Самые распространенные способы поверхностной защиты стали:

  • Антикоррозийное лакокрасочное покрытие
  • Горячая гальванизация погружением
  • Гальванопластика
  • Гальванизация напылением
  • Хромирование
  • Напыление алюминия
  • Нанесение резинового покрытия
  • Нанесение полимерных покрытий на стальные листы (койлкоутинг)

Самым распространенным методом защиты стальных строительных деталей является горячая гальванизация. Этот простой процесс представляет собой покрытие поверхности стали устойчивым к коррозии металла цинком или цинк-алюминиевым сплавом. Цинк и сплавы цинка защищают сталь двумя способами. Во-первых, как и краска, они обеспечивают барьерную защиту. Во-вторых, они обеспечивают гальваническую защиту, т.е. под действием факторов коррозии цинк разрушается, сохраняя сталь.

В дополнение к металлическому покрытию, многие плоские строительные детали, например, облицовочные и кровельные элементы, имеют верхнее органическое покрытие, увеличивающее долговечность и улучшающее внешний вид элементов. Существует широкий диапазон покрытий, предназначенных для различных видов продукции. Толщина покрытия может варьироваться в пределах от 25 до 200 мкм.

Антикоррозионная краска

Краска представляет собой барьерное покрытие, которое при правильном использовании, обеспечивает достаточную защиту стали от коррозии. Однако антикоррозионная краска не всегда выполняет свою защитную функцию в полной мере. Даже под идеально нанесенной краской при продолжительном контакте с водой появляется коррозия.

В любом случае, антикоррозионную краску необходимо наносить на чистую подготовленную поверхность. Подготовка поверхности и защита стали от коррозии с помощью антикоррозийных лакокрасочных покрытий описаны во многих стандартах.

Предварительная подготовка:

Перед нанесением краски поверхность необходимо полностью очистить. Стандарты проверки чистоты поверхности стали приведены в ISO 8501-1 и ISO 8501-2

Чистота поверхности оценивается в соответствии со стандартом ISO 8502 части с 1 по 9 и части 11 и 12, где описана подготовка стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий, а также способы проверки чистоты поверхности.

Шероховатость стальной поверхности влияет на адгезию краски и защиту от коррозии. Шероховатость поверхности можно оценить по стандарту ISO 8503-1 части с 1 по 5, где описана подготовка стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий, а также характеристики шероховатости поверхности, очищенной пескоструйным способом.

Способы подготовки стальных поверхностей приведены в стандарте ISO 8504 части с 1 по 3, где описана подготовка стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий.

Информация об абразивных материалах для пескоструйной обработки приведены в стандарте ISO 11124 части 1 по 4, где описана подготовка стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий - спецификации металлических абразивов для пескоструйной обработки.

ISO 11126 части 1, 3 по 10 посвящены подготовке стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий - спецификации неметаллических абразивных материалов для пескоструйной обработки

 

Защитные лакокрасочные покрытия

Защитные лакокрасочные покрытия описаны в следующих стандартах:

ISO 12944-1 «Лаки и краски». Классификация защитных лакокрасочных систем по долговечности (сроку службы). Класс долговечности не подразумевает какого-либо гарантированного периода защиты, но предполагает определенный срок службы, после которого требуется повторное окрашивание.

Лаки и краски». Классификация защитных лакокрасочных систем по долговечности (сроку службы). Класс долговечности не подразумевает какого-либо гарантированного периода защиты, но предполагает определенный срок службы, после которого требуется повторное окрашивание.

ISO 12944-2 «Лаки и краски». Категории коррозии в зависимости от окружающей среды и нагрузок, связанных с погружением в почву или водную среду. (таблицы 1и 2)

«Лаки и краски». Категории коррозии в зависимости от окружающей среды и нагрузок, связанных с погружением в почву или водную среду. (таблицы 1и 2)

ISO 12944-3 «Лаки и краски». Нормы проектирования.

Лаки и краски». Нормы проектирования.

ISO 12944-4 «Лаки и краски». Типы поверхностей и подготовка поверхностей.

Лаки и краски». Типы поверхностей и подготовка поверхностей.

ISO 12944-5 «Лаки и краски». Защитные лакокрасочные системы. Наиболее распространенные типы антикоррозийных красок и указания по выбору красок для использования в различных условиях.

«Лаки и краски». Защитные лакокрасочные системы. Наиболее распространенные типы антикоррозийных красок и указания по выбору красок для использования в различных условиях.

ISO 12944-6 «Лаки и краски». Лабораторные методы испытания для определения рабочих характеристик.

Лаки и краски». Лабораторные методы испытания для определения рабочих характеристик.

ISO 12944-7 «Лаки и краски». Проведение покрасочных работ и надзор за ними. 

7 «Лаки и краски». Проведение покрасочных работ и надзор за ними. 

ISO 12944-8 «Лаки и краски». Разработка технических условий на новую работу и ее обеспечение.

Лаки и краски». Разработка технических условий на новую работу и ее обеспечение.

Заводская грунтовка

Заводская грунтовка наносится на стальную поверхность сразу после пескоструйной обработки, для временной защиты от коррозии в процессе производства, транспортировки, монтажа и хранения. Краска обычно наносится поверх заводской грунтовки, на которую обычно наносится также новый слой грунтовки. Как правило, заводская грунтовка не является частью конечной лакокрасочной системы, поэтому в некоторых случаях ее необходимо смывать. Детали, поставляемые в заводской грунтовке, можно скреплять сваркой.

Руководство по выбору и применению стальных грунтовок приведено в EN ISO 12944-5, приложение «B» и EN 10238 «Изделия из конструкционной стали, подвергаемые автоматической пескоструйной очистке и грунтовке»

Цинковые покрытия

Цинковые покрытия могут наноситься с помощью:

  • Горячей гальванизации погружением
  • Гальванопластики
  • Гальванизации напылением
  • Нанесением красок с высоким содержанием цинка

Стойкость цинкового покрытия к атмосферной коррозии линейно зависит от его толщины. Например, покрытие толщиной 20 мкм в тех же условиях прослужит вдвое дольше, чем покрытие толщиной 10 мкм.

Наиболее распространенный способ нанесения цинкового покрытия на стальные конструкции - горячее цинкование погружением (горячая гальванизация погружением).

В таблице 3 приведены типовые характеристики различных цинковых покрытий:Таблице 3.  Сравнение цинковых покрытий

 

Толщина покрытия
Горячее цинкование погружением Обычно 50-100 мкм (до 250 мкм) толщиной. Непрерывное цинкование стального листа: 10-30 мкм
Гальванопластика Обычно от 5 до 15 мкм. Стоимость толстых покрытий велика
Цинкование напылением Различная толщина покрытия, обычно от 80 до 150 мкм (редко превышает 250 мкм)
Краски с высоким содержанием цинка От 10 до 60 мкм на один слой
Адгезия цинка к стали
Горячее цинкование погружением Металлургическое наплавление
Гальванопластика Межатомные связи/ механическая адгезия
Цинкование напылением Механическая адгезия. Хорошего качества при условии правильной дробеструйной обработки
Краски с высоким содержанием цинка Зависит от связующего и качества дробеструйной обработки
Структура покрытия
Горячее цинкование погружением Цинкование отдельных деталей: цинко-железный слой плюс внешний слой цинка. Непрерывное цинкование: очень тонкий железо-алюминиево-цинковый слой и слой чистого цинка (99 %)
Гальванопластика Чистый цинк
Цинкование напылением Покрытие образовано напылением чистого цинка. Покрытие несколько окисленное и пористое
Краски с высоким содержанием цинка В лучших материалах содержание цинка в краске достигает 90%
Равномерность и непрерывность
Горячее цинкование погружением Равномерность и непрерывность покрытия оцениваются как хорошие. Избыточные дорожки цинка при серийном изготовлении
Гальванопластика Покрытие равномерное. Степень равномерности зависит от эффективности работы ванны
Цинкование напылением Зависит от навыков исполнителя. Покрытие пористое, однако, поры быстро заполняются солями цинка, что в результате делает покрытие плотным
Краски с высоким содержанием цинка Равномерность и непрерывность покрытия оцениваются как хорошие. При наличии пор, они быстро заполняются продуктами реакций
Предварительная обработка
Горячее цинкование погружением Цинкование отдельных деталей: обезжиривание и травление кислотой
Гальванопластика Обезжиривание и травление кислотой
Цинкование напылением Дробеструйная обработка (степень очистки не менее Sa3)
Краски с высоким содержанием цинка Дробеструйная обработка (степень очистки от Sa2 до Sa3)
Коррозионная стойкость
Горячее цинкование погружением Хорошая
Гальванопластика Ограниченная (в зависимости от толщины покрытия)
Цинкование напылением Хорошая
Краски с высоким содержанием цинка Ограниченная
Стандарты
Горячее цинкование погружением EN ISO 1461, EN ISO 14713, ISO 3575 (сталь с покрытием)
Гальванопластика ISO 2081
Коррозионная стойкость
Горячее цинкование погружением Размер объекта зависит от размеров ванны для цинкования. Для обработки длинных объектов может применяться погружение с переворачиванием. Объекты должны быть спроектированы таким образом, чтобы было возможно горячее цинкование погружением
Гальванопластика Размеры ограничены емкостью. Обычно применяется для мелких деталей простой формы. Подходит для листа и проволоки. В процессе не выделяется тепло
Цинкование напылением Размеры и форма не ограничены. Экономично в случае объектов, масса которых велика по сравнению с площадью поверхности. Неэкономично в случае для неразборных каркасных конструкций. Применение ограничено доступностью поверхностей. Лучший метод получения толстых покрытий
Краски с высоким содержанием цинка Подходит для тех же применений, что и все краски. Проблематично нанесение в узких местах

 

Скорость атмосферной коррозии цинка примерно в 10 раз меньше, чем у стали, и составляет:

  1. В открытой атмосфере сельской местности: < 1 мкм/год
  2. В открытой атмосфере города: ≈ 2 мкм/год
  3. В промышленной атмосфере: от 2 до 10 мкм/год
  4. В морской атмосфере: ≈ 2 мкм/год

Ожидаемые сроки службы цинковых покрытий представлены на Рисунке 1.

Рисунок 1. Ожидаемые сроки службы цинковых покрытий.

Нержавеющие стали

Нержавеющая сталь является самым стойким к коррозии типом стали, используемым в строительстве. Нержавеющие стали содержат не менее 11% хрома, который образует на поверхности тонкую оксидную пленку, защищающую материал от коррозии. При повреждении этот защитный слой просто образуется заново. Нержавеющая сталь редко применяется в качестве конструкционной, но иногда используется в некоторых строительных деталях, например, в перемычках и опорных системах для кладки. Наиболее распространено применение нержавеющей стали в кровле и облицовке, а также внутри помещений, например для изготовления эскалаторов, дверей, ограждений и т.д.