Tillbaka

 

Målning på zinkskikt - Duplex

Allmänt om duplex

Många studier har visat att s.k. duplexsystem, d.v.s. varmförzinkning plus målning (bild 1), är det mest kostnadseffektiva sättet att skydda stål mot rost i avseendet livslängd till första ommålning. Även om varmförzinkning i sig själv oftast ger ett helt tillfredsställande korrosionsskydd, kan ibland en förstärkning vara önskvärd i vissa aggressiva miljöer. Duplex är lämpligt om framtida underhåll är svårt att utföra eller om zinkbeläggningen är tunn, som hos kontinuerligt förzinkad tunnplåt.

Estetiska skäl - att ge den mattgrå zinkytan ett mera färgglatt utseende - kan vara en annan orsak. Exempel på detta är varsel- och varningsmärkning eller motsatsen - maskering. Ytterligare en tillämpning är som skydd mot galvanisk korrosion om det förzinkade stålet skall förbindas med annan metall, t ex koppar.


Bild 1. Fyren Pater Noster är en av Sveriges första duplexbehandlade konstruktioner.

Den varmförzinkades 1868 och målades därefter.

Livslängd hos duplexsystem

Ett duplexsystem har i regel mycket längre livslängd än var och en av beläggningarna för sig. Holländska undersökningar visar att systemets livslängd kan beräknas enligt formeln

LT = K(LZn + LF)

 

där

 

LT = duplexsystemets livslängd i år
LZn = zinkbeläggningens beräknade livslängd i år i den aktuella miljön
LF= färgbeläggningens beräknade livslängd i år i den aktuella miljön, om den påförs direkt på stål
K=

miljöberoende synergifaktorer som kan sättas:

1,5 när systemet exponeras i miljöklass C5 eller är permanent nedsänkt i havsvatten
1,6-2 för exponering i miljöklass C3-C4 eller när våttiden för systemet är mindre än ca  60 %
2,1-2,3 vid exponering i miljöklass C2

Hur denna synergieffekt uppkommer framgår av bild 2. Förutsättningen är dock att färgskiktet har en god och varaktig vidhäftning till zinkytan. Detta fås genom att zinkytan rengörs noggrant och rätt färgtyp används. Målning på zink är i dessa avseenden mer krävande än målning på många andra material. Små mängder föroreningar på ytan eller felaktig färgtyp kan nämligen redan efter kort tid orsaka blåsbildning och/eller avflagning.

Tidigare rekommenderades ofta att zinkytan skulle exponeras utomhus 1-2 år innan den målades. Rekommendationen var säkert riktig för tiden före 1950-talet. Då var luften - åtminstone i de nordiska länderna - relativt ren och de korrosionsprodukter, som bildades på en zinkyta, bestod nästan enbart av basiska zinkkarbonater.

Efter en tids exponering målade man alltså inte på en reaktiv zinkyta utan på ett inert skikt av karbonater. Resultatet blev i allmänhet gott även med färger som numera skulle anses som olämpliga för zinkytor. Idag är en sådan metod mycket osäker. Dagens atmosfär innehåller mycket mer svavel-föreningar och zinkens korrosionsprodukter innehåller ofta vattenlösliga zinksalter. Oavsett vilken färgtyp som läggs på ett sådant, till viss del vattenlösligt, skikt blir resultatet blåsbildning och flagning.

För att kunna göra en tillfredsställande rengöring måste zinkytans tillstånd klarläggas.

Bild 2 . Till vänster: Schematisk bild visande hur mikrosprickor i färg på stål ger upphov till underrost och flagning.Till höger: Mikrosprickor i färg på förzinkat material fylls av korrosionsprodukter från zinken, men dessa har mindre volym än rost från stål och orsakar inte flagning.


Nyförzinkade, blanka ytor

En blank zinkyta anses ofta som tillräckligt ren för att måla på. I alltför många fall är detta inte riktigt och resultatet blir ett misslyckande.

Ur målningssynpunkt är den nyförzinkade ytan ett gott underlag endast om föremålet:


• Inte kylts i vatten. Kylvatten är sällan rent. Olika salter kan därför upplagras på zinkytan och senare försämra eller helt förstöra vidhäftningen hos det påförda färgskiktet.

• Inte lagrats inne i förzinkningslokalen efter varmförzinkningen. Luften i en sådan lokal innehåller större eller mindre mängder flussrök (partiklar av zink- och ammoniumklorid). Sådana partiklar fastnar på zinkytan och ger en i vatten lättlöslig film, som då den övermålas gör att vidhäftningen mellan zink och färg går förlorad.

• Inte lagrats eller transporterats utomhus i fuktig atmosfär. Risken för kondenserande fukt, som ger vitrost, är stor. Mängden vitrost är inte alltid så stor att den är synlig för blotta ögat.

• Inte lagrats mer än 6 timmar mellan förzinkning och målning. Tiden är naturligtvis beroende av hur ren och torr luften i lagringsutrymmet är.

En ”färsk” zinkyta är alltså inte så ren som man kan luras att tro av lystern. Tunna filmer av oljor och fetter från handskar, skor, lyftslingor osv. kan dessutom under en tid öka intrycket av blank och ren yta. Salterna, som nämnts ovan, är också i de aktuella filmerna genomskinliga och mycket svåra att se med blotta ögat.

Varmförzinkad tunnplåt var tidigare praktiskt taget alltid kromaterad eller anoljad som skydd mot vitrost. Kromatskiktet är till större eller mindre del vattenlösligt och målning på en oljefilm lyckas sällan. Sådana skikt måste alltså avlägsnas före målning. Kromateringen har av miljöskäl ersatts av polymerer.

Exponerade, matta ytor

Exponerade, matta zinkytor är alltid överdragna med korrosionsprodukter. Samman-sättningen hos dessa är svår att bestämma. Som en tumregel skall dock antas att de innehåller vattenlösliga, eller t.o.m. hygroskopiska, salter och alltså är ett ”omöjligt” målningsunderlag. Någon form av rengöring måste alltid till före målning på sådant underlag.

Färgfilmer är alltid mer eller mindre vattengenomsläppliga. Det betyder att om inte de vattenlösliga produkterna tas bort från zinkytan, bildas blåsor fyllda med saltlösning under färgfilmen. I saltlösningen är tillgången på skyddsfilmsbildande ämnen dålig, varvid zinkskiktet korroderar. Korrosionen sprider sig mellan färg och zink och korrosionsprodukterna skjuvar av färgskiktet.

Rengöring och förbehandling

All erfarenhet visar att svepblästring ger det bästa underlaget för en väl vidhäftande färg på zink. Den måttfulla mekaniska bearbetningen river av alla korrosionsprodukter och andra föroreningar från ytan - även de vattenlösliga. Vitrostskydd och oljor av olika slag tas också bort effektivt.

Många zinkytor är mycket blanka och släta. För sådana är blästringen också välgörande då den ger en ytförstoring eller uppruggning av ytan och alltså en bättre mekanisk förankring av färgskiktet.

Rekommenderade data för svepblästring av förzinkade ytor ges i nedan. Det är viktigt att dessa anvisningar följs. Otillräcklig rengöring ger ett dåligt målningsresultat. Å andra sidan kan en alltför kraftig mekanisk bearbetning förstöra zinkskiktet eller ge inbyggda spänningar, som senare kan medföra avflagning av färgskiktet. Vid korrekt utförd svepblästring avlägsnas ca 10 µm av zinkskiktet.

Blästermedel:            Aluminiumoxid, korund, silikater, olivin, slagger.
Kornstorlek:               0,2-0,5 mm
Munstyckstryck:         0,2-0,3 MPa
Munstycksavstånd:   300-500 mm
Anslagsvinkel:           30-60 º
Miljöförhållanden:      20-25 ºC, < 50 REH
Ytråhet:                       Fin enligt ISO 8503/2 (G)
Grundmålning:          Senast 20-45 minuter efter blästring

Data för svepblästring av varmförzinkade ytor.

Kan svepblästring inte utföras rekommenderas följande arbetsgång för industriell lackering:

1. Alkalisk avfettning
2. Noggrann vattensköljning
3. Fosfatering (Zink- eller zinkmanganfosfat)
4. Noggrann vattensköljning
5. Torkning
6. Lackering

Visst gods kan vara kromaterat. Då krävs, förutom avfettning, ibland även borstning eller behandling med nylonull impregnerad med slipmedel av aluminiumoxid. Fosfatskiktet skall vara så tunt som möjligt men kontinuerligt heltäckande. 2-4 g/m², d.v.s. en tjocklek under 1 µm, brukar anses som optimalt.

Vid manuell målning rekommenderas avfettning med emulgerande avfettningsmedel, gärna kombinerat med borstning eller slipning med nylonull, och noggrann vattensköljning, gärna högtryckstvätt. Bland de kommersiella avfettningsmedlen finns även sådana med oxidlösande tillsatser. Detta är en fördel i de fall korrosionsprodukternas sammansättning är okänd.

Färgval

Färgtyperna, som rekommenderas nedan, kan - efter rengöring - läggas direkt på varmförzinkat stål. Skall andra färgtyper användas måste först en lämplig grundfärg, helst en epoxiprimer, läggas på zinkytan.

Vid färgvalet är det viktigt att komma ihåg att en färg kan innehålla upp till 10-15 olika komponenter. Varje tillverkare har var och en sin egen receptur för en viss färgtyp. Råvaruleverantörerna har i sin tur olika recepturer för sina bindemedel, vilket gör att antalet varianter blir mycket stort. Färger av samma typ men från olika tillverkare kan därför i vissa avseenden ha relativt olika egenskaper. Nedanstående anvisningar skall därför endast betraktas som generella riktlinjer. Vid tveksamhet bör färgvalet diskuteras med färgtillverkarens tekniker.

För högtryckssprutning brukar epoxi- eller uretanfärger föredras. Epoxifärgen skall vara av 2­-kompo-nenttyp och polyamidhärdad och torrhalten bör inte vara alltför hög. Rekommenderad pigmentvolym-koncentration, PVK, är 28-33 %.

Epoxiprimer är en vanlig grundfärgstyp när andra färgtyper som uretaner och epoxitjäror används som täckfärg. Generella regler är dock att alltid kontrollera med färgtillverkaren att grund- och täckfärg matchar varandra samt att aldrig blanda grund- och täckfärg från olika tillverkare. Negativt för epoxi-färger är deras kritningstendens.

2-komponent uretan är, vad gäller målning på zink, mer känsliga än epoxi vad beträffar råvarorna och färgkompositionen. Uretanfärger bör ha en PVK på 30-35 % och gärna vara pigmenterade med aluminium/järnglimmer.

För manuell målning är 2-komponent akrylmodifierad uretan och akrylmodifierad alkyd lämpliga. Även latexfärger baserade på akrylat eller polyvinylacetat kan gå bra men får inte fullgod hårdhet och vidhäftning förrän efter 10-14 dagar. Vissa på modifierade gummityper eller på asfalt/modifierat gummi byggda färger verkar vara lovande och framförallt enkla i hantering.

Aluminiumpigmenterade asfaltlösningar är användbara för konstruktioner i vatten men har dålig mekanisk hållfasthet.

Generellt bör målning med ovan nämnda färger/system inte utföras vid lägre temperaturer än 8-10 °C. Färgtyperna är alla lufttorkande och forcerad torkning skall användas med stor försiktighet. Efter-strävade skikttjocklekar bör vara 75 µm och lokalt aldrig understiga 50 µm.

Vad gäller ugnstorkande färger, pulver- och laminatbeläggningar bör färgleverantören alltid konsulteras.

Pulverlackering

Olika typer av pulverlacker blir allt vanligare på varmförzinkat gods. Om extra höga krav på ytfinish föreligger slipas det varmförzinkade godset i vissa fall helt och hållet för att få bort alla taggar och droppar som kan störa utseendet. Dessutom ger slipningen en mycket ren yta med bästa förut-sättningar för optimal vidhäftning. Godset passerar genom ett antal förbehandlingsbad före pulver-lackeringen. Avfettning, sköljning, etsning, sköljning, fosfatering och sealing är exempel på processteg som kan ingå. Därefter måste godset torka. Pulvret appliceras elektrostatiskt, varefter godset transporteras in i härdningsugnen.

Pinholes

Pinholes är små hål i lackskiktet, som kan variera i storlek från små “nålstick” till större porer. Pin-holes är framförallt ett estetiskt problem. Korrosionsskyddet är fortfarande bra pga zinkens goda skyddande verkan, men ytorna kan se mindre tilltalande ut. Den huvudsakliga anledningen till att pinholes bildas är förekomst av fukt och vitrost på zinkytan, vilket ger upphov till gasbildning under härdningssprocessen.

För att undvika/minska risken för pinholes bör följande beaktas:

- Zinkytan skall vara fri från föroreningsämnen och ojämnheter.
- Undvik att exponera godset i fuktig miljö - undvik att vitrost bildas.
- Välj rätt stål vid varmförzinkning - helst material med låg kiselhalt, under 0.03 % - som ger en jämnare yta och dessutom är tåligare vid blästring.
- Se till att fosfatskiktet, som läggs på före pulverlackeringen, har hunnit torka ordentligt.
- Förvärm godset.
- Använd pulver av speciell “porkvalitet”, som motverkar bildningen av pinholes.
- Använd pulver med låg viskositet, som har lätt att flyta ut.
- Tjockare skikt hos pulverlacken kan i vissa fall medföra att porerna inte bryter igenom skiktet, och därför inte ger synliga defekter.
- Höj temperaturen långsamt under pulverlackens härdning.

Att tänka på vid duplexbehandling

Varmförzinkaren behöver veta i förväg om godset ska duplexbehandlas, då detta ställer extra höga krav på ytorna. Använd i första hand stål som ger renzinkskikt ytterst (låg kiselhalt) då detta tål blästring bättre. Om kiseltätat stål redan använts - informera målaren om förutsättningarna. Om lackeringen utförs av annat företag än varmförzinkaren - kontrollera att rätt kompetens och utrustning finns.

 

Tillbaka