Do czasu wzrostu zanieczyszczenia atmosfery powodowanego przez industrializację i ruch samochodowy, uniwersalnym rozwiązaniem dającym doskonałe efekty były wszelkiego rodzaju powłoki cynkowe, traktowane jako zabezpieczenia jednowarstwowe, chroniące skutecznie stal nawet przez okres około 25 lat i dłużej. Obecny stan otaczającego nas środowiska, pomimo następującej ostatnio poprawy, wymusza stosowanie systemów powłokowych, w których warstwa cynku jest dodatkowo chroniona przez powłoki malarskie. Tego typu zabezpieczenia antykorozyjne na stali noszą nazwę - system DUPLEX i ich popularność w Polsce z wykorzystaniem farb proszkowych stale rośnie.
Klasyfikacja zagrożeń korozyjnych atmosfery
Planowanie produkcji, wymiana informacji z inwestorem, ocena jakości wykonanych zabezpieczeń korozyjnych itp. wymaga platformy komunikacji pozwalającej na posługiwanie terminami rozumianymi tak samo przez wszystkich uczestników procesów decyzyjnych. Stąd tak ważne miejsce normalizacji w nowoczesnym obrocie gospodarczym. Norma PN EN ISO 12944 - "Farby i lakiery - Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich" porządkuje kryteria wyboru i przykłady zabezpieczeń konstrukcji stalowych i stalowych ocynkowanych, umożliwiając planowanie ich trwałości w określonych warunkach eksploatacji. Trwałość (czas od wykonania powłoki do pierwszej generalnej renowacji) została podzielona na trzy zakresy:
Podane w tabeli przykłady poszczególnych kategorii korozyjności pozwalają na dopasowanie spodziewanych warunków eksploatacji wyrobów do wymagań, jakim powłoki ochronne muszą sprostać podczas badań laboratoryjnych, bez wnikania w nazwy norm i liczby godzin przeprowadzanych testów. Dla osób spoza branży korozyjnej są pomocą we właściwym dopasowaniu poziomu zagrożenia do warunków rzeczywistych.
Tabela 1.
Trwałość powłok cynkowych
Myśląc o powłokach cynkowych musimy pamiętać, że możemy mieć do czynienia z trzema różnymi metodami nakładania cynku na stal: galwaniczną, zanurzeniową i natryskową. Rodzaj zastosowanej metody cynkowania ma bezpośredni wpływ na grubość otrzymywanej powłoki. Przy metodzie galwanicznej jest to najczęściej 5-25 µm (rzadko powyżej 50 µm), zanurzeniowo 20-50 µm przy ciągłej metodzie pokrywania i 50-200 µm przy indywidualnych zanurzeniach oraz 50-300 µm dla powłok natryskiwanych cieplnie. Powłoki cynkowe zachowują się dobrze w zakresach pH od 6-7 do pH 10-11 oraz wtedy, kiedy nie oddziaływają na nie agresywne jony chlorkowe czy siarczanowe.
Kategorie korozyjności / Ubytek grubości powłoki cynku µm
C1 < 0,1
C2 0,1-0,7
C3 0,7-2,1
C4 2,1-4,2
C5-I 4,2-8,4
C5-M 4,2-8,4
Amerykańskie badania dotyczące trwałości powłok cynkowych w atmosferze (bez odniesienia do kategorii korozyjności), prowadzone na elementach o różnych kształtach, pokrytych różnymi rodzajami powłok cynkowych, wykazały liniową zależność trwałości powłoki od jej grubości i brak wpływu technologii nakładania na trwałość uzyskanego zabezpieczenia.
W obszarach o małym zagrożeniu korozyjnym żywotność powłok cynkowych jest bardziej niż wystarczająca. W miejscach o większym zagrożeniu, gdzie czas ochronny skraca się do ok. 10 lat i poniżej, konieczność ochrony cynku dodatkową powłoką malarską wydaje się rozwiązaniem najprostszym i najbardziej efektywnym.
Powłoki DUPLEX z wykorzystaniem farb proszkowych
System DUPLEX jest obiegowym określeniem metody zabezpieczania wielowarstwowego elementów stalowych z wykorzystaniem cynku jako bariery elektrochemicznej. W większości zastosowań, szczególnie w przypadku dużych konstrukcji czy obiektów eksploatowanych już od pewnego czasu, powłoka cynkowa jest pokrywana farbami ciekłymi. Zastosowanie farb proszkowych do ochrony powłok cynkowych stało się popularne kilkanaście lat temu w Niemczech i dzięki zamówieniom niemieckich klientów realizowanym w Polsce, zostało przeniesione do oferty produkcyjnej naszych zakładów wykonujących zabezpieczenia antykorozyjne wyrobów stalowych. W ostatnich latach zyskuje coraz większą popularność i należy sądzić, że ma przed sobą obiecującą przyszłość.
Szacunkową trwałość systemów DUPLEX możemy określić w następujący sposób:
TD = n × (TC + TL)
gdzie:
TD - trwałość systemu DUPLEX
TC - trwałość samodzielnej powłoki cynkowej
TL - trwałość samodzielnej powłoki malarskiej
n - współczynnik współdziałania powłok (osiąga wartość 1,2 - 2,5)
Jak można wywnioskować z powyższego wzoru, pokrycie ocynkowanej stali warstwą malarską stanowi nową jakość, pozwalając na wydłużenie trwałości systemu powłok w sposób bardzo efektywny. Dla uzyskania spodziewanego efektu ochronnego konieczne jest jednak bezwarunkowe dopełnienie wymagań technicznych poszczególnych operacji przygotowania powierzchni i nakładania powłok.
