Sinkityn pinnan maalaus

Sinkityn pinnan maalaus – Duplex käsittely

Monet selvitykset ovat osoittaneet, että nk. duplex-menetelmä eli kuumasinkitys ja maalaus (kuva 11-1) on kustannustehokkain tapa suojata terästä ruosteelta, kun otetaan huomioon esineen käyttöikä ennen kuin se on maalattava uudelleen. Vaikka pelkällä kuumasinkityksellä saadaan useimmiten aikaan riittävä korroosiosuoja, voi sen vahvistaminen olla joskus toivottavaa tietyissä syövyttävissä ympäristöissä. Duplex voi tulla kysymykseen esimerkiksi silloin, kun kunnossapito on myöhemmin vaikeaa tai kun sinkkipinnoite on ohut, kuten jatkuvatoimisesti sinkityissä ohutlevyissä.

Esteettisyys, esimerkiksi halu saada harmaa sinkkipinta värikkäämmäksi, voi olla toinen syy. Esimerkkinä tästä voi olla huomioväri tai sen vastakohta eli naamioiminen. Maalaamista voidaan käyttää myös teräksen suojaamiseen galvaanista korroosiota vastaan tilanteissa, joissa sinkitty teräs yhdistetään toiseen metalliin, esim. kupariin.

Pater Noster -majakka on yksi Pohjoismaiden esimmäisistä duplex-käsitellyistä rakenteista. Se kuumasinkittiin vuonna 1868 ja maalattiin sen jäkeen.

Duplex-käsittelyn kestoikä

Duplex-käsittelyllä on yleensä paljon pitempi kestoikä kuin kummallakaan pinnoitteella erikseen. Hollantilaiset tutkimukset (22) osoittavat, että menetelmän kestoikä voidaan laskea kaavalla


LT = K(LZn + LF) j ossa:

LT = duplex-käsittelyn kestoikä vuosina

LZn= sinkkipinnoitteen laskettu kestoikä vuosina kyseisessä ympäristössä

LF = maalikerroksen laskettu kestoikä vuosina kyseisessä ympäristössä, jos
se maalataan suoraan teräkseen

K = ympäristöstä riippuva synergiatekijä joksi valitaan:

1,5 kun systeemi altistuu ympäristöluokassa C5 tai on pysyvästi upotettuna meriveteen

1,6–2,0 altistumiselle ympäristöluokissa C3–C4 tai kun suhteellinen kosteus on n. 60 % tai vähemmän

2,1–2,3 altistumiselle ympäristöluokassa C2

Näiden synergiavaikutusten syntyminen esitetään kuvassa 11-2. Edellytyksenä kuitenkin on, että maalikerroksella on hyvä ja kestävä tarttuvuus sinkkipintaan. Tämä saavutetaan siten, että sinkkipinta puhdistetaan huolellisesti ja käytetään oikeanlaista maalia. Maalaus sinkin päälle on tässä suhteessa vaativampaa kuin maalaus monen muun materiaalin päälle. Pienet määrät epäpuhtauksia pinnalla tai väärä maalityyppi saattavat nimittäin jo lyhyen ajan kuluttua aiheuttaa kuplimista ja/tai hilseilyä.

Ennen suositeltiin, että sinkkipintaa pidettiin ulkoilmassa 1–2 vuotta ennen maalausta. Suositus oli varmasti oikein ennen 1950-lukua. Silloin ilma oli suhteellisen puhdas ainakin Pohjoismaissa ja korroosiotuotteet, jotka muodostuivat sinkkipinnalle, olivat lähes yksinomaan emäksisiä sinkkikarbonaatteja.

Altistuksen jälkeen ei siis maalattu reaktiivisella sinkkipinnalle, vaan reagoimattoman karbonaattikerroksen päälle. Tuloksesta tuli yleensä hyvä jopa sellaisilla maaleilla, joita nykyään ei pidettäisi sopivina sinkkipinnoille. Nykyään menetelmä on hyvin epävarma. Ilma sisältää nykyään paljon enemmän rikkiyhdisteitä, ja sinkin korroosiotuotteet sisältävät usein vesiliukoisia sinkkisuoloja. Huolimatta siitä, millaisen maalityypillä maalataan tällaisen vesiliukoisen kerroksen päälle, voi tulos olla kuplainen ja hilseilevä maalipinta.

Sinkkipinnan tila on selvitettävä, jotta se voidaan puhdistaa tyydyttävästi.

Vasemmalla. Kaaviokuva osoittaa, kuinka värikerroksen mikrohalkeamat aiheuttavat teräkseen pohjaruostetta ja hilseilyä. Oikealla. Sinkitylle pinnalle maalatun värikerroksen mikrohalkeamat täyttyvät sinkin korroosiotuotteista, mutta niiden määrä on pienempi kuin teräksen ruosteen määrä eivätkä ne aiheuta hilseilyä.

Juuri sinkitty, kirkas pinta

Kirkkaan sinkkipinnan katsotaan usein olevan riittävän puhdas maalattavaksi. Usein tämä arvio on väärä, ja maalaus epäonnistuu.

Juuri sinkitty pinta on hyvä lähtökohta maalaukselle, mutta sinkkipinnoissa on aina korroosiotuotteita, joiden koostumusta on vaikea määritellä. Nyrkkisääntönä voidaan kuitenkin olettaa, että ne sisältävät aina vesiliukoisia tai jopa hygroskooppisia suoloja, jotka ovat huonoja maalausalustoja. Suolat ja epäpuhtaudet ovat voineet syntyä varastoinnissa sinkityslaitoksella, jäähdytyksessä (vedellä tai ilman) tai kuljetuksessa maalaamoon. Maalaus juuri sinkitylle pinnalle tulisi tapahtua ilman vesijäähdytystä muutaman tunnin sisällä kastosta, jotta pinnalla ei olisi maalausta haittaavia sinkin reaktiotuotteita. Tämä ei yleensä ole käytännössä mitenkään mahdollista. Lisäksi monet nykyaikaiset maalausjärjestelmät ja maalit vaativat alleen tietyn pintaprofiilin jotta ne pysyvät alustassaan kiinni. Kirkas sinkki on sinänsä liian ”liukas” pinta maalaukselle:

”Tuore” sinkkipinta ei siis useinkaan ole niin puhdas kuin voisi luulla. Ohuet öljy- ja rasvakerrokset, jotka tulevat käsineistä, kengistä, nostovälineistä jne. ovat haitaksi muutoin kirkkaalla ja puhtaalla pinnalla. Yllä mainittuja suoloja on myös pinnalla. Ne ovat läpinäkyviä ja vaikeasti havaittavissa paljaalla silmällä.

Aikaisemmin kuumasinkityt ohutlevyt kromattiin tai öljyttiin käytännössä aina valkoruosteen ehkäisemiseksi. Kromikerros on aina osittain vesiliukoinen, ja maalaus ei onnistu öljykerroksen päälle. Tällaiset kerrokset tulee siis aina poistaa ennen maalausta. Kromaus on ympäristösyistä korvattu nykyään polymeereillä, jotka tulee myös poistaa ennen maalausta.

Vanhat, himmeät sinkkipinnat

Vanhoissa, himmeissä sinkkipinnoissa on aina korroosiotuotteita. Näiden koostumusta on vaikea määritellä. Nyrkkisääntönä voidaan kuitenkin olettaa, että ne sisältävät aina vesiliukoisia tai jopa hygroskooppisia suoloja, jotka ovat huonoja maalausalustoja. Ne on puhdistettava aina ennen maalausta.

Maalit päästävät aina jossain määrin vettä lävitseen. Se merkitsee, että maalikalvon alle, jollei vesiliukoisia tuotteita oteta pois sinkkipinnalta, tulee muodostumaan kuplia, jotka ovat täynnä suolaliuosta. Suolaliuoksessa ei ole paljon suojakalvoa muodostavia aineita ja seurauksena on sinkkikerroksen syöpyminen. Korroosio etenee maalin ja sinkin väliin irrottaen maalikalvon.

Puhdistus ja esikäsittely

Kokemus osoittaa, että suihkupuhdistuksella (hiekkapesu tai pyyhkäisysuihkupuhdistus SFS-EN ISO 12944) saadaan aikaan paras maalausalusta sinkkiin. Kevyt suihkupuhdistus poistaa korroosiotuotteet ja muut epäpuhtaudet pinnalta – myös vesiliukoiset. Valkoruoste ja erilaiset öljyt poistuvat myös tehokkaasti. Monet sinkkipinnat ovat hyvin kirkkaita ja sileitä. Myös niille on suihkupuhdistus sopiva, koska se tekee pinnan karkeammaksi, jolloin maalikerroksen tartunta on parempi. On tärkeää noudattaa annettuja ohjeita. Huonon puhdistuksen seurauksena maalaustulos on huono, kun taas liian voimakas mekaaninen käsittely voi aiheuttaa sinkkikerroksen vioittumista tai sisäisiä jännityksiä, jotka myöhemmin voivat aiheuttaa maalikerroksen irtoamisen.

Puhallusaineiksi sopivat esimerkiksi: alumiinioksidi, korundi, silikaatit, oliviinit ja kvartsi sekä luonnonhiekka. Teräsrae ja puhallusaineet, jotka saattavat sisältää sinkkiä jalompia metalleja eivät sovellu puhallusaineiksi. Puhallusaineista jää aina pieniä määriä kiinni sinkkipintaan, jolloin pinnalle syntyy sähkökemiallisia pareja, jotka heikentävät kokonaisuutta. Raekoon tulisi olla pieni (0,2–0,5 mm), suuttimen paine matala (<4bar) ja suuttimen etäisyyden ja puhalluskulman riittäviä, jotta sinkkipinta ei vaurioidu.

Sinkkipinnan tulee olla täysin kuiva ja ympäristöolosuhteet >15 ºC, < 50 REH, jotta käsittely onnistuu. Pinnankarheudeksi riittää yleensä hieno, SFS-EN ISO 8503/2 (G) mukaan pohjamaalaus tulee suorittaa kahden tunnin kuluessa pyyhkäisysuihkupuhdistuksesta.

Kuumasinkittyjen pintojen hiekkapesua koskevat tiedot.

Mikäli sinkkipintaan jää kosteutta, ovat seuraukset yleensä katastrofaaliset. Sinkissä olevan kosteuden vaikutukset eivät näy välttämättä heti maalauksen jälkeen, vaan parin vuoden kulutta. Maali sulkee kosteuden sinkkiin. Näin maalin ja sinkkipinnan väliin jää otolliset olosuhteet valkoruosteen syntymiselle. Tämä tapahtuu suhteellisen hitaasti, muutaman vuoden kuluessa. Maali saattaa irrota täysin muutaman vuoden kulutta vaikka tartunta oli maalauksen jälkeen virheetön.

Jollei suihkupuhdistusta voida käyttää, suositellaan teolliseen esikäsittelyyn seuraavia toimenpiteitä:

  1. Alkaalinen rasvanpoito
  2. Huolellinen huuhtelu vedellä
  3. Fosfatointi (rauta- tai sinkkifosfaatti)
  4. Huolellinen huuhtelu vedellä
  5. Kuivaus (< +150 ºC min 45 min)
  6. Pintojen hionta parantaa aina tarttuvuutta sekä poistaa pinnalta suoloja ja epäpuhtauksia.

Maalin valinta

Maalin valinnassa tulee huomioida, että maali saattaa koostua jopa 10–15:sta eri ainesosasta. Jokaisella valmistajalla on oma reseptinsä tietylle maalityypille. Raaka-ainetoimittajilla on puolestaan eri reseptit sidosaineilleen, minkä vuoksi vaihtoehtojen määrä on hyvin suuri. Eri valmistajien samoilla maalityypeillä saattaa siksi olla tietyissä suhteissa suhteellisen erilaiset ominaisuudet. Siksi on tärkeää tarkistaa maalivalmistajalta pohja- ja pintamaalin yhteensopivuus ja että eri valmistajan pohja- ja pintamaaleja ei koskaan käytetä yhdessä.

Kuumasinkittyjen pintojen maalauksessa suositellaan käytettäväksi EN ISO 12944-5:2018 -standardin mukaisia maalausjärjestelmiä. Kuumasinkittyjen tuotteiden maalaus esitetään taulukossa D.1. Tässä taulukossa kuvataan sopivat maalausjärjestelmät korroosiorasitusluokkiin C2–C5 ja eri kestoiät. Kyseiset maalausjärjestelmät on merkitty G-kirjaimella.

Jauhemaalaus

Kuumasinkittyihin tuotteisiin käytetään yhä useammin erityyppisiä jauhemaaleja. Jos pinnanlaadulle on poikkeuksellisen korkeat laatuvaatimukset, kuumasinkityt tuotteet hiotaan tietyissä tapauksissa kokonaan, jotta saadaan pois kaikki väkäset ja pisarat, jotka saattavat haitata ulkonäköä. Lisäksi hionta antaa hyvin puhtaan pinnan, mikä tarjoaa parhaat edellytykset hyvälle tarttuvuudelle. Maalattava esine käy useassa esikäsittelykylvyssä ennen jauhemaalausta. Rasvanpoisto, huuhtelu, oksilaani, huuhtelu, fosfatointi, Bonderite ym. ovat esimerkkejä tähän kuuluvista prosessivaiheista. Sen jälkeen esine pitää kuivattaa huolellisesti. Jauhe ruiskutetaan elektrostaattisesti, minkä jälkeen esine siirtyy kovetusuuniin.

Jotta jauhemaalaus saadaan onnistumaan ja kestämään samalla tavalla mitä märkämaalaus, on kyseiset tuotteet myös pyyhkäisysuihkupuhdistettava, jotta kaikki epäpuhtaudet saadaan pois ja saadaan pinnalle riittävä pintaprofiili tartunnan varmistamiseksi.

Pinhole-reiät

Pinhole-reiät ovat pieniä reikiä maalikerroksessa, joiden koko voi vaihdella pienestä ”neulanpistosta” suurehkoihin huokosiin. Reiät ovat ennen kaikkea esteettinen ongelma. Korroosiosuojaus säilyy hyvänä sinkin hyvän suojausvaikutuksen ansiosta, mutta pinnat voivat näyttää vähemmän houkuttelevilta.

Pääasiallinen syy pinhole-reikien syntyyn on sinkkipintojen kosteus ja valkoruoste, jotka aiheuttavat kaasun muodostumista kovettumisprosessin aikana. Pinhole-reikien muodostumiriski voidaan välttää tai sitä voidaan vähentää seuraavin keinoin:

• Sinkkipinnalla ei saa olla epäpuhtausjäämiä eikä epätasaisuuksia.
• Vältä kappaleiden altistusta kostealle ympäristölle – vältä valkoruosteen muodostumista.
• Valitse oikea teräslaatu kuumasinkitykseen, mieluiten materiaali, joka piipitoisuus on matala, alle 0,03 %. Oikea teräslaatu takaa tasaisen pinnan ja kestää hyvin suihkupuhdistusta.
• Varmista, että jauhemaalausta edeltävä fosfaattikerros on ehtinyt kuivua kunnolla.
• Esilämmitä tuotteet.
• Käytä reikien muodostumista ehkäisevää jauhetyyppiä.
• Käytä jauhetta, jonka viskositeetti on matala ja joka valuu helposti pois.
• Paksu jauhemaalauskerros voi joissakin tapauksissa estää näkyviä huokosia aukeamasta esineen pintaan.
Madalla uunin lämpötilaa.
• Nosta lämpötilaa hitaasti jauhemaalauksen

Huomioita duplex-käsittelystä

Kuumasinkityksen suorittajan pitää tietää etukäteen, tullaanko tavara dulpex-käsittelemään, koska käsittely asettaa pinnoille korkeammat vaatimukset. Käytä ensisijassa terästä, jossa on ylimpänä puhdassinkkikerros, sillä se kestää suihkupuhdistusta parhaiten. Jos piillä tiivistettyä terästä on jo käytetty, kerro asiasta maalarille. Jos maalauksen ja kuumasinkityksen suorittaa eri yritys, varmista yrityksen ammattitaito, varusteet ja kokemus kuumasinkittyjen tuotteiden pintakäsittelystä.

Both powder coating or wet paint is possible to use on galvanized steel. In this case it is powder coat.
For members
Suomi