Antykorozja

Metoda zabezpieczania wyrobów stalowych systemem jednoczesnej ochrony korozyjnej poprzez powłokę cynkową oraz zewnętrzną powłokę lakierową znana jest pod nazwą systemu duplex [1]. Dzięki wzajemnemu oddziaływaniu protektorujących właściwości cynku oraz barierowych właściwości polimerów uzyskuje się znakomitą trwałość ochrony korozyjnej konstrukcji i wyrobów użytkowych wykonanych ze stali. Mimo iż powłoki cynkowe i lakierowe są aktualnie najbardziej rozpowszechnionym sposobem zabezpieczania stali przed korozją atmosferyczną, ich wytwarzanie wciąż jednak powoduje sporo kłopotów w praktyce przemysłowej, a problematyka uzyskania odpowiedniej jakości zabezpieczenia jest nader aktualna. Warto więc wiedzę dotyczącą technologii cynkowania ogniowego oraz malowania ciekłego i proszkowego powierzchni ocynkowanych usystematyzować dla czytelników „Lakiernictwa Przemysłowego”.

Charakterystyka powłok duplex

Schemat struktury powłok systemu duplex przedstawia rys. 1. Bezpośrednio nad powierzchnią stali widoczna jest charakterystyczna dla cynkowania ogniowego warstwa przejściowa zbudowana z faz międzymetalicznych Fe-Zn (Γ, d1, ζ) oraz warstwa cynku (η). Dodatkowo nad warstwą metaliczną znajduje się warstwa lakierowa, pełniąca rolę dodatkowej bariery oddzielającej powłokę cynkową przed oddziaływaniem środowiska korozyjnego. W zależności od potrzeb, powłoka lakierowa może składać się od jednej do kilku kolejno nakładanych warstw. Przy malowaniu proszkowym przeważnie jest to jedna warstwa (rzadziej dwie, gdy stosowany jest podkład pigmentowany proszkiem cynkowym), przy malowaniu metodą ciekłą – warstw bywa więcej, w zależności od agresywności środowiska i wymagań użytkowych.

Rys. 1. Schemat struktury powłok systemu duplex.

Połączenie cynkowania i malowania pozwala na znaczne wydłużenie okresu eksploatacji całego systemu ochronnego nawet do 100 lat. W opinii ekspertów powłoki duplex posiadają 1,5 od 2,7 razy większą trwałość niż łączna trwałość powłok cynkowych i lakierowych występujących osobno w danych warunkach korozyjnych. Przedłużenie okresu odporności korozyjnej powłoki określane jest mianem efektu synergicznego [1].
Wykres trwałości powłok duplex w różnych środowiskach przedstawiono na rys. 2. Przykładowo, jeżeli w warunkach przemysłowych powłoka cynkowa będzie zabezpieczać podłoże stalowe przez 10 lat, powłoka lakierowa 2 lata, to zastosowanie systemu duplex pozwoli na użytkowanie pokrycia przez ok. 20 lat bez konserwacji, min. 1,5 razy dłużej niż łączny czas ochrony w przypadku stosowania powłok ochronnych osobno (w przykładzie 12 lat).
Dzięki zastosowaniu systemu duplex możliwe jest też rozszerzenie zakresu zastosowania powłok cynkowych na zabezpieczenia korozyjne w środowiskach, w których tworzą się rozpuszczalne sole cynku oraz na środowiska, w których wartość pH jest poza zakresem 6-12 – a więc tam, gdzie zastosowanie stali ocynkowanej bez dodatkowej ochrony nie ma sensu. System duplex eliminuje także możliwość przechodzenia jonów cynku z powłoki ochronnej do środowiska, szczególnie do wód gruntowych. Jako niewątpliwą zaletę powłok duplex należy uznać również możliwość uzyskania efektu dekoracyjnego, a czasami także informacyjnego lub ostrzegawczego, bowiem w tym przypadku projektant nie jest ograniczony do szarometalicznego wyglądu powłoki cynkowej, lecz istnieje możliwość doboru koloru powierzchni z szerokiej palety RAL.


Rys. 2. Wykres trwałości powłok cynkowych, lakierowych i systemów duplex w różnych środowiskach korozyjnych.