1. Dobór powłok malarskich
Aby zapewnić właściwą, długotrwałą ochronę konstrukcji przed korozją należy zastosować optymalnie dobrany zestaw malarski o odpowiedniej dla danego przeznaczenia grubości. Optymalna powłoka malarska powinna być doskonale szczelna, przyczepna do podłoża i wypełniona pigmentem.
Dobór zestawu malarskiego powinien wynikać z wiarygodnych i sprawdzonych przesłanek wysnutych na podstawie badań laboratoryjnych i z przeprowadzonej analizy techniczno - ekonomicznej uwzględniającej wiele czynników, z których najważniejszymi będą:
- agresywność korozyjna środowiska eksploatacji powłoki malarskiej
- kształt konstrukcji oraz rodzaj i stan powierzchni do zabezpieczenia przeciwkorozyjnego
- wymagany okres trwałości powłoki malarskiej
- właściwości powłok (odporność chemiczna, termiczna, mechaniczna )
- możliwość i sposób oczyszczenia powierzchni
- właściwości aplikacyjne farb (grubość powłoki, czas schnięcia, warunki nakładania itp.)
- czas do przeprowadzenia prac uwzględniający warunki atmosferyczne (temperatura, wilgotność powietrza) oraz konieczność sezonowania powłoki przed eksploatacją.
- trwałość powłoki malarskiej w odniesieniu do poniesionych kosztów i przewidywanego okresu eksploatacji
- wymagania ochrony środowiska oraz zabezpieczenia przeciwpożarowego
- aspekty ekonomiczne
2. Przygotowanie podłoża do malowania – informacje ogólne
Bardzo istotnym czynnikiem wpływającym na takie parametry jak: jakość, trwałość i skuteczność ochronnego działania powłok lakierowych jest przygotowanie podłoża do malowania. Efekt oczyszczenia podłoża zależy od doboru właściwej metody czyszczenia, która powinna uwzględniać zarówno charakter zanieczyszczeń, jak i wymagania wyrobu lakierowego co do sposobu przygotowania powierzchni do malowania.
Zanieczyszczeniem nazywa się każdą substancję, której pozostawienie na powierzchni do malowania utrudnia proces malowania, pogarsza jakość i trwałość powłoki malarskiej.
Zanieczyszczenia pozostające na powierzchni do malowania w postaci: rdzy, zendry, pyłów, starych i złuszczonych powłok malarskich, zatłuszczeń, zaklejeń, wilgoci itp. w bardzo negatywny sposób wpływają na powłokę malarską.
Rodzaje zanieczyszczeń:
Zendra, Zgorzelina – są to produkty termicznej obróbki stali w procesie jej przetwarzania składające się z tlenków żelaza ściśle przylegających do podłoża. Zostawienie zendry może powodować np: odspajanie płatów zendry i co za tym idzie powłoki malarskiej, wytwarzanie się ogniwa korozyjnego.
Rdza – jest produktem korozji stali – w postaci uwolnionych tlenków żelaza tworzących warstwy o zmiennych grubościach i w różnych postaciach morfologicznych, słabo przyczepnych do podłoża.
Zatłuszczenia – pochodzić mogą z eksploatacji konstrukcji w środowiskach występowania tłuszczów, smarów, olejów itp. Powodują brak przyczepności powłoki malarskiej.
Pyły – zapylenie atmosfery wynika z działalności przemysłu, spowodowane jest warunkami atmosferycznymi i prowadzeniem prac oczyszczenia powierzchni. Pyły sprzyjają utrzymywaniu wilgoci na powierzchni powłoki malarskiej.
Wilgoć – pojawia się na powierzchni podłoża w wyniku: opadów atmosferycznych (mgły); kondensacji na podłożu w określonych warunkach, związanej z występowaniem jej w powietrzu. Efektem wilgoci może być np. korozja podpowłokowa
Zanieczyszczenia jonowe; sole – niewidoczne gołym okiem, sole rozpuszczalne w wodzie takie jak chlorki, siarczany, azotany – działają destrukcyjnie na powłokę malarską i stymulują korozję i sprzyjają utrzymywaniu wilgoci.
Stara powłoka malarska – procesy starzenia się powłok, korozja podpowłokowa, działania mechaniczne powodują z czasem zniszczenie powłoki. Charakter i wielkość tych zniszczeń decydują o przyczepności kolejnej warstwy.
Kryteria doboru sposobu oczyszczania powierzchni
Dobór metody oczyszczania powierzchni przed malowaniem wymaga uwzględnienia wielu czynników takich jak:
• wielkość i kształt powierzchni, przedmiotu
• rodzaj powierzchni
• ilość i rodzaj zanieczyszczeń
• agresywność środowiska korozyjnego
Charakter zanieczyszczeń powierzchni do malowania wymusza etapowość działań:
- wstępne oczyszczanie usuwające zgrubnie luźne zanieczyszczenia oraz zanieczyszczenia jonowe
- właściwe oczyszczanie usuwa starą powłokę malarską, produkty korozji, nadaje powierzchni odpowiedni profil chropowatości
Powierzchnie zatłuszczone, pokryte pyłami przemysłowymi, osadami solnymi itp. powinno się umyć wodą pod wysokim ciśnieniem (aparat typu Karcher) a następnie przystąpić do właściwego oczyszczania. Powierzchnie gdzie możliwe jest występowanie zanieczyszczeń jonowych, powinno się po właściwym oczyszczeniu umyć czystą wodą z dodatkiem odpowiedniego inhibitora korozji.
Metody oczyszczania mechanicznego
Do mechanicznych metod oczyszczania powierzchni można zaliczyć: skrobanie, młotkowanie, szczotkowanie, szlifowanie, oczyszczanie płomieniowe, obróbkę strumieniowo – ścierną. Główne metody mechanicznego oczyszczania powierzchni to:
• metody ręczne oczyszczania powierzchni dające stopień oczyszczenia powierzchni St 3 – są zalecane dla środowisk atmosferycznych o małym stopniu zanieczyszczenia powietrza.
• metody strumieniowo – ścierne są zalecane dla środowisk atmosferycznych o wyższej agresywności, szczególnie zalecane w środowiskach agresywnych korozyjnie, chemicznych.
Oczyszczanie ręczno – mechaniczne – wykonywane poprzez: szczotkowanie, młotkowanie, szlifowanie przy użyciu narzędzi ręcznych, jak i mechanicznych. Należy je ograniczać do tych przypadków gdzie obróbka strumieniowo – ścierna jest niemożliwa. Tymi sposobami można zgrubnie usunąć np. rdzę, zgorzelinę czy starą powlokę. Po takim oczyszczaniu otrzymuje się powierzchnie gładkie dające mniejszą przyczepność powłoki w stosunku do powierzchni chropowatych.
Obróbka strumieniowo – ścierna – polega na działaniu strumienia ścierniwa wyrzucanego w kierunku oczyszczanej powierzchni za pomocą sprężonego powietrza, wody lub siły odśrodkowej. Metoda ta daje najbardziej optymalne przygotowanie powierzchni do malowania. Rodzaje obróbki: otwarty lub zamknięty obieg ścierniwa, na sucho (na mokro) w osłonie wodnej, średniociśnieniowe (0,3 – 0,5 MPa), wysokociśnieniowe (1,0 – 1,2 MPa), hydrodynamiczne (10 – 200 MPa), odśrodkowe- koła wirnikowe. Na efekt oczyszczania strumieniowo – ściernego wpływa wiele czynników, z których najważniejsze to: ciśnienie sprężonego powietrza;. kąt nachylenia strumienia ścierniwa; odległość dyszy od powierzchni; rodzaj i kształt dyszy; rodzaj, wymiar i kształt ścierniwa.
Oczyszczanie fizykochemiczne – przeprowadzane za pomocą: odtłuszczania rozpuszczalnikowego; mycia alkalicznego, kwaśnego, parowo–wodnego. Pod pojęciem mycia rozumie się usuwanie zanieczyszczeń za pomocą wodnego roztworu środka myjącego. Oczyszczanie tymi metodami ma za zadanie usunięcie: zanieczyszczeń mechanicznych (po obróbce mechanicznej), nagromadzonego brudu (kurz, piasek), zanieczyszczeń jonowych, rdzy. Metody mycia i odtłuszczania powierzchni można podzielić:
a) ze względu na sposób:
- ręczne (przecieranie powierzchni pędzlem, szmatami)
- natryskowe (specjalne urządzenia do natrysku ciśnieniowego typu: pompy membranowe do malowania, aparaty typu Karcher)
b) ze względu na zastosowany środek
- rozpuszczalniki organiczne
- alkaliczne, kwaśne
- środki powierzchniowe - czynne
Metoda natryskowa roztworami wodnymi z uwagi na zawartość efektywnych dodatków myjących nie powoduje korozji podpowłokowej. Zaleca się jednak po właściwym myciu lub odtłuszczaniu wodnymi roztworami myjącymi ponowne zmycie powierzchni czystą wodą wodociągową.
3. Przygotowanie powierzchni w zależności od jej rodzaju
Przygotowanie powierzchni blach i profili stalowych
Do najczęściej występujących zanieczyszczeń powierzchni stalowych należą: rdza i zgorzelina walcownicza, oleje i smary, kurz, pył, luźno związane stare powłoki malarskie, wilgoć, topniki i żużel, chemikalia (np. pozostałości detergentów, sole) oraz opiłki żelaza. Należy także szczególną uwagę zwrócić na usunięcie zanieczyszczeń jonowych oraz odtłuszczenie powierzchni metalu gdyż obecność tych zanieczyszczeń obniża przyczepność powłok: malarskich do metalu oraz może spowodować powstanie różnych wad pokrycia malarskiego. Proces usuwania zanieczyszczeń oraz odtłuszczenia powinien być przeprowadzony przed procesem oczyszczenia powierzchni stalowych.
Zanieczyszczenia usuwane są przez mycie powierzchni wodą pod ciśnieniem. Mycie i odtłuszczanie powierzchni przed czyszczeniem można przeprowadzać ręcznie lub mechanicznie stosując parę wodną, wodę z detergentem, rozpuszczalniki organiczne, środki emulsyjne oraz środki alkaliczne i kwaśne. Szczególnie zalecaną, ze względów ekonomicznych i ekologicznych jest metoda natrysku roztworów wodnych z detergentami biodegradowalnymi. Po umyciu i odtłuszczeniu wodnymi roztworami środków myjących zaleca się dokładne zmycie powierzchni czystą wodą wodociągową.
Informacje i opisy dotyczące metod przygotowania powierzchni za pomocą obróbki strumieniowo – ściernej zawarte są w normie ISO 8504 - 2 , natomiast opis metod ręcznego oczyszczania powierzchni, również z wykorzystaniem narzędzi z napędem mechanicznym zawarty jest w normie ISO 8504 3. Natomiast stopień czystości powierzchni stalowych oczyszczanych metodami ręcznymi, ręczno-mechanicznymi i strumieniowo-ściernymi, najczęściej stosowanymi w praktyce przemysłowej, określa się zgodnie z PN-ISO 8501-1 :1996, natomiast chropowatość podłoża po obróbce strumieniowo-ściernej zgodnie z PN-EN ISO 8503.
Norma PN-ISO 8501-1 określa cztery stopnie skorodowania powierzchni stalowych oraz stopnie przygotowania podłoży stalowych przed nakładaniem farb. Stopnie przygotowania są zdefiniowane za pomocą opisu wyglądu powierzchni po oczyszczeniu oraz wzorców fotograficznych charakterystycznych dla poszczególnych przykładów. Każdy ze stopni przygotowania oznaczony jest odpowiednimi literami określającymi zastosowaną metodę czyszczenia:
• Sa - obróbka strumieniowo-ścierna
Sa l - zgrubna obróbka strumieniowo-ścierna - na oglądanej powierzchni nie mogą występować olej, smary, pył, słabo przylegające: zgorzelina walcownicza, rdza, powłoki malarskie i obce zanieczyszczenia (sole rozpuszczalne w wodzie, pozostałości spawalnicze).
Sa 2 - gruntowna obróbka strumieniowo-ścierna - na oglądanej powierzchni nie mogą występować: olej, smary, pył, większe ślady zgorzeliny walcowniczej, rdzy, starej powłoki malarskiej i obce zanieczyszczenia. Wszystkie szczątkowe zanieczyszczenia silnie przylegają. Powierzchnia szara metaliczna..
Sa 2 1/2 - bardziej gruntowna obróbka strumieniowo-ścierna - na oglądanej powierzchni nie mogą występować: olej, smar, pył, zgorzelina walcownicza, rdza, powłoki malarskie czy obce zanieczyszczenia. Powierzchnia ma prawie jednolitą metaliczną barwę tzw. "prawie białego metalu". Mogą zostać jedynie ślady zanieczyszczeń w postaci zaciemnień w kształcie kropek lub pasków.
Sa 3 - obróbka strumieniowo-ścierna do stali wzrokowo czystej - na oglądanej powierzchni nie może być oleju, smaru, pyłu, zgorzeliny walcowniczej, rdzy, powłoki malarskiej czy obcych zanieczyszczeń. Powierzchnia ma jednolitą metaliczną barwę tzw. "białego metalu".
• St - czyszczenie ręczne i z wykorzystaniem narzędzi o napędzie mechanicznym
St 2 - na oglądanej powierzchni nie mogą występować olej, smary, pył, słabo przylegająca zgorzelina walcownicza, rdza, powłoka malarska i obce zanieczyszczenia; powierzchnia wykazuje metaliczny połysk.
St 3 - wymagania takie jak dla St 2 z tą różnicą, że powierzchnię należy czyścić, dopóki nie nabierze zdecydowanie metalicznego połysku (od metalowego podłoża).
Zabezpieczenie blachy ocynkowanej
Blacha ocynkowana to także dość niekorzystne podłoże dla większości powłok malarskich, ze względu na trudności w uzyskaniu dobrej przyczepności pokrycia malarskiego do gładkiego podłoża. Przygotowanie podłoża należy przeprowadzić następująco:
- odtłuścić podłoże zmywając je roztworem EMULSOLU RN – 1, a następnie spłukać czystą wodą i wysuszyć.
- blachę ocynkowaną sezonowaną można także oczyścić przez zmycie powierzchni roztworem amoniaku (1 – 2 %) z dodatkiem detergentów.
- zanieczyszczenia mechaniczne jak również produkty korozji należy usunąć przez szczotkowanie szczotkami nylonowymi, szczotkami z twardego włosia, naturalnego lub sztucznego, szlifowaniem papierem ściernym. Przygotowane do malowania podłoże powinno być suche i pozbawione wszelkich zanieczyszczeń.
Zabezpieczenie blachy aluminiowej
Powierzchnia aluminiowa ze względów przeciwkorozyjnych i kolorystycznych najczęściej jest pokryta powłoką konwersyjną wytworzoną w procesie elektrochemicznym (utlenianie anodowe) lub chemicznym (chromianowanie, fosforanowanie), polepsza to przyczepność powłoki malarskiej. Przed malowaniem powierzchnię należy oczyścić z luźnej rdzy i innych zanieczyszczeń metodą ręczną lub mechaniczną szczotkami stalowymi, bądź strumieniowo – ścierną za pomocą miękkiego ścierniwa naturalnego. A następnie odtłuścić przez zmycie wodą z detergentem niejonowym.
Przygotowanie powierzchni metali nieżelaznych
Metale nieżelazne są na ogół niezbyt dobrym podłożem dla powłok malarskich, głównie z uwagi na trudności uzyskania dobrej przyczepności do nich pokrycia malarskiego. O złej adhezji decyduje tu duża gładkość powierzchni oraz duża reaktywność cynku, glinu oraz ich stopów, która sprzyja wytwarzaniu dość zwartej i kruchej warstwy tlenków bądź węglanów tych metali, wpływających negatywnie na składniki błonotwórcze powłoki malarskiej. Efektem tego jest brak przyczepności powłoki malarskiej, marszczenie – co może doprowadzić do zniszczenia powłoki.
Powszechnie stosowanym sposobem przygotowania powierzchni metali nieżelaznych przed malowaniem jest wytwarzanie powłoki konwersyjnej metodą chemiczną lub elektrochemiczną. Powłoka konwersyjna jest ściśle związana z metalem, nierozpuszczalna w wodzie i środowisku wywołującym ten proces oraz działa jak izolator elektryczny. Zapewnia przez to większą odporność korozyjną metalu oraz lepszą przyczepność powłoki.
Przygotowanie podłoża betonowego
Podłoże betonowe odpowiednio przygotowane pod zestaw malarski powinno być czyste, bez rys występów i szczelin. Wilgotność powierzchniowej warstwy betonu przeznaczonego do malowania wyrobami epoksydowymi nie powinna przekraczać 3% lub 4% (w zależności od farby). Nierówności powierzchni nie powinny być większe niż 1/3 grubości malarskiego zestawu powłokowego. Wypukłe krawędzie płaszczyzn, naroża i załamania powierzchni należy zaokrąglić. Czynności te powinny być wykonane możliwie wcześnie, zanim beton uzyska pełną wytrzymałość. Należy go odpylić oraz w razie potrzeby odtłuścić. Tłuste plamy należy usuwać przez przecieranie zanieczyszczeń powierzchni tkaniną bawełnianą zmoczoną w odpowiednim rozpuszczalniku. Powierzchnie należy oczyścić za pomocą ręcznych lub mechanicznych stalowych szczotek drucianych lub przez delikatne przepiaskowanie. Obecnie nową metodą czyszczenia betonu jest czyszczenie wodą pod wysokim ciśnieniem.
Świeżo wykonane podłoża betonowe i tynki powinny być malowane po określonym czasie utwardzania i karbonizacji. Okres ten podany jest w instrukcjach stosowania poszczególnych farb. Powierzchnia tynków przygotowana do malowania. odpowiadająca wymaganiom normy PN- 70/B-101100, powinna być czysta, gładka, równa, bez rys, spękań, wykwitów, zacieków, tłuszczów, pyłów i innych zanieczyszczeń. Tynki powinny wykazywać wystarczającą wytrzymałość mechaniczną oraz nie powinny ścierać się przy potarciu ręką.
Ważną rzeczą w przygotowaniu tynków przed malowaniem jest: usunięcie starych powłok klejowych i wapiennych oraz mycie i nawilżenie powierzchni. Stare tynki, w celu usunięcia z nich zanieczyszczeń, zmywa się wodnymi roztworami mydła za pomocą szczotek o twardym włosiu.
