Parametry wstępne i dobór systemu dla ochrony antykorozyjnej

Parametry wstępne

Międzynarodowa norma ISO 12944 dotycząca ochrony konstrukcji stalowych przed korozją za pomocą systemów malarskich określa jasno wytyczne doboru zabezpieczania antykorozyjnego. Przy doborze systemu malarskiego należy przeanalizować następujące parametry:

korozyjność i środowisko pracy
trwałość powłoki
stopień oczyszczenia konstrukcji oraz sposób przygotowania nawierzchni
grubość warstw oraz ilość powłok (ekonomia)
rodzaj farby

Zgodnie z normą ISO 12944-2 korozyjność atmosferyczna jest dzielona na sześć kategorii:

C1 – bardzo niska
C2 – niska
C3 – średnia
C4 – wysoka
C5-I – bardzo wysoka (środowisko przemysłowe)
C5-M – bardzo wysoka (środowisko morskie)

W normie ISO 12944-2 istnieją trzy stopnie korozyjności konstrukcji zanurzonej w wodzie lub zakopanej w gruncie:

lm1 – zanurzenie w wodzie (słodkiej), np. konstrukcje rzeczne, instalacje do uzyskiwania energii wodnej
lm2 – zanurzenie w wodzie morskiej lub słonej, np. konstrukcje portowe
lm3 – zakopanie w ziemi, np. pojemniki podziemne, stalowe belki lub podobne konstrukcje

W normie ISO 12944-1 podano trzy stopnie trwałości powłok:

L – niska, czyli do 7 lat
M – średnia, czyli od 7 do 15 lat
H – wysoka, czyli od 15 do 25 lat
VH – bardzo wysoka, czyli powyżej 25 lat

Trwałość nie równa się gwarancji na niezawodność powłoki.

Rodzaje farb

Powierzchnie stalowe pod wpływem działania tlenu i wilgoci utleniają się, dlatego wymagają zabezpieczenia antykorozyjnego. Najpopularniejszą metodą ochrony przed korozją jest stosowania systemów malarskich.

Norma wyszczególnia następujące rodzaje farb:

Farba	Opis
Alkidowa (AK)	Wyrób jednoskładnikowy, utwardza się w wyniku reakcji chemicznej z tlenem.
Akrylowa (AY)	Jest to również wyrób jednoskładnikowy. Dostępne w dwóch rodzajach: wodnych i rozpuszczalnikowych. Główną równicą z farbą alkidową jest to, że po możemy farbę zmyć, rozpuszczając w tym samym rozpuszczalniku.
Etylokrzemianowe (ESI)	Dostarczane jako jedno lub dwuskładnikowe. Powłoki wysychają w skutek wysychania i sieciowania w wyniku reakcji z wilgocią w powietrzu. Więc ilość wilgoci ma znaczenie przy szybkości wysychania.
Epoksydowa (EP)	Wyrób dwuskładnikowy, utwardza się na skutek odparowania rozpuszczalnika. Sieciuje w wyniku reakcji z utwardzaczem.
Poliuretanowa (PUR)	Jednoskładnikowy wyrób lakierniczy, utwardzana w wyniku reakcji z wilgocią w powietrzu. Utwardzanie jest nieodwracalne.
Poliasparginowa (PAS)	Dostarczany jako wyrób dwuskładnikowy. Wysycha przez odparowanie rozpuszczalnika. Czas schnięcia zależny od ruchu powietrza, wilgotności i temperatury.
Polisiloksanowe (PS)	Wyrób jedno lub dwuskładnikowy. Farby jednoskładnikowe wysychają przez odparowanie rozpuszczalnika i reakcję chemiczną z wilgocią. Farby dwuskładnikowe schną poprzez odparowanie i sieciowanie składników farby z utwardzaczem.

Porównanie rodzajów powłok wg. ISO 12944-5:2018 – dobór farby

Rodzaje gruntu

Pierwszą powłoką w systemach malarskich zazwyczaj jest grunt, choć dzisiejsza technologia pozwala na malowanie systemami jednowarstwowymi, tzw. gruntoemalie. Grunt stanowi powłokę sczepną. Stosuje się go bezpośrednio na oczyszczoną strumieniowo – ściernie i odtłuszczoną stal.

Norma podaje dwa rodzaje gruntów:

Grunty wyeksperymentowane cynkiem Zn (R) – czyli takie, które zawierają pył cynkowy w min. 80% substancji stałych.
inne grunty
- Epoksydowe (EPF)
- Poli(winylobutyral) PVBF
- Akrylowe (AYF)
- Kamienowo-etylowe z cynkiem (ESIZ)
- Epoksydowe z cynkiem (EPZ)

Kompatybilność gruntu i farby nawierzchniowej

Grunt do czasowej ochrony		Kompatybilność gruntu z gruntem systemu malarskiego
Rodzaj substancji błonotwórczej	Substancja antykorozyjna	AK	AY	EP	PUR	Zn ESI
AK	Różnorodne	tak	tak	nie	nie	nie
EP	Różnorodne	tak	tak	tak	tak	nie
EP	Pył cynkowy	nie	tak	tak	tak	nie
ESI	Pył cynkowy	nie	tak	tak	tak	tak*
AY (wodrozpuszczlane)	Różnorodne	nie	tak	nie	nie	nie

* wymaga omiatania ścierniwem

Dobór rodzaju farby

Powołując się na normę ISO-12944-5, możemy określić system malarski, jaki powinien zostać zastosowany do zabezpieczenia naszej konstrukcji, minimalną liczbę powłok oraz grubość całego systemu.

Trwałość		L		M		H		VH
Grunt		EP, PUR	AY	EP, PUR	AY	EP, PUR	AY	EP, PUR	AY
Nawierzchnia		EP, PUR, AY	AY	EP, PUR, AY	AY	EP, PUR, AY	AY	EP, PUR, AY	AY
C2	Powłok	–	–	–	–	1	1	1	2
	Grubość	–	–	–	–	80	80	120	160
C3	Powłok	–	–	1	1	1	2	2	2
	Grubość	–	–	80	80	120	160	160	200
C4	Powłok	1	1	1	2	2	2	2	–
	Grubość	80	80	120	160	160	200	200	–
C5	Powłok	1	2	2	2	2	–	2	–
	Grubość	120	160	160	200	200	–	240	–

Matryca wyboru farb wg. ISO 12944-5:2018 – dobór farby

Obliczenie zużycia farby

W celu obliczenia teoretycznego zużycia farby możemy wykorzystać wzór:

\(M_{t}=\frac{K_{p}\cdot A}{10 \cdot V}\)

gdzie:

\(M_{t}\)	–	teoretyczne zużycie farby w l
\(K_{p}\)	–	grubość suchego filmu (µm)
\(A\)	–	powierzchnia do aplikacji (m²)
\(V\)	–	procentowa zawartość substancji stałej w objętości (%)

Biorąc pod uwagę rozkurz oraz fakt, że niewielka ilość farby pozostaje w pojemniku, dyszy i pompie, wzór możemy zmodyfikować o współczynnik strat.

\(M_{t}=w_{str}\cdot\frac{K_{p}\cdot A}{10 \cdot V}\)

gdzie:

\(w_{str}\)

–

współczynnik zwiększający od start od 1 – x.00.

Oczywiście, wartość zużycia będzie przybliżona, a współczynniki start należy dobrać wg własnego doświadczenia. Przykładowe wartości współczynnika start podaje poniższa tabela:

\(w_{str}\)	Rodzaj konstrukcji
2,5	stężenia i tężniki
1,7	walcówka
1,4	płaszczyzny i blachy
2	elementy ażurowe i kratownice

Przykładowe współczynniki start – dobór farby

Literatura:

PN-EN ISO 12944-1. Farby i lakiery. Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich. Część 1: Ogólne wprowadzenie (2018).

PKN.PN-EN ISO 12944-5. Farby i lakiery. Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich. Część 5: Ochronne systemy malarskie (2018). UE: PKN.

TEKNOS. (2012). Podręcznik ochrony przeciwkorozyjnej powierzchni stalowych z zastosowaniem systemów malarskich TEKNOS. Retrieved from https://www.teknos.com/globalassets/teknos.pl/przewodnik-po-antykorozji-pl.pdf