Окраска металла по ржавчине: главные правила

Одно из основных условий качественной окраски, в том числе и антикоррозионной - это тщательная подготовка поверхности под покрытие. Но зачистить и подготовить металлическую поверхность, покрытую слоем ржавчины, возможно не всегда. Существуют особые лакокрасочные материалы, допускающие окраску без снятия заржавленного слоя металла.

Ржавление металлов

Металлические конструкции подвергаются ржавлению, и происходят данные процессы ступенчато, химические реакции перетекают одна в другую. Предпосылки и условия для начала процесса ржавления: металл содержит определенные примеси (углерод и сера), к поверхности имеется доступ кислорода и вода. Углерод и сера, входящие в состав сталей как присадки, действуют как усилители коррозии - слой образованной ржавчины разрушается, оголяется новый слой металла и процесс продолжается.

Если имеется кислая среда и/или присутствуют соли, то процессы ржавление ускоряются еще больше. Кислотность повышают вещества, которые содержатся в атмосферной воде - сернистая и карбонатная кислота. Вода вызывает коррозию незащищенных поверхностей металлов независимо от агрегатного состояния - в виде паров, жидкой фазы или льда.

Когда происходит ржавление металлов, появляющийся слой ржавчины не защищает поверхность, как в случае пассивирования (создание защитной пленки на металлах) и не может препятствовать последующей коррозии. Ржавчина имеет рыхлую и гигроскопичную структуру, мгновенно накапливает влагу из воздуха и удерживает ее. Как следствие, если ржавление началось, то нарастание ржавых слоев ускоряет окислительные процессы по двум причинам: уменьшается условная толщина металла и увеличивается продолжительность контактов с влагой и кислородом воздуха.

В обычных случаях красить металлы по слою ржавчины лишено смысла. В порах рыхлой структуры накоплены влага и воздух, которых достаточно для продолжения процессов разрушения металлов под лакокрасочным слоем. Кроме того, по плотности ржавчина со сталью не сравнится, это слабый и рыхлый слой, и как следствие, под красочным слоем образуется зона напряжений - расширение корродированного металла. В итоге красочный слой покрывают сквозные трещины-кракелюры, и краска быстро разрушается и облетает с поверхности даже при локальном повреждении красочного покрытия.

При каких условия можно окрасить металлы без зачистки

Подготовка металлического элемента под окраску состоит из зачистки, шлифовки, огрунтовки за два раза и нанесения защитного красочного слоя под финишную отделку. Но зачистить металлические поверхности возможно не всегда, по разным причинам - стесненность, недоступность элемента и др. В некоторых случаях возможно, да и намного проще применить специальные покрытия. Но наличие этих особых ЛКМ конечно же, не значит, что можно обойтись вообще без подготовки под окраску. Это не так, по нескольким причинам.

Во-первых, неплотный ржавый слой поверхности накопил влагу, воздух и возможно, вещества, способные активировать коррозию даже без доступа кислорода и воды. В таком случае под слоем любой краски реакции окисления будут продолжаться, и неизвестно, как это повлияет на красочный слой - слишком экстремальными будут условия эксплуатации ЛКМ.

Во-вторых, поверхность окрашиваемого элемента может иметь разные характеристики качества. Если ржавчина образовалась равномерным слоем малой толщины, по типу порошковой присыпки, то краска сможет сцепиться с основным металлом, проникнув через ржавый слой, и адгезия будет.

В этом случае окрашенный слой будет прочным и ржавление или очень сильно замедлиться или прекратиться совсем. Но если ржавый слой вздулся, ржавчина начала отслаиваться, то с такой поверхности отстанет любая краска, даже специальная. Также гарантировано отслоение красочного слоя, если на металле имеется масляный слой (например, не обезжирили прокатный профиль). Если примеси масла имеются на поверхности остаточно, то поведение красочного покрытия предсказать сложно.

О подготовке поверхности под окраску

Все металлические конструкции требуют подготовки поверхности под окраску, хотя бы по минимуму. Способы подготовки зависят от состояния этих поверхностей:

1. Если ржавчина проявлена в виде небольших пятен или равномерного тонкого слоя, то подготовка заключается в обезжиривании и обеспыливании. Протирают металлические поверхности ветошью с обильным смачиванием растворителями. Хорошим эффектом отличаются средства для обезжиривания в аэрозольных упаковках, в состав которых включены замедлители коррозии (ингибиторы), обеспечивающие снижение химической активности под красочным покрытием до нулевого уровня.
2. В случаях, когда поверхность заржавлена сильно, то зачищают ручным способом, с применением шабера. Отслаивающуюся ржавчину обдирают, а потом обрабатывают металлическими щетками. Зачистка до металлического блеска не нужна, слой ржавчины может оставаться, если он плотный, прочный и сцепленный с поверхностью металла, и желательно равномерный.

Полная просушка поверхности металла под окраску является обязательным условием. При возможности изделия выдерживают под крышей в условиях, близких к нормальным - влажности до 45 % и температуре 18-30 ⁰С. Для того чтобы максимально качественно окрасить стационарные конструкции в атмосферных условиях, покраску приурочивают в теплой солнечной погоде, не менее трех дней до покраски. Важно, чтобы влага испарилась из слоев ржавчины как можно больше, это значительно снизит риски быстрого повреждения красочных покрытий.

Огрунтовка

Наносить краску без предварительного снятия ржавых слоев возможно несколькими способами, но основные технологии возможны только в заводских условиях. Тяжелые металлоконструкции проходят особую защитную обработку перед отправкой на стройплощадку. Для частного строительства возможны два способа:

1. Пассивация поверхности составами, содержащими ортофосфорную кислоту, а затем покрытие двухкомпонентными красками. Данные краски относят к дорогостоящим, но эффект от их применения имеется. Слой, которым наносят двухкомпонентный состав, более толстый и образует прочную пленку. Такая пленка делает невозможным даже минимальный газообмен, кислород и водяные пары под покрытие не попадают. Кроме того, двухкомпонентные краски обладают эластичностью при высокой твердости покрытия, и набухающая ржавчина ограничивается, ее прослойка уплотняется и реакции дальнейшего окисления на поверхности под красочным слоем замедляются до нуля.
2. Нанесение слоя универсальной грунтовки, при условии пригодности состава для покрытия по ржавчине, и последующее окрашивание алкидными или полиуретановыми эмалями. Данный способ относят к бюджетным. Грунт и эмаль обеспечит защиту конструкции примерно на два-три года, после чего требуется обновлять покрытие. Слои эмали повторно обезжиривают и зачищают, и наносят поверх следующий слой. Со временем суммарная толщина покрытия будет достаточна, чтобы обеспечить полную изоляцию конструкцию от атмосферной среды.

Требования к краскам и нанесение

• Для покрытия необработанной поверхности применяют лкм, обладающие свойствами:
• Толщина образующейся атмосферостойкой пленки не меньше 150 мкм
• Замедление коррозии под слоем окраски (состав содержит ингибиторы коррозии)
• Модификация образованной ржавчины, частичная пассивация

Разные красочные составы дают различные толщины покрытия, а на итоговую стойкость к внешним воздействиям влияет качество и степень химической чистоты основания. Атмосферостойкие краски базируются на основах из органических растворителей, и имеют в составе различные добавки и присадки. Эти добавки могут дать различный эффект. В идеале - защитное покрытие действует так, что ржавчина деактивируется одновременно с нулевым выходом всех внесенных веществ. Реагенты должны вступить в реакцию, и все образовавшиеся в итоге вещества в идеале должны являться нейтральными соединениями.

Но подобный идеальный итог невозможен в реале, поскольку ржавчина везде немного разная - и по химсоставу, и по физическим свойствам, в зависимости от условий эксплуатации окрашиваемой конструкции, марки стали и экологических условий. Оптимальную пропорцию добавок и присадок разрабатывают производители специальных красок, и точные рецепты являются секретом. Комплексный эффект дает применение веществ:

• Пассивирующие составы и вещества, модифицирующие верхние слои ржавчины.
• Вещества, повышающие адгезию не только в зоне контакта слоя ржавчины и красочного покрытия, но и по всему объему поврежденного ржавчиной слоя, на глубину.
• Связывание проникающего под красочный слой кислорода посредством добавки активных веществ.
• Проникающие растворители и грунт, с обеспечением глубокого проникновения красочного состава в пористую структуру поврежденного ржавчиной слоя.

Результаты окрашивания металлоконструкций прямо зависят от качества примененных лакокрасочных материалов. Невозможно обеспечить защиту на много лет, применив бюджетную пентафталевую эмаль.

Чтобы защитить металл, работающий под атмосферными воздействиями, от коррозии, следует использовать специальную атмосферостойкую краску. Эти данные имеются в маркировках составов: буквенные и цифровые коды содержат все сведения. Например, цифра один после дефиса говорит о том, что данный состав относится к атмосферостойким, пятерка - соответственно к специальным.

Хороший эффект защиты дает алкидная и полиуретановая эмали. Нанесение специальных эмалей регламентируется производителем - по части допустимости окраски валиками, кистями или распылителями. Упаковки ЛКМ содержат соответствующую информацию в виде пиктограмм, и можно определиться с выбором конкретного состава для обработки элементов различных размеров и форм.

Источник: Еconet