Povrchová úprava kovov – rozdelenie podľa noriem a požadovaných odolností

Správne navrhnutá povrchová úprava kovov je základným predpokladom dlhej životnosti oceľových konštrukcií, výrobkov a technologických zariadení. Účinná protikorózna ochrana nezávisí iba od kvality samotnej náterovej hmoty, ale aj od správneho návrhu systému, koróznej agresivity prostredia, prípravy podkladu, spôsobu aplikácie a následnej kontroly kvality.

Rozdelenie povrchových úprav kovov podľa noriem

Normy a kategorizácia povrchových úprav

Povrchové úpravy kovov sa navrhujú a hodnotia podľa viacerých technických noriem. Medzi najvýznamnejšie patria:

ISO 12944 – Ochrana oceľových konštrukcií proti korózii pomocou ochranných náterových systémov
ISO 9223 – Klasifikácia koróznej agresivity atmosférického prostredia
ISO 8501 – Vizuálne hodnotenie čistoty oceľového povrchu pred aplikáciou náterov
ISO 8502 – Skúšky na hodnotenie nečistôt na povrchu, napríklad prachu, solí a iných kontaminantov
ISO 8503 – Hodnotenie drsnosti povrchu po abrazívnom tryskaní
ISO 19840 – Meranie hrúbky suchého náterového filmu
ISO 4624 – Skúška priľnavosti náterového systému odtrhovou metódou
ISO 9227 – Skúška odolnosti v soľnej hmle
EN 1461 – Žiarové zinkovanie oceľových výrobkov
EN 13438 – Organické práškové povlaky na žiarovo zinkovanej alebo sherardizovanej oceli
SSPC / NACE – Americké normy pre prípravu povrchov a protikoróznu ochranu

Tieto normy pomáhajú určiť vhodný ochranný systém podľa prostredia, požadovanej životnosti a spôsobu zaťaženia kovového povrchu.

Kategórie koróznej agresivity prostredia podľa ISO 12944 a ISO 9223

Norma ISO 9223 klasifikuje koróznu agresivitu atmosférického prostredia. Norma ISO 12944 tieto kategórie používa pri návrhu ochranných náterových systémov pre oceľové konštrukcie.

C1 – veľmi nízka korózna agresivita
Vykurované interiéry s čistou atmosférou, napríklad kancelárie, školy alebo obchodné priestory.
C2 – nízka korózna agresivita
Vidiecke oblasti, nevykurované budovy, sklady alebo priestory s občasnou kondenzáciou.
C3 – stredná korózna agresivita
Mestské a ľahko priemyselné prostredie, výrobné haly so strednou vlhkosťou alebo mierne znečistené ovzdušie.
C4 – vysoká korózna agresivita
Priemyselné oblasti, chemické prevádzky, pobrežné lokality so stredným obsahom solí.
C5 – veľmi vysoká korózna agresivita
Veľmi agresívne priemyselné prostredie alebo pobrežné oblasti s vysokou koncentráciou solí.
CX – extrémna korózna agresivita
Offshore konštrukcie, ropné plošiny, tropické pobrežné oblasti a extrémne agresívne priemyselné prostredia.

Správne určenie koróznej kategórie je základom pre výber vhodného náterového systému, požadovanej hrúbky náterového filmu a predpokladanej životnosti ochrany.

Príprava kovového podkladu pred aplikáciou náterov

Kvalita prípravy povrchu má zásadný vplyv na životnosť celého náterového systému. Aj najkvalitnejšia náterová hmota môže zlyhať, ak je aplikovaná na znečistený, mastný, zaprášený alebo nedostatočne pripravený podklad.

Odmastenie a odstránenie nečistôt

Pred mechanickou prípravou povrchu je potrebné odstrániť oleje, mastnoty, soli, prach a iné nečistoty. Mastné nečistoty sa nesmú odstrániť iba brúsením alebo tryskaním, pretože by sa mohli zatlačiť do povrchu a zhoršiť priľnavosť náteru.

Na odmastenie sa používajú vhodné čistiace prostriedky, technické detergenty, emulzné čističe alebo rozpúšťadlá podľa typu znečistenia a požiadaviek výrobcu náterovej hmoty.

Ručné a mechanické čistenie podľa ISO 8501

Pri údržbových a renovačných prácach sa často používa ručné alebo mechanické čistenie oceľovými kefami, brúskami, brúsnymi kotúčmi alebo ihlovými oklepávačmi.

St 2 – dôkladné ručné alebo mechanické očistenie
St 3 – veľmi dôkladné ručné alebo mechanické očistenie s vyššou kvalitou povrchu

Tento spôsob prípravy je vhodný najmä pri menej náročných aplikáciách alebo tam, kde nie je možné použiť abrazívne tryskanie.

Abrazívne tryskanie podľa ISO 8501

Abrazívne tryskanie patrí medzi najúčinnejšie spôsoby prípravy oceľového povrchu pred aplikáciou priemyselných protikoróznych systémov. Odstraňuje okuje, koróziu, staré nátery a vytvára požadovaný profil drsnosti povrchu.

Sa 1 – ľahké otryskanie
Sa 2 – dôkladné otryskanie
Sa 2,5 – veľmi dôkladné otryskanie, najčastejšie požadovaný stupeň pri protikoróznych systémoch
Sa 3 – otryskanie na vizuálne čistý kov

Pri tryskaní je dôležité sledovať nielen čistotu povrchu, ale aj jeho drsnosť podľa ISO 8503 a prítomnosť zvyškových nečistôt podľa ISO 8502.

Chemická príprava povrchu

Chemická úprava sa používa samostatne alebo ako doplnok mechanickej prípravy.

Moridlovanie – chemické odstránenie okují, oxidov a koróznych produktov z povrchu kovu pomocou kyslých roztokov
Fosfátovanie – chemická konverzná úprava vytvárajúca fosfátovú vrstvu, ktorá zlepšuje priľnavosť následných náterov a zvyšuje koróznu odolnosť podkladu
Pasivácia – chemická úprava povrchu vytvárajúca ochrannú pasívnu vrstvu, ktorá znižuje náchylnosť kovu ku korózii a zvyšuje jeho odolnosť voči pôsobeniu prostredia

Typy náterových systémov na kov

Protikorózne náterové systémy sa zvyčajne skladajú z viacerých vrstiev. Každá vrstva má svoju funkciu a musí byť kompatibilná s ostatnými vrstvami systému.

Základné nátery

Základný náter zabezpečuje priľnavosť k podkladu a prvú úroveň protikoróznej ochrany.

Epoxidové základné nátery – poskytujú vysokú protikoróznu ochranu, dobrú chemickú odolnosť a výbornú priľnavosť k oceľovým podkladom
Polyuretánové základné nátery – vyznačujú sa pružnosťou a dobrou adhéziou
Alkydové základné nátery – ekonomické riešenie pre menej náročné interiérové alebo mierne exponované aplikácie
Zinkové základné nátery – zabezpečujú katódovú ochranu ocele vďaka vysokému obsahu zinku

Medzivrstvy

Medzivrstva zvyšuje celkovú hrúbku náterového systému a predovšetkým jeho bariérovú ochranu. V priemyselných protikoróznych systémoch sa často používajú epoxidové medzivrstvy alebo vysokosušinové epoxidové nátery.

Ich úlohou je:

zvýšiť celkovú hrúbku suchého náterového filmu
obmedziť prenikanie vlhkosti, kyslíka a agresívnych látok k podkladu
zlepšiť mechanickú odolnosť celého systému
vytvoriť vhodný podklad pre vrchný náter

Vrchné nátery

Vrchný náter chráni systém pred poveternostnými vplyvmi, UV žiarením, chemickým a mechanickým zaťažením. Zároveň určuje konečný vzhľad povrchu – odtieň, lesk a štruktúru.

Polyuretánové vrchné nátery – vysoká UV odolnosť, farebná stálosť a dobrá mechanická odolnosť
Akrylátové vrchné nátery – dobrá poveternostná odolnosť a rýchle schnutie
Epoxidové vrchné nátery – vysoká chemická odolnosť, ale nižšia stabilita voči UV žiareniu; v exteriéri môžu kriedovať
Fluóropolymérové nátery – veľmi vysoká odolnosť voči UV žiareniu a chemickým vplyvom

Spôsoby aplikácie náterových hmôt

Správny spôsob aplikácie je rovnako dôležitý ako výber samotného náterového systému. Pri aplikácii je potrebné dodržať technický list výrobku, odporúčané riedenie, teplotu podkladu, rosný bod, aplikačnú viskozitu, čakacie časy medzi vrstvami a predpísanú hrúbku mokrého a suchého filmu.

Nanášanie štetcom a valčekom

Nanášanie štetcom alebo valčekom je vhodné najmä na menšie plochy, opravy, hrany, zvary a ťažko dostupné miesta. Pri priemyselných systémoch sa často používa aj takzvaný pásový náter hrán a zvarov pred celoplošnou aplikáciou.

Airless striekanie

Airless, teda vysokotlakové bezvzduchové striekanie, je vhodné na veľké plochy a oceľové konštrukcie. Umožňuje naniesť rovnomernú vrstvu s vysokou produktivitou a dosiahnuť požadovanú hrúbku náterového filmu.

HVLP striekanie

HVLP striekanie pracuje s vysokým objemom vzduchu pri nízkom tlaku. Používa sa tam, kde je dôležitý kvalitný vzhľad povrchu a nižšie straty prestrekom.

Elektrostatické nanášanie

Elektrostatické nanášanie sa používa najmä pri práškových farbách a pri sériovej výrobe kovových dielcov. Výhodou je rovnomerné pokrytie, vysoká efektivita nanášania a dobrá priľnavosť práškového povlaku.

Ponorové lakovanie

Ponorové lakovanie je vhodné pre menšie kovové dielce alebo výrobky so zložitejším tvarom. Výhodou je rovnomerné pokrytie aj v dutinách a ťažko dostupných miestach.

Kontrola kvality náterových systémov

Kontrola kvality je nevyhnutnou súčasťou protikoróznej ochrany. Overuje sa nielen finálny vzhľad náteru, ale aj technické parametre, ktoré rozhodujú o jeho životnosti.

Meranie hrúbky suchého náterového filmu podľa ISO 19840

Hrúbka suchého náterového filmu sa meria magnetickými alebo elektronickými hrúbkomermi. Pri oceľových povrchoch pripravených tryskaním je potrebné zohľadniť aj profil drsnosti podkladu. Výsledné hodnoty sa porovnávajú s požiadavkami projektovej dokumentácie, technického listu a príslušného náterového systému.

Skúška priľnavosti podľa ISO 4624

Priľnavosť náterového systému sa overuje odtrhovou skúškou, známou ako pull-off test. Výsledok sa udáva v MPa a hodnotí sa pevnosť spojenia medzi podkladom a náterovým systémom alebo medzi jednotlivými vrstvami.

Skúška v soľnej hmle podľa ISO 9227

Skúška v soľnej hmle slúži na laboratórne porovnanie odolnosti povrchových úprav voči koróznemu prostrediu. Treba však zdôrazniť, že výsledok skúšky v soľnej hmle nie je priamym dôkazom reálnej životnosti náteru v exteriéri. Ide o zrýchlenú porovnávaciu skúšku.

Mechanická odolnosť podľa ISO 6272

Skúška mechanickej odolnosti hodnotí schopnosť náterového systému odolávať rázom, deformácii alebo poškodeniu. Je dôležitá najmä pri výrobkoch a konštrukciách, ktoré sú vystavené manipulácii, montáži alebo mechanickému namáhaniu.

Záver

Povrchová úprava kovov musí byť vždy navrhnutá ako systém. Nestačí vybrať kvalitnú farbu – rozhodujúca je aj príprava podkladu, vhodná kombinácia vrstiev, správna aplikácia a kontrola kvality. Normy ako ISO 12944, ISO 9223, ISO 8501, ISO 8502, ISO 8503, ISO 19840, ISO 4624 a ISO 9227 poskytujú technický rámec, podľa ktorého je možné navrhnúť spoľahlivú protikoróznu ochranu pre rôzne typy prostredí a požadovanú životnosť kovových konštrukcií.