te procedury są dla gołego, zwietrzałego galwanizacji i założyć, że farba nie została wcześniej nałożona; jednak procedury wymagałyby tylko nieznacznej modyfikacji w celu usunięcia starej, luźno przylegającej farby.,
przygotowanie istniejącego cynkowania powinno obejmować usuwanie brudu i innych zanieczyszczeń, luźno przylegających związków cynku i wszelkiej rdzy, aby uzyskać powierzchnię odpowiednią do nakładania powłoki. Pierwszym krokiem powinno być czyszczenie rozpuszczalnikiem na SSPC-SP 1 w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak brud, olej lub smar. Badania na chromian lub inne zabiegi po mogą być również wykonywane, chociaż jest mało prawdopodobne, że problemy z po obróbce będą nadal obecne na pełni zwietrzałe galwanizacji. Późniejsze przygotowanie powierzchni uzyskuje się najczęściej poprzez czyszczenie wodą pod ciśnieniem.,
czyszczenie wodą pod ciśnieniem
czyszczenie wodą pod ciśnieniem jest preferowaną metodą czyszczenia istniejącego cynkowania, ponieważ ma mniejszy potencjał uszkodzenia lub usunięcia warstwy ocynkowanej w porównaniu z innymi metodami (np. czyszczenie strumieniowo-ścierne lub czyszczenie elektronarzędzi). Chociaż konieczne jest oczyszczenie ocynkowanej powierzchni do malowania, warstwa cynku powinna pozostać nienaruszona, ponieważ zapewnia to ochronę galwaniczną stali.,
wszystkie powierzchnie powinny być czyszczone zgodnie z SSPC-SP WJ-4 / NACE WJ-4, „Water Jet Cleaning of Metals – Light Cleaning” przy użyciu wody pod ciśnieniem od 3000 do 5000 psi. W razie potrzeby należy dostosować ciśnienie wody i odstępy od czyszczenia, aby osiągnąć określony poziom czyszczenia, minimalizując uszkodzenia ochronnej warstwy cynku. Woda pod ciśnieniem usunie luźny materiał korozyjny, rozpuszczalne sole i inne zanieczyszczenia. Dodatkowe czyszczenie za pomocą narzędzi ręcznych lub elektronarzędzi może być konieczne, jeśli wystąpi rdzewienie leżącej stali.,
Systemy powlekania
istnieją różne systemy powlekania, które mają udaną historię wydajności cynkowania. Typowe systemy obejmują powłoki akrylowe, powłoki epoksydowe / poliuretanowe lub uretany utwardzane na wilgoć. Odporny na korozję lub bogaty w cynk podkład punktowy jest powszechnie zalecany do nakładania gołych zardzewiałych obszarów na istniejącej zwietrzałej stali ocynkowanej przed pełną powłoką.,
należy pamiętać, że powłoki alkidowe (na bazie oleju) nie powinny być stosowane do cynkowania ze względu na możliwość reakcji między alkalicznymi produktami korozji cynku (biała rdza) a żywicą alkidową powłoki. Kiedy to nastąpi, powłoka często ulegnie degradacji (zmydleniu) i zawiedzie.
inną opcją nowego cynkowania jest zastosowanie lakieru proszkowego. Powłoki proszkowe są nakładane za pomocą natrysku elektrostatycznego lub złoża fluidalnego, dzięki czemu proces ten jest znacznie bardziej wyspecjalizowany w porównaniu z typowymi lakierami ciekłymi., Proszek jest osadzany i utrzymywany na powierzchni metalu przez ładunek elektrostatyczny, a następnie pieczony w wysokich temperaturach, aby stopić i stopić proszek w trwałą powłokę. Powłoki proszkowe do ekspozycji na warunki atmosferyczne są zwykle materiałami na bazie poliestru, takimi jak triglicydyloizocyjanuran lub TGIC, ale epoksydowe powłoki proszkowe są również szeroko stosowane na zakopanych rurach (np. rurociągach do dystrybucji gazu i oleju). Powłoki proszkowe oferują doskonałą przyczepność, wysoką odporność na ścieranie, niską emisję LZO i niewielkie straty materiału., Proszki poliestrowe oferują również doskonałe właściwości starzeniowe (zachowanie koloru i połysku). Problemem podczas stosowania powłok proszkowych nad cynkowaniem jest możliwość odgazowania podczas procesu tworzenia i utwardzania folii, powodując otwory na gotowej powierzchni powłoki. Można to zminimalizować poprzez wstępne pieczenie ocynkowanego elementu przed malowaniem proszkowym.
- van Eijnsbergen, J. F., „Duplex Systems”, Elsevier 1994, New York, NY, s. 7-8
