ЦИНКНАПОЛНЕННЫЕ КРАСКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛИ ОТ КОРРОЗИИ
1. Общая характеристика цинкнаполненных красок и их применения.
.Наиболее длительную защиту стали от коррозии обеспечивает цинковое покрытие, нанесенное традиционным методом горячего цинкования. Однако применение этого метода для защиты крупногабаритных металлоконструкций, а также при проведении ремонтных работ невозможно, и на практике не используется.
В связи с этим большое распространение получили цинкнаполненные краски (ЦНК), нанесение которых на поверхность углеродистой и малолегированной стали получило название метода холодного цинкования. Холодное цинкование – это нанесение на подготовленную поверхность способами, применяемыми для обычных полимерных красок, специального цинксодержащего состава, в результате чего образуется покрытие, обладающее свойствами, присущими горячеоцинкованному и полимерному покрытиям.
Использование холодного цинкования эффективно как для получения самостоятельного покрытия или предварительного грунтования в системах защиты, так и для межоперационной защиты стали и ремонта ранее оцинкованных поверхностей. Метод холодного цинкования имеет ряд преимуществ в сравнении с горячим методом. Например, возможность производить сварку по покрытию, на месте оцинковывать сварные швы, ремонтировать дефекты покрытия, осуществлять цинкование в производственных и полевых условиях, причём в широких пределах температур, получая эластичное покрытие, выдерживающее механическую деформацию, термическое расширение и сжатие в широком диапазоне температур.
В настоящее время ЦНК успешно используются на практике в нашей стране, а за рубежом они применяются не менее 50 лет. Ассортимент таких красок обширный. Различаются они, главным образом, природой полимера (основы краски), который определяет основные свойства покрытия: адгезию, твёрдость, химстойкость, эластичность, термостойкость и др. В соответствии с выбранной основой, краски могут быть одно-, двух- и даже трёхупаковочными, иметь при этом разную длительность сушки покрытия, экологическую безопасность и т.д.Выбор системы покрытия осуществляется в соответствии с проектом антикоррозионной защиты для конкретного объекта с учётом типа и состояния конструкции, степени загрязнения и разрушения поверхности, коррозионной опасности среды, требуемого срока защиты, условий технической эксплуатации, стоимости защиты и др.
При самостоятельном использовании ЦНК покрытие состоит из двух-трёх слоёв ЦНК, а система защиты – из 1-2х слоёв грунта ЦНК и 1-3х слоёв эмали. При этом защиту от коррозии обеспечивают грунтовочные слои, а эмалевые покрытия выполняют роль защитно-декоративного слоя, который, как правило, раньше выходит из строя, чем наступает коррозия. В этом случае необходимо проведение ремонта покровного слоя, что существенно продлит срок службы системы покрытия при минимальных затратах на её ремонт. Срок службы покрытия определяется не только правильным подбором краски и системы покрытия, но, главным образом, степенью очистки поверхности.
Для обеспечения максимально возможного срока эксплуатации необходима абразиво-струйная обработка поверхности и создание оптимальной шероховатости поверхности, подбираемой исходя из общей толщины покрытия: высота пиков не должна превышать 50% общей толщины слоя. К сожалению, этот способ очистки не всегда осуществим, особенно при проведении ремонтов конструкций, имеющих большие слои ржавчины с язвами, многослойные старые покрытия на стальной поверхности с толщиной стенки не более 3 мм и т.д. В этом случае используются приемлемые для конкретных условий другие методы или их сочетание: ручной и механизированный способы, применение смывок, различных преобразователей ржавчины. Срок службы таких покрытий существенно снижается в сравнении со струйной очисткой, но всегда выше, чем чисто полимерное покрытие.
Непременно соблюдать общее правило: перед нанесением ЦНК необходимо максимальное удаление с поверхности ржавчины, окалины, старой краски, грязи, пыли и масел (обезжиривание) любыми приемлемыми в данных условиях методами в соответствии с требованиями ГОСТ 9.402- 2004. В зависимости от достигнутой степени очистки с учётом агрессивности среды выбирается ЦНК и, если нужно, покровной слой.
2. Условия применения цинкнаполненных красок.
ООО НПП «Уралавтохим» производит следующие ЦНК: ЦинкКОС, ЦИНАКОЛ, ЦинкАС-М, ЦХСК-1467, ТЕРМОЦИН, и соответствующие им (на той же основе) алюмонаполненные краски: АЛКОС, АЛЮМОЛ, АлюмАС-М, ТЕРМАЛЬ, а также лак ХСК-2467. Все краски, кроме ЦинкКОС, одноупаковочные готовые к употреблению быстросохнущие длительного хранения.
ЦинкКОС – 2-х упаковочный материал, готовится перед употреблением с жизнестойкостью не менее 8 час. Каждая из указанных красок имеет особенности в применении: часть из них только атмосферостойкие, другие – универсальные и применяются для защиты поверхностей стали при контакте с жидкими, газообразными агрессивными средами , а также почвой на различной глубине прокладки конструкций. Все алюмонаполненные краски применяются исключительно для покрытий, эксплуатирующихся в открытой атмосфере, а лак ХСК-2467, напротив, только в жидких агрессивных средах. Некоторые краски, в частности ЦинкКОС, ЦИНАКОЛ, АЛКОС и АЛЮМОЛ имеют аналоги в отечественных и зарубежных материалах.
Краски ЦинкАС-М, ЦХСК-1467, ТЕРМОЦИН, АлюмАС-М, ТЕРМАЛЬ и лак ХСК-2467 – не имеют аналогов, являются разработками и производятся ООО НПП «Уралавтохим», г. Екатеринбург. Все перечисленные выше материалы сертифицированы по требованиям безопасности применения в различных агрессивных средах, а ЦинкКОС и ЦИНАКОЛ, помимо этого, в холодной и горячей питьевой воде. Кроме этого, покрытия ЦНК и системы защиты на их основе прошли испытания в специализированных лицензированных испытательных центрах: ОАО ЦНИИС (Научно-исследовательский центр «Строительные материалы и изделия»), г. Москва, ЦНИИПСК им. Мельникова, г. Москва, ЗАО «Испытательный Центр ВННИИГС», г. Санкт-Петербург, ФГУП ВНИИЖТ, г. Москва, ГУП «ИПТЭР», г. Уфа, ФГУП «Уралтрансмаш», г. Екатеринбург и др.
Применение указанных материалов для защиты конкретного объекта определяется, как уже упоминалось выше, особенностями конструкции, эксплуатации, состояния поверхности, требованиями к сроку службы покрытия, состоянием и агрессивностью среды.
1) При эксплуатации в открытой атмосфере ЦНК в качестве самостоятельного покрытия используются редко.
Это обусловлено тем, что в процессе длительной эксплуатации на поверхности покрытия образуется белая коррозия и нарушается его декоративность. Поэтому в открытой атмосфере в условиях умеренного и холодного климата особенно в присутствии агрессивных газов (промышленная атмосфера), применяются системы защиты. Для применения в качестве грунтовочного слоя предназначены ЦинкКОС, ЦИНАКОЛ, ЦинкАС-М, ЦХСК-1467, ТЕРМОЦИН, а в качестве покровных слоёв - алюминиевые краски или эмали. Срок службы таких систем составляет 10-15 лет при струйно-абразивной очистке поверхности стали до степени не менее 2-й по ГОСТ 9.402-2004 или Sт-21/2 по ИСО 8501-1:1988 при оптимальной величине шероховатости поверхности по Rz 40мкм.
Такая степень очистки требуется при грунтовании красками ЦинкКОС, ЦИНАКОЛ, ЦХСК-1467 и ТЕРМОЦИН. При грунтовании краской ЦинкАС-М допускается 3-я степень очистки, нанесение по гладкой поверхности металла с остатками старой краски не более 10% поверхности, но обязательно тщательно обезжиренной. Срок службы покрытия при этом снижается на 30%, но значительно превышает его в сравнении с чисто полимерным покрытием. Характеристика красок и результаты испытания систем защиты прилагаются (Приложения).
2) При контакте с жидкими средами применяются ЦинкКОС, ЦИНАКОЛ, ЦХСК-1467.
ЦинкКОС и ЦИНАКОЛ всегда применяются в качестве самостоятельного покрытия в 3-4 слоя по всей поверхности, а ЦХСК-1467 с покровным слоем лака ХСК-2467. Наносятся по отдробеструенной и обезжиренной поверхности. Характер агрессивных сред для каждой краски приведён в описаниях материалов.
3) При эксплуатации в почве металлоконструкций зданий и сооружений, расположенных ниже нулевой отметки, а также при подземной прокладке труб и хранилищ используются ЦинкКОС и ЦИНАКОЛ в качестве самостоятельного покрытия и ЦХСК-1467 с покровным слоем лака ХСК-2467.
Покрытие наносится по отдробеструенной поверхности толщиной не менее 150 мкм. Покрытие в этих условиях осуществляет защиту не только от электрохимической коррозии, но и от грунтовых бактерий, выполняя роль биоцида.