Zabezpieczenia antykorozyjne konstrukcji stalowych

Malowanie konstrukcji stalowej – elastyczność i szerokie możliwości

Malowanie jest jedną z najczęściej stosowanych metod zabezpieczania stali. System malarski tworzy barierę oddzielającą metal od wilgoci, tlenu i zanieczyszczeń. Nie jest to jednak pojedyncza warstwa farby nanoszona bezpośrednio na dowolnie przygotowaną powierzchnię. Skuteczna ochrona składa się zwykle z kilku wzajemnie dopasowanych etapów.

Najpierw stal należy oczyścić. Trzeba usunąć zgorzelinę walcowniczą, rdzę, oleje, smary, sole i pył. Najczęściej stosuje się obróbkę strumieniowo-ścierną, czyli śrutowanie lub piaskowanie. Proces ten nie tylko usuwa zanieczyszczenia, lecz także nadaje powierzchni odpowiednią chropowatość, dzięki której farba może uzyskać dobrą przyczepność.

Niedokładne przygotowanie podłoża jest jedną z częstszych przyczyn przedwczesnego uszkodzenia powłok. Farba nałożona na rdzę, pył lub wilgotną stal może odspajać się, pęcherzyć albo łuszczyć. Nawet wysokiej jakości produkt nie zrekompensuje błędów popełnionych przed aplikacją.

Typowy system może składać się z warstwy gruntującej, międzywarstwowej oraz nawierzchniowej. Każda pełni inną funkcję. Grunt zapewnia przyczepność do stali i może zawierać składniki ograniczające rozwój korozji. Warstwa pośrednia buduje wymaganą grubość ochrony. Powłoka nawierzchniowa odpowiada za odporność na promieniowanie UV, wilgoć, zabrudzenia i czynniki chemiczne, a także za kolor oraz wygląd konstrukcji.

Dobór farb zależy od środowiska. Stosuje się między innymi systemy epoksydowe, poliuretanowe, alkidowe i cynkowe. Nie powinno się łączyć przypadkowych produktów. Poszczególne warstwy muszą być ze sobą zgodne pod względem chemicznym, czasu schnięcia, wymaganej grubości i sposobu aplikacji.

Zaletą malowania jest duża swoboda kolorystyczna. Można dopasować konstrukcję do elewacji, identyfikacji wizualnej zakładu albo wymagań architektonicznych. Powłoki pozwalają również uzyskać powierzchnię matową, półmatową lub błyszczącą.

Malowanie sprawdza się przy dużych elementach, które nie mieszczą się w wannie cynkowniczej. Można je wykonać w wytwórni, a w razie potrzeby także na placu budowy. Uszkodzenia transportowe lub montażowe dają się miejscowo naprawić, choć poprawki powinny być prowadzone według określonej procedury.

Ograniczeniem tej metody jest podatność na zarysowania i uderzenia. Gdy powłoka zostanie przerwana do stali, w uszkodzonym miejscu może rozwinąć się korozja. Szczególnie narażone są krawędzie, naroża, okolice śrub, punkty podparcia i miejsca kontaktu z zawiesiami transportowymi.

Malowanie wymaga również odpowiednich warunków. Temperatura stali, temperatura otoczenia, wilgotność względna i punkt rosy muszą mieścić się w zakresie podanym przez producenta materiału. Aplikacja na wilgotnym podłożu albo przy zbyt niskiej temperaturze może znacznie pogorszyć trwałość systemu.

Kontrola nie kończy się na sprawdzeniu koloru. Ocenia się czystość powierzchni, profil chropowatości, warunki atmosferyczne, grubość warstw i ciągłość powłoki. W zależności od wymagań wykonuje się także badania przyczepności oraz kontrolę szczelności.

System malarski jest dobrym rozwiązaniem, gdy potrzebna jest określona kolorystyka, elementy mają duże gabaryty, a konstrukcja będzie dostępna do przyszłych przeglądów i napraw. Jego trwałość zależy jednak w znacznym stopniu od jakości przygotowania powierzchni oraz staranności wykonania każdej warstwy.

Cynkowanie ogniowe – ochrona powierzchni i trudniej dostępnych miejsc

Cynkowanie ogniowe polega na zanurzeniu odpowiednio przygotowanego elementu stalowego w ciekłym cynku. W wyniku reakcji powstaje warstwa stopowa trwale związana z podłożem. Nie jest to więc zwykłe pokrycie powierzchni metalem, lecz zabezpieczenie tworzące połączenie metalurgiczne ze stalą.

Przed zanurzeniem element przechodzi kilka etapów przygotowania. Powierzchnię odtłuszcza się, trawi w celu usunięcia rdzy i zgorzeliny, płucze oraz topnikuje. Dopiero właściwie oczyszczona konstrukcja może zostać zanurzona w wannie.

Cynk działa na dwa sposoby. Po pierwsze tworzy barierę ochronną, która oddziela stal od środowiska. Po drugie zapewnia ochronę elektrochemiczną. Jeżeli dojdzie do niewielkiego uszkodzenia powłoki, cynk może chronić odsłonięty fragment stali, ponieważ ulega korozji wcześniej niż podłoże stalowe.

To istotna różnica w porównaniu z typowym systemem malarskim. Rysa przechodząca przez farbę może odsłonić stal i uruchomić proces korozji. Przy powłoce cynkowej niewielkie uszkodzenia są w pewnym zakresie zabezpieczane dzięki właściwościom cynku.

Cynkowanie zapewnia równomierne pokrycie elementu, również w wielu wnętrzach i zakamarkach, do których trudno dotrzeć pistoletem malarskim. Warunkiem jest jednak odpowiednie zaprojektowanie otworów odpowietrzających i odpływowych. Profile zamknięte nie mogą być szczelne, ponieważ podczas zanurzenia wewnątrz powstają gazy, a ciekły cynk musi mieć możliwość swobodnego przepływu.

Wymagania technologiczne trzeba uwzględnić już na rysunkach warsztatowych. Otwory powinny mieć odpowiednią wielkość i znajdować się w miejscach umożliwiających całkowite opróżnienie profilu. Błędne rozmieszczenie może prowadzić do gromadzenia się cynku, niepełnego pokrycia albo niebezpiecznego wzrostu ciśnienia.

Istotnym ograniczeniem są gabaryty wanny cynkowniczej. Długie lub przestrzenne zespoły mogą nie mieścić się w dostępnych urządzeniach. Czasem stosuje się zanurzanie dwustronne, lecz nie każdy element można zabezpieczyć w ten sposób. Alternatywą jest podział konstrukcji na mniejsze części i połączenie ich śrubami podczas montażu.

Wpływ temperatury może powodować odkształcenia, zwłaszcza w przypadku cienkich blach, rozbudowanych konstrukcji niesymetrycznych oraz elementów z dużą liczbą spoin. Projektant i wykonawca powinni więc ocenić sztywność zespołu oraz kolejność spawania jeszcze przed przekazaniem go do cynkowni.

Wygląd powłoki cynkowej nie zawsze jest jednolity. Mogą pojawić się różnice połysku, odcienia, struktury i wielkości kryształów. Zwykle nie oznaczają one gorszej ochrony. Dla konstrukcji technicznych nie stanowi to problemu, natomiast przy obiektach reprezentacyjnych warto wcześniej ustalić wymagania estetyczne.

Powierzchnia po cynkowaniu może wymagać usunięcia nacieków, ostrych zgrubień i pozostałości cynku w otworach. Szczególnej uwagi wymagają gwinty, płaszczyzny styku oraz miejsca przeznaczone do wykonania połączeń. W razie potrzeby stosuje się odpowiednie zabezpieczenia lub wykonuje dodatkową obróbkę po zakończeniu procesu.

Cynkowanie jest cenione za wysoką odporność mechaniczną. Warstwa stopowa jest twardsza od wielu powłok malarskich i dobrze znosi typowe warunki transportu oraz montażu. Nie jest jednak niezniszczalna. Silne uderzenie, szlifowanie albo spawanie po cynkowaniu może przerwać ochronę i wymagać miejscowej naprawy.

Metoda ta jest szczególnie przydatna przy balustradach, drabinach, podestach, konstrukcjach zewnętrznych, elementach infrastruktury oraz profilach o skomplikowanym kształcie. W środowiskach bardzo agresywnych sama warstwa cynku może jednak nie zapewnić oczekiwanego okresu eksploatacji. Wtedy rozważa się dodatkową powłokę malarską.