Framställning och målning galvanisering / KTA UniversityKTA-Tator
galvanisering är tillämpningen av ett zinkskikt på stål med en mängd olika metoder såsom varm dopp, kontinuerlig eller elektroavsättning. I många fall är galvaniserat stål inte målat eftersom livslängden för galvanisering ensam typiskt överstiger den för konventionella skyddande beläggningar. När färg appliceras på galvanisering kallas det ofta ett ” duplexsystem.”Livslängden för ett duplexbeläggningssystem har rapporterats i studier för att vara en faktor på 1,5 till 2.,3 gånger summan av de enskilda tjänste liv för nakna galvanisering eller målning ensam. Den faktiska ökningen av livslängden beror dock på exponeringsmiljön, dvs. duplexsystemet vid en mild exponering kommer att ha en längre livslängd än vid en allvarligare exponering.
för att uppnå den förväntade långa livslängden är korrekt förberedelse av galvanisering kritisk. Nytt galvaniserat stål har en slät yta som hämmar beläggnings vidhäftning. Dessutom kan vissa efterbehandlingar (diskuteras nedan) som ofta följer galvaniseringsprocessen påverka beläggningens prestanda negativt.,
galvanisering efter behandlingar
galvaniserat stål är ibland postbehandlat eller passiverat för att stoppa reaktionen mellan järn och zink eller för att sakta ner den efterföljande oxidationen (dvs. exponering för förväxling) av zinkytan. De vanligaste efterbehandlingarna är vatten quenching, kromat quenching och fosfating. I vattenkylning doppas nyförzinkat stål i ett vattenbad för att påskynda kylprocessen och stoppa reaktionen mellan järn och zink., En följd av vattenkylning är att vattnet ofta blir förorenat med olja eller smuts som deponeras på zinkytan. Dessa föroreningar kan störa vidhäftningen om de inte avlägsnas tillräckligt före målning.
kromat quenching används främst för att förhindra bildandet av ”vit rost” eller ”våt Lagring fläck” inträffar när galvaniserat stål är tätt packad under transport eller lagring. Vit rost hänvisar till zinksalterna som naturligt bildas på den galvaniserade ytan när zinken oxiderar under atmosfärisk exponering., Våt Lagring fläck är en accelererad form av oxidation som sker när högre koncentrationer av fukt och syre fångas mellan bitar eller ark av galvaniserat stål som är nära staplade. Även om kromatbehandlingen kan förhindra denna oxidation, kan den också störa vidhäftningen om färg appliceras senare. Kromatbehandling kan vara önskvärt om målningen inte är avsedd efter galvanisering, eftersom behandlingen vanligtvis resulterar i ett mer enhetligt utseende som zinkytan oxiderar och väder., Det ”glänsande” och ”spangled” utseendet på ny galvanisering blir vanligtvis grå, dullare och fläckig med ålder.
Fosfatbehandlingar på stål efter galvanisering bildar ett icke-reaktivt zinkfosfatskikt över zinkytan. I denna process rengörs de galvaniserade ytorna först och avfettas och nedsänks sedan i en fosfatlösning. Fosfatering förhindrar korrosionsprodukter från att bildas på ytan och främjar vidhäftning med ett därefter applicerat färgskikt.,
förväxling av galvanisering
korrosionsprodukter (vita zinksalter) börjar bildas på en zinkyta så snart den utsätts för miljön. I allmänhet är de ursprungliga zinkföreningarna som bildas vattenlösliga, porösa och löst vidhäftade till ytan. Med tiden omvandlas dessa föreningar till en tätt vidhäftande vattenolöslig film som tjänar till att skydda zinkytan från ytterligare korrosion. Korrosionsprodukter bildas från zinkreaktionen med atmosfäriskt syre, koldioxid och vatten., Tiden för att nå olika vädersteg varierar dock kraftigt med de faktiska miljöexponeringsförhållandena på en viss plats. Följande kategoriseringar av zink ”förväxling” bör betraktas som genomsnittliga tider.
nyförzinkad – mindre än 48 timmar
inga märkbara korrosionsprodukter bildas under de första 48 timmarna av galvanisering. Helst bör butiksbeläggning av galvanisering ske under denna tidsperiod, om det är planerat.,
delvis vittrade-48 timmar till 2 år
Oxidation av ytan börjar så snart zink galvanisering appliceras på stål. Dessa oxidativa produkter är relativt porösa och löst vidhäftade till stålytan under den tidiga bildningen. Inledningsvis zinkoxider och hydroxider som är vattenlösliga formen på den galvaniserade ytan. Denna tidiga korrosionsprodukt kallas ibland vit rost. Eftersom zinken fortsätter att väder omvandlas de ursprungliga korrosionsprodukterna långsamt till vattenolösliga föreningar som huvudsakligen består av zinkkarbonater.,
helt vittrade – över 2 år
efter en längre period omvandlas korrosionsprodukter till ett tätt lager av zinkkarbonater som är tätt vidhäftade till stålytan. Detta oxiderade skikt hjälper till att skydda zink från ytterligare korrosion.
om applicering av ett beläggningssystem önskas, dikterar de olika stadierna av förväxling att separata ytbehandlingsförfaranden följs, beroende på galvaniseringens ålder. Generellt är målning galvanisering uppdelad i två kategorier– nya galvaniserade och befintliga galvaniserade ytor., Förberedelse av galvaniserade ytor för färgansökan utforskas ytterligare i en kta University – artikel av Kenneth Trimber med titeln ”förbereda Varmförzinkning för målning-det är inte alltför komplicerat.”
måla Ny galvanisering
förberedelsen av ny galvanisering för målning förutsätter att en minimal period (mindre än 48 timmar) har gått sedan galvanisering har inträffat. Zinkytorna kan dock behöva ytterligare rengöring om materialet har lagrats före målning.,
Nyförzinkat stål måste först rengöras och avfettas i enlighet med SSPC-SP 1, lösningsmedel rengöring. Detta är särskilt viktigt om vattenkylning användes som efterbehandling och smuts och/eller oljerester avsattes på ytorna. Dessutom bör Ny galvanisering avsedd för målning inte kromat släckas. Eventuella kromatföreningar som finns på den galvaniserade ytan kommer att orsaka vidhäftningsproblem för senare applicerade beläggningar., Om en kromatbehandling användes måste ytorna rengöras noggrant för att avlägsna behandlingen och sedan testas för kromatföreningar för att säkerställa borttagning. Helst bör specifikationer för galvaniserat stål inte tillåta kromatbehandling och i stället specificera en fosfatbehandling efter behandling. Som tidigare beskrivits producerar fosfatering en yta som bidrar till efterföljande applicerade beläggningar. Fosfat passiverar zinkytan och producerar ett omvandlingsbeläggningsskikt som är idealiskt för applicering av ett beläggningssystem.,
Efter rengöring i enlighet med SSPC-SP 1, kan nya galvaniserade ytor förberedas för målning genom applicering av en tvättprimer, kemisk behandling eller borste-off blast rengöring.
tvätt Primers
ett alternativ för ytbehandling består av att applicera en tvättprimer på den rengjorda galvaniserade ytan. Tvätt primers är typiskt vinyl butyral-baserade material som surgör den galvaniserade ytan för att främja vidhäftning av beläggningar., Tvättprimeren måste vara kompatibel med det avsedda beläggningssystemet och försiktighet bör vidtas för att inte applicera primern tjockare än vad som rekommenderas, eller sprickbildning kan uppstå. Det bör noteras att voc (flyktig organisk förening) överensstämmelse av tvätt primers måste beaktas. Många tvätt primers kanske inte uppfyller de federala, statliga eller lokala VOC innehållsgränser för butik eller fält ansökan.
kemiska behandlingar
ett annat alternativ är kemisk behandling med mildt sura eller grundläggande lösningar som etsar zinkytan., Dessa produkter kan kallas ”pre-paint cleaners” och bör vara särskilt utformade för användning på galvanisering. Pre-paint rengöringsprodukter späds typiskt med vatten, appliceras på den galvaniserade ytan, och tillät en kort uppehållstid. Även om sköljning av ytan med vatten vanligtvis behövs för att avlägsna eventuella rengöringsrester, finns det några” Inga sköljmedel ” tillgängliga.
borste-Off Blast rengöring
borste-off blast rengöring kan också användas för att förbereda galvaniserade ytor för beläggning., En uppenbar oro är dock att sprängrengöring kan skada och till och med ta bort en betydande del av det skyddande zinkskiktet om det inte kontrolleras ordentligt. Galvaniserade ytor bör rengöras med borst-off blast i enlighet med SSPC-SP 16, ”borste-Off Blast rengöring av belagda och obelagda galvaniserat stål, Rostfritt stål, och icke-järnmetaller.”
målning befintlig galvanisering
som tidigare beskrivits bestämmer ålder och exponeringsmiljö för den galvaniserade ytan scenen för förväxling., De förfaranden som beskrivs i detta avsnitt för” befintlig ” galvanisering gäller emellertid för alla stadier av förväxling; förväxlingsstadiet bestämmer hur mycket rengöring som krävs för att uppnå standard väl vidhäftad beläggning. Observera att dessa förfaranden är för nakna, vittrade galvanisering, och antar att färgen inte tidigare har tillämpats; dock skulle förfarandena kräver endast liten modifiering för att ta itu med avlägsnandet av gamla, löst vidhäftad färg.,
beredningen av befintlig galvanisering bör omfatta avlägsnande av smuts och andra föroreningar, löst vidhäftade zinkföreningar och all rost för att resultera i en yta som är lämplig för beläggning. Det första steget bör alltid vara lösningsmedelsrengöring per SSPC-SP 1 för att avlägsna föroreningar som smuts, olja eller fett. Testning för kromat eller andra efterbehandlingar kan också utföras, även om det är osannolikt att problem från efterbehandlingen fortfarande kommer att finnas på helt förvrängd galvanisering. Efterföljande ytberedning uppnås oftast genom trycksatt vattenrengöring.,
trycksatt vattenrengöring
trycksatt vattenrengöring är den föredragna rengöringsmetoden för befintlig galvanisering eftersom den har en lägre potential att skada eller ta bort det galvaniserade skiktet jämfört med andra metoder (t.ex. slipande blastrengöring eller elverktygsrengöring). Även om det är nödvändigt att rengöra den galvaniserade ytan för målning, bör zinkskiktet förbli intakt eftersom det här ger galvaniskt skydd mot stålet.,
alla ytor ska rengöras i enlighet med SSPC-SP WJ-4 /NACE WJ – 4, ”vattenstråle rengöring av metaller-lätt rengöring,” med trycksatt vatten från 3,000 till 5,000 psi. Vattentrycket och rengörings stand-off avstånd bör justeras vid behov för att uppnå den angivna nivån av rengöring samtidigt minimera skador på det skyddande zinkskiktet. Det trycksatta vattnet tar bort löst korrosionsmaterial, lösliga salter och andra föroreningar. Ytterligare rengöring med hand eller elverktyg kan vara nödvändig om rost av det underliggande stålet har uppstått.,
beläggningssystem
det finns olika beläggningssystem som har en framgångsrik prestandahistorik på galvanisering. De typiska systemen inkluderar akrylbeläggningar, epoxi / polyuretanbeläggningar eller fukthärdande uretaner. En korrosionsbeständig eller zinkrik spot primer rekommenderas vanligen för touch-up av nakna rostiga områden på befintliga vittrade galvaniserat stål före full beläggning.,
det är viktigt att notera att alkyd (oljebaserad) beläggningar inte bör appliceras på galvanisering på grund av risken för reaktion mellan alkaliska zinkkorrosionsprodukter (vit rost) och beläggningens alkydharts. När detta inträffar kommer beläggningen ofta att försämras (saponify) och misslyckas.
ett annat alternativ för ny galvanisering är användningen av butiksapplicerad pulverbeläggning. Pulverbeläggningar appliceras genom elektrostatisk spray eller av fluidiserade sängar, vilket gör processen mycket mer specialiserad jämfört med typiska sprayapplicerade flytande beläggningar., Pulvret avsätts och hålls på metallytan av den elektrostatiska laddningen och bakas sedan vid höga temperaturer för att smälta och smälta pulvret i en fast beläggningsfilm. Pulverbeläggningar för vittringsexponeringar är typiskt polyesterbaserade material som triglycidylisocyanurat eller TGIC, men epoxipulverbeläggningar används också i stor utsträckning på nedgrävda rör (t.ex. rör för gas-och oljedistribution). Pulverbeläggningar erbjuder utmärkt vidhäftning, hög nötningsbeständighet, låga VOC-utsläpp och liten materialförlust., Polyester pulver erbjuder också utmärkta väder egenskaper (färg och glans retention). Ett problem vid användning av pulverbeläggningar över galvanisering är potentialen för outgassing under filmbildningen och härdningsprocessen, vilket orsakar pinholes i den färdiga beläggningsytan. Detta kan minimeras genom pre-baking den galvaniserade komponenten före pulverlackering.
- van Eijnsbergen, J. F., ”Duplex Systems,” Elsevier 1994, New York, NY, PP. 7-8
