Категории коррозионной активности и выбор лакокрасочных покрытий для металлоконструкций на открытом воздухе

Эксперт Кирилл Волков, продавец-консультант отдела «Краски» магазина «Лемана ПРО Кемерово», рассказывает, как на основе стандартов ISO 12944 и ГОСТ ISO 9223 определить уровень активности окружающей среды и подобрать оптимальную систему ЛКМ для эффективной защиты от погодных и природных факторов.

Причины различной стойкости лакокрасочных покрытий на разных объектах

На окрашенных металлических покрытиях нередко появляются отслоения в течение первого года после покраски. Часто появление дефектов объясняется несоответствием лакокрасочного покрытия условиям эксплуатации, в частности высокой коррозионной активностью окружающей среды (снег, дождь, перепады температуры).

Воздух содержит кислород, активные вещества, например диоксид серы, хлориды, абразивные частицы грунта. Скорость, с которой эта смесь разрушает металл, может различаться в десятки раз в зависимости от концентрации этих компонентов, прежде всего от содержания водяного пара.

Чтобы обеспечить системный подход к выбору защитного покрытия, разработана классификация условий по степени коррозионной активности. В международной и российской практике такая классификация описывается стандартами ISO 12944 и ГОСТ ISO 9223. Они делят условия эксплуатации на 6 категорий — от C1 (сухое помещение) до CX (экстремальная агрессия).

Задача строителя — не только учесть пожелания заказчика, но и грамотно определить лакокрасочное покрытие, которое обеспечит требуемый уровень защиты с учетом агрессивности среды в месте нанесения краски.

Категории коррозионной активности

В зависимости от агрессивности окружающей среды толщина стандартных металлов (углеродистая сталь, цинк, медь, алюминий) за первый год экспозиции уменьшается разными темпами. Чем быстрее уменьшается толщина, тем более надежное покрытие требуется для защиты металла.

Важный нюанс: категорию назначают по наихудшему условию эксплуатации конструкции из всех существующих в зоне установки. Если объект находится в зоне влияния промвыбросов и морских туманов одновременно, принимают более высокую категорию (например, C5 вместо C4). Это требование ISO 12944-2.

Влияние условий на выбор системы ЛКМ

C2 — низкая агрессия

В этих условиях хорошо зарекомендовала себя классическая схема: алкидная грунтовка + алкидная эмаль (ПФ-115 или аналоги). Общая толщина сухой пленки — 80–120 мкм (по ISO 12944-5).

Допустимо применение грунт-эмалей 3 в 1 при условии достижения требуемой толщины и максимальной защиты.

Важно: даже при уровне C2 нельзя красить по ржавчине. Всегда необходимо удалять отслоившуюся ржавчину и обезжиривать поверхность.

C3 — средняя агрессия

Для условий, соответствующих среднему уровню в принятой классификации, рекомендуется использование двухслойной системы. Для первого слоя цинконаполненная грунтовка с содержанием частиц цинка не менее 70–75% или эпоксидная грунтовка с антикоррозионными пигментами. Для финишного слоя полиуретановая или эпоксидная эмаль, сохраняющая эксплуатационные и декоративные свойства под воздействием внешних факторов окружающей среды. Общая толщина сухой пленки — 160–200 мкм.

C4 и C5 — высокая и очень высокая агрессия

Рекомендуется применение трехслойной системы с контролем толщины.

Перед нанесением в качестве подготовки поверхности проводится абразивоструйная очистка до степени Sa 2,5 в соответствии с ISO 8501-1. Требуемый профиль шероховатости — 40–85 мкм (в зависимости от типа грунтовки). После этого наносится цинконаполненный грунт — этилсиликатный или эпоксидный. Толщина слоя 60–100 мкм.

Этилсиликатный цинконаполненный грунт обеспечивает катодную защиту стали (работает как жертвенный анод), но не является барьером для пара. Эпоксидный грунт, в свою очередь, выполняет барьерную функцию (защита от проникновения влаги и пара) и обеспечивает адгезию финишного слоя. Таким образом, оба типа грунтов выполняют разные, но взаимодополняющие задачи в системе антикоррозионной защиты.

Финишный слой — акриловая (полиакриловая) краска со стойкостью к УФ, влаге и истиранию.

Общая толщина сухого слоя — от 280 до 360 мкм, в зависимости от требуемой по проекту долговечности.

CX — экстремальные условия

Стандартные лакокрасочные материалы (ЛКМ) в условиях экстремальной эксплуатации не применяются без предварительного согласования на индивидуальной основе. Это подразумевает необходимость разработки уникального состава слоев покрытия, обеспечивающего эффективную защиту объекта в таких условиях.

Рекомендуется использовать системы ЛКМ, предназначенные для защиты от морской воды или кислотных сред, с толщиной пленки от 350 мкм и более. Обязательными требованиями являются проведение натурных испытаний или сертификация в соответствии со стандартами NORSOK M-501 или ISO 12944-9.

Типовые ошибки

Игнорирование подготовки поверхности

При создании покрытия для условий C3 и выше нередко ограничиваются шлифовкой с применением абразивных материалов и обеспыливанием. Без пескоструйной обработки до металла адгезия покрытия к поверхности снижается на 50–70%, что приводит к отслаиванию покрытия даже при правильном нанесении.

Экономия на слое грунта

Прямой контакт эмали с металлом при перепаде температур и влажности ведет к подпленочной коррозии. Использование грунта или системы грунтов (например, акриловый в сочетании с эпоксидным) обязательно.

Нарушение рекомендаций по времени межслойной сушки

Нанесение следующего слоя до истечения предписанной производителем технологической паузы для сушки приводит к закупориванию не успевшего испариться растворителя внутри слоя. Результатом становятся пузыри на поверхности и полная или частичная потеря адгезии следующего слоя. Необходимо придерживаться инструкции и контролировать время сушки, указанное производителем на упаковке. Контролировать время межслойной сушки — значит не только засекать часы, но и проверять фактическую готовность поверхности (например, пальцем на отлип), учитывая температуру и влажность воздуха, которые могут ускорять или замедлять высыхание.

Покраска при низкой температуре

При определении времени начала работ нередко ориентируются на температуру в соответствии с прогнозом погоды. При температуре ниже +5 °C, особенно в диапазоне от –5 °C до +5 °C, процесс формирования лакокрасочной пленки нарушается. Это приводит к замедлению высыхания, образованию конденсата и ухудшению адгезии. В итоге покрытие долго сохнет, появляются трещины, потеки и отслоения, а защитные свойства существенно снижаются.

Решение: перед началом работ необходимо измерить и оценить три параметра: температуру металла, температуру воздуха и относительную влажность.

Для эпоксидных и полиуретановых систем предельно низкая температура составляет +5 °C (температура воздуха и металла). Для алкидных систем при отсутствии конденсата допустимы температуры до –5 °C, но это всегда дополнительный риск.

Необходимо учитывать и такой параметр, как точка росы. Окраска при температуре ниже точки росы ведет к закупориванию конденсата под слоем краски или грунта, что приводит к подпленочной коррозии и снижению адгезии.

Точку росы (температуру конденсации пара) определяют по температуре и влажности воздуха с помощью таблиц и формул, с применением приборов, например гигрометра. Чем выше влажность, тем ближе точка росы к фактической температуре. Пример: при +20 °C и 50% влажности точка росы ≈ +9,3 °C.

Неправильное применение преобразователя ржавчины

Применение преобразователей на основе только фосфорной кислоты. Они не обеспечивают долговременной защиты из-за нестабильности фосфатной пленки и риска повреждения металла при нарушении концентрации. Для надежной защиты лучше использовать многокомпонентные составы с ингибиторами коррозии, цинковыми или марганцевыми солями и полимерными добавками. Индустриальные преобразователи с пленкообразователем и ингибитором могут применяться для обработки металла, находящегося в условиях категорий C2–C3 при условии последующего грунтования. Для C4 и выше преобразователи не применяются — только механическая очистка.

Технологические требования к окраске по категориям коррозии

Качественная защита металла определяется не ценой краски, а соответствием системы покрытия категории коррозионной агрессивности и безусловным соблюдением технологии. Экономия на материалах или подготовке поверхности неизбежно оборачивается внеплановым ремонтом, многократно превосходящим по трудозатратам и срокам правильно выполненный проект.