• épületszerkezetek
• felület
• mázolás

Acélszerkezetek felületképzése mázolással

Különböző alkalmazási feltételek esetén (normál-, városi, ipari agresszív ipari és vegyi légtérben)

A mázolással végzett felületképzés az építőipari acélszerkezetek és felületek védelmének fokozását és megjelenésének javítását szolgálja. Az acélfelületen kialakított felületképzés alapvető feladata a védelem és a tetszetős külső, szín, küllem biztosítása, de ezen feladatok mellett még számos egyéb különleges igénybevételnek is meg kell feleljen, mint pl. higié­niai, mechanikai, színdinamikai, vegyszerállósági, stb. követelményeknek.

Általános tervezési szempontok

Az acélfelületek védelmére kialakított különböző felületképzés általában a következő típusú bevonóanyagokból a következő sorrendben építhetők fel.

Sorrend:

• korróziógátló alapozó festékanyag, a felületelőkészítés után kerül köz­vetlen az acélfelületre, 1-2 rétegszámban. Feladata az alapfém passzi­válása, korróziógátlása,
• közbenső zománc festékanyag, a korróziógátló alapozó rétegre kerül igénybevételnek megfelelő rétegszámban. Védi az alapozó réteget és növeli a rendszer időállóságát,
• átvonó, zománc festékanyag, a közbenső rétegekre kerül és a rendszer fedő bevonatát képezi. Feladata az előző rétegekkel együtt a gáz, gőz, és folyadék át nem eresztő korrózióálló réteg biztosítása.

Általános érvényű szabály, hogy a felületképzésen belül az egyes rétegek (alap, közbenső, és átvonó) igénybevételi ellenálló képességének a tárgy alapfelületétől a felületképzés külső szintjéig fokozatosan nőni kell. Ennek megfelelően az alapozó festékek kevésbé ellenállóak (a korróziógátló alapo­zások rövidebb időjárásállósággal rendelkeznek), mint a közbenső, illetve az átvonó zománc rétegek. A közbenső réteg tulajdonságai mintegy átmene­tet képeznek fizikai, kémiai vonatkozásban az alapozó és átvonó réteg kö­zött. Éles határt természetesen minden esetben nem lehet megvonni az egyes rétegek jellemzői között.

Az alkalmazandó festék típustól és az igénybevételi jellemzőktől függően tervezéssel kell eldönteni, hogy milyen rétegfelépítésű, ill. milyen rétegszá­mú felületképzés kialakítása a legcélszerűbb. így egyes esetekben a közben­ső réteget például több rétegszámú korróziógátló alapozó festékréteg vagy átvonó zománc festékréteg helyettesítheti. Agresszívabb légköri jellemzők esetén célszerűbb több rétegű átvonó zománcfesték, míg normál klímán elégséges az egyrétegű átvonó alkalmazása.

Az acélszerkezetek korrózióvédelmi tervezésénél elsősorban össze kell hangolni a védendő szerkezet tartóssági igényét az alkalmazni kívánt felü­letképzés tartósságával. Ez körültekintő műszaki és gazdasági megfontolást igényel, és ezért az alábbi tényezőket is figyelembe kell venni;

Ezek:

• az acélszerkezet értékét, rendeltetésének fontosságát,
• az igénybevétel fajtáját, időtartamát, a meghatározó klímatényezőket,
• az agresszív közeg hőmérsékletét, felületre lecsapódás (kondenzálás) lehetőségét,
• acél anyagi összetételét, minőségét,
• szerkezeti kialakítását (nagyon jelentős pl. a csapadékvíz szabad lefo­lyása, hozzáférhetőség, tisztíthatóság, felújítás során stb.)

Az acélszerkezetek korrózióvédelménél a felületelőkészítés minőségén kívül a felületképzés rétegvastagsága szabja meg döntően a tartósságot. Már tervezési szinten meg kell határozni a legkisebb rétegvastagság értékét és a kivitelezés folyamán azt ellenőrizni is kell. A festékanyag típusától, ré­tegfelépítésétől függetlenül az egyes igénybevételi (alkalmazási) klímákra vonatkozóan a következő legkisebb száraz rétegvastagságok írhatók elő.

Ezek rétegvastagságok:

• normál, vidéki légkör: 140 mikron;
• városi és nem agresszív ipari légtér: 180 mikron;
• agresszív ipari légtér: 250 mikron;
• víz alatti igénybevétel: 250 mikron;
• agresszív vegyi folyadék: 300 mikron.

Figyelembe kell venni továbbá

• a szerkezet karbantartásának, illetve felújításának lehetőségét,
• a különböző fémekkel történő találkozás esetét, a kontakt korrózió lehetőségét,
• a bevonatképzés alatti légköri jellemzőket,
• az alkalmazni kívánt technológiát (tisztítási és felhordási módok),
• a felhasználásra kerülő felületvédő festékanyagok tulajdonságát,
• a bevonatrendszer rétegfelépítését és össz-rétegvastagságát.

Élettartam alapján a következő védőbevonat-rendszereket lehet megkü­lönböztetni;

• tűzifém + festékbevonat (MSZ 7584/2)
• szórt fém + festékbevonat (MSZ 7584/3)
• beégetett festékbevonatok (MSZ 7584/4)
• levegőn száradó festékbevonatok (MSZ 7584/5)

A felületképzés kiválasztásánál tervezett tartósságot és az acélszerkezet súlyát alapvető szempontnak tekintik és ennek alapján I. II. III. korrózióvé­delmi osztályok különböztethetők meg. A felület­képzés tartósságán azt az időtartamot értjük, amely után a rendszeres és időszakos karbantartás mellett már az egész felületképzés teljes felújítása szükségessé válik.

A szabadtéri acélszerkezetek felületképzésénél általában csak a levegőn száradó festékanyagokat célszerű figyelembe venni, mivel a beégetés általá­ban a méretek miatt korlátozás alá esik. A fenti főbb tervezési szempontok és adatok gondos mérlegelése, a felü­letelőkészítés minősége, a kivitelezés technológiai jellemzői mind kihatnak a felületképzés tartósságára, ill. a szerkezet élettartamára.

Acélszerkezetek típusai

Az építőiparral kapcsolatos acélszerkezeteket tekintettel a széles alkalma­zási területükre (pl. építőanyag, tartószerkezet, berendezés, szerelvény, léte­sítmény stb.) és választékukra rendkívül nehéz csoportosítani. Ezért az acél­szerkezeteket az építményekben elfoglalt helyük, illetve a rendeltetésük szerint a következők szerint lehet csoportosítani:

• épület nyílászáró szerkezetek (ajtók, ablakok) lakatosipari szerkezetek,
• épületgépészeti berendezések (fűtőtestek, csővezetékrendszer, kazán­berendezések stb.),
• épülettartó (primer és szekunder) szerkezetek, vastag, ill. vékony falú szerkezetek (födémek, tetőszerkezetek, tetőhéjazat, stb.),
• ipari létesítmények, üzemek, gyárak szerkezetei, technológiai berende­zései (tartók, csővezetékrendszer, tartályok, technológiai eszközök, be­rendezések stb.),
• mérnöki létesítmények szerkezetei (hidak, vezetéktartók, erőművek, vízlépcső-duzzasztómű stb.)

A felsorolt különböző típusú acélszerkezetekre minden igényt kielégítő és egységesen alkalmazható bevonatrendszer elsősorban gazdasági okok mi­att nem tervezhető. A szerkezeteket körülvevő agresszív közeg típusától, valamint az egyéb igénybevételi tényezőktől függően célszerűbb az opti­mális védelmet kialakítani. A szerkezetek különbözősége, a felhasználási kö­rülmények változatossága, az igénybevételek sokrétűsége azonban egyben azt is jelenti, hogy sem a korrózióvédelmet, sem esztétikai követelményeket nem lehet néhány felületképzési változattal megoldani.

Védettség tervezése

A szerkezet védel­mét a mindenkori adottságok figyelembevételével lehet csak megtervezni. Nehezíti az egységesítést, hogy az egyes szerkezeti elemeket különböző agresszivitású légtér veszi körül. Így pl. egy acél nyílászáró szerkezet kültérrel érintkező részén más igénybevételi hatás lép fel egy normál légtérben, mint egy agresszív szennyező anyagokkal teli ipari légtérben. Az acélszerkezetek korrózióvédelmi tervezését az igénybevételi oldalról, a légköri szennyezett­ség kategorizálásával is célszerű megközelíteni.

Alkalmazási klíma csoportok

Tekintettel arra, hogy az acélszerkezet mázolása az építési munkák helyszí­nén történik, ezért a védendő szerkezetre ható károsító környezeti közvet­len hatásokat gondosan kell megállapítani, mivel az adatok a felületkezelés tervezésének alapjául is szolgálnak.

Általában a hazai éghajlat és gyakorlat figyelembevételével, az acélszer­kezetek korrózió elleni védelem szempontjából a következő főbb igénybe­vételi csoportokat lehet képezni:

• száraz zárttér (beltéri igénybevétel), általában a légtér vegyi szennyeződéseket nem tartalmaz, átlagos hő­mérséklet + 5 és +25 °C és ennek megfelelő legfeljebb 45-80% relatív légnedvesség, közvetlen napsugárzás nincs (pl. lakó-, és középületek beltéri helyiségei),
• nedves zárttér (nedves beltéri), a szerkezet felületek ki vannak téve tartós páralecsapódásnak, valamint + 55 °C-nál nem magasabb hőmérsékletű fröccsenő víznek, a víz nem tartalmaz támadó hatású vegyi anyagokat (pl. konyhák, mosdók, zuha­nyozók, stb.)
• normál kültéri, vidéki légkör átlag -25 és +35 °C közötti léghőmérséklet, zúzmara képződés, leg­feljebb 8 órán át tartó + 80 °C hőmérsékletű felületi felmelegedés (nap­sugárzás), 40-100% közötti relatív légnedvesség ingadozás, tartós pára­lecsapódás, illetve csapadék hatás, legfeljebb 60 km/ó szélsebesség, homok eróziós hatás kb. évente 1000-2000 órán át tartó, legfeljebb 0,22-0,30 Watt/cm² energiájú napsugárzás (ilyen légtér a jellemző pl. a városi és ipari üzemektől jelentősen távol eső alföldi, hegyi és zöldöve­zetekben)
• városi és ipari légtér a vidéki légkörnél meghatározott jellemzőktől abban tér el, hogy a lég­tér vegyi szennyezettsége; S0₂, S0₃, H₂S-ből a 0,1 mg/m³, N0₂, NO, C0₂, CO-ból 20 mg/m³, ill. szerves oldószer gőzökből a 30 mg/m³, érté­keket nem haladhatja meg. (pl. városi környezetben, de nem közvetlen agresszív ipari üzemek közvetlen közelében lévő szerkezetek)
• agresszív ipari légtér a légtér vegyi szennyezettsége az előző értékeket meghaladhatja (pl. ipari létesítmények füstgázokkal erősen szennyezett légterében lévő szerkezetek).
• agresszív vegyi igénybevétel, – folyadékok az agresszív ipari légtér mellett még számolni kell a különböző kifeje­zetten vegyi anyagok időszakos, vagy állandó hatásával. így pl. savak, lúgok, sók oldataival. Előfordulhat bel-, ill. kültéri igénybevétel melletti vegyi igénybevétel (pl. agresszív klímájú vegyi üzemek szerkezetei, berendezései).

Kivitelezés

A kültéri acélszerkezetek korrózióvédelmi munkáinál a szakszerű felületelő­készítés és a helyesen megválasztott kiviteli technológia együttesen ered­ményezik a megfelelően tartós felületképzést. Ha figyelmen kívül hagyják kivitelezés alatt a légköri viszonyokat, akkor előfordulhat, hogy a legjobb védőképességű és tulajdonságú festékek hatása is leromlik.

Kültérben végzett festéskor a meghatározó légköri viszonyok a felület­képzés minőségét és tartósságát döntő módon befolyásolják.

A légköri jel­lemzők közül a következők bírnak jelentőséggel:

• levegő relatív nedvességtartalma,
• a védendő tárgy és a levegő hőmérséklete,
• légszennyeződések.

Légnedvesség vonatkozásában az előírások, ill. a festékgyártó cégek az anyagtípusoktól függően legfeljebb 70-80% páratartalmat engedélyeznek. A valóságban nem is a levegő páratartalma a döntő jellemző, hanem az, hogy festéskor a bevonandó szerkezet felületi hőmérséklete legalább 3-5 °C-kal a harmatpont fölött legyen. Ebben az esetben ugyanis a felületre pára lecsapódás (kondenzálódás) nem tud bekövetkezni. Ha ezt a fontos tényt nem veszik figyelembe, úgy a lecsapódó nedvesség a festékrétegbe keveredik és száradáskor az elpárolgó víz helyén a bevonaton hibahelyek, pórusok keletkeznek.

Ez a veszély az olajfestékeknél a legkisebb, mivel a legjobb nedvesítő ké­pességű filmképzők. A hőmérséklet hatása is befolyásolja a bevonat minőségét. Hidegben a festékek sűrűbbek és felhordhatóság céljából jobban kell hígítani, ezáltal a bevonat száraz rétegvastagsága kisebb lesz. Túl magas hőmérséklet is okoz­hat gyors filmképződést, ráncosodást, filmösszeugrást, ilyen fordul elő pl. forró fémfelületek esetén tűző napsugárzásban.

Felhordási léghőmérséklet vonatkozásában a gyártók utasításai az irány­adók. Általában ideális léghőmérsékleti tartomány a +15 °C és + 25 °C kö­zötti értékek. Ez viszont a kültéri munkákat időszakban nagyon korlátozná, ezért a gyártók kidolgozták a + 5 °C-ig alkalmazható festékváltozatokat is.

Különösen a kétkomponenses (reaktív) bevonó anyagok érzékenyek a léghőmérsékletre., és légnedvességre. Ezeknél általában +10 °C alatt, és 70% páratartalom felett nem szabad dolgozni. Kivételt képeznek a levegő nedvesség hatására kötődő (pl. UREKORR) típusok.

Légköri szennyeződések

A légtérben levő különböző halmazállapotú szennyeződések ugyancsak zavaróak lehetnek. Ezek ugyanis a felületre csapódva a kialakítandó bevo­natba kerülnek és ott tapadási elégtelenségeket, korróziós gócokat, hi­bahelyeket eredményezhetnek. Ez a jelenség a mázolási technológia műve­leteit módosítja, olyan értelemben, hogy az agresszív ipari légtérben a fes­tékréteg felhordása előtt – amennyiben a felületre vegyi szennyező anya­gok lecsapódásának lehetősége fennáll – feltétlen közbe kell iktatni egy olyan felület-lemosást, amely a vegyi szennyező anyagokat semlegesíti, vagy eltávolítja. Ez az alapelv nemcsak új szerkezeteknél, hanem a vegyi üzemek korrózió védelmi felújításánál is érvényes.

Kültéri acélszerkezetek esetén az első alapozó réteg felhordását célszerű ecseteléssel elvégezni, különösen akkor, ha a felület érdes és nem teljesen fémtiszta. Az ecsetelésnél fellépő dörzsölő hatás ugyanis elősegíti a felület nedvesítését és a festék a mélyedésekbe, zárványokba, pórusokba is jobban behatol.

A festék felhordó berendezéseket általában a festékanyag típus, a szerke­zet mérete, tagoltsága, légköri jellemzők, stb. valamint munkaszervezési kérdések alapján lehet a legmegfelelőbbet meghatározni.

Az acélszerkezetek felületképzésének követelmény-szempontjait a kö­vetkezőkben lehet összefoglalni:

• minden egyes festékfelhordást csak az előző réteg teljes száradása*után és szilárdulása után végezhetjük el,
• többrétegű rendszer esetén az egyes rétegeket árnyalati színeltéréssel kell felhordani, a rétegszám ellenőrzése érdekében (ez a rétegvastag­ságra nem ad választ),
• oszlatás alkalmazása nem szükséges,
• a betonba kerülő acélfelületeket nem szabad bevonattal ellátni,
• a hegesztendő felületekre sem szabad bevonatot kialakítani (ezek jelö­lését a megrendelő eszközli),
• általában szóró, vagy simító tapaszolás, ezek csiszolása, valamint harmadik fedő (átvonó) bevonat csak külön igényre végezhető,
• ivóvíz tartályok, tárolók belső felületére csak olyan bevonat kerülhet, mely a víz ízét, szagát, színét nem befolyásolja (OÉTI szakvélemény),
• meleg vizet szolgáltató berendezések belső felületeire kátrány és bitu­men tartalmú anyagok nem használhatók.

Beépített vagy szabadtéri acélszerkezetek esetén, ahol a kezelés utáni semlegesítés nem biztosítható, a rozsdaátalakító szerek alkalmazását nem szabad figyelembe venni.

A korróziógátló alapozóbevonat csak rozsda, és reve mentes – az MSZ 1891/1, 2. lap szerinti – tiszta felületre hordható fel. Ha a szerkezet üzemi korróziógátló alapozása szállítás, beépítés, vagy szerelés közben megsérült, vagy kültérben három hónapnál hosszabb ideig állt, és az alapozó réteg károsodást szenvedett, az alapozó bevonatot rész­ben vagy teljes egészében az MSZ 7584 szerint újra el kell készíteni. Alapozó bevonat készítése után minden olyan felületi egyenetlenséget, folytonossági hiányt, melyből „vízzsák” képződhet, míniumos olajtapasszal vagy EPOKITT anyaggal kell tapaszolni, tömíteni.

Az acélszerkezetek védő bevonatrendszerei készítésének főbb műveleti sorrendje a következő:

• felületelőkészítés,
• rozsda-, revementesítés, zsírtalanítás,
• korróziógátló alapozó bevonat
• készítése, meghatározott rétegszámban, és anyagban,
• egyes rétegek közötti portalanítás, lemosás, vegyi szennyező anyagok eltávolítása, semlegesítése, vizes lemosása

(Ezen műveletnek az agresszív ipari, és agresszív vegyi légtérben van különösen nagy jelentősége),

• közbenső zománcfesték réteg, ill. rétegek készítése meghatározott anyaggal, és rétegszámban,
• átvonó (fedő) zománc festék réteg, ill. rétegek készítése, ugyancsak meghatározott festéktípussal és rétegszámban.

Minőségi követelmények

A minőségi követelményekre vonatkozóan pedig a következők veendők figyelembe:

• a kész bevonaton lehámlás, lepattogzás, leveles leválás, hólyagosodás, bevonati rétegszétválás nem megengedett,
• a bevonatnak por- és szemcsementesnek kell lennie,
• az előírt száradási időn túl a bevonat tapadós, ragadós nem lehet,

Ezen túlmenően a bevonat színének az etalonnal megegyezőnek, felületi fényének homogénnek kell lennie. A bevonat rétegvastagságának folytonosnak és egyenletesnek kell lennie, kihagyásokat, folytonossági hiányokat nem mutathat.

Kivitelezési hibák, javítás

Általában a festékanyag és a festési hibák között okozati összefüggés van. Egy hibajelenség leginkább nem egy, hanem rendszerint többféle okra ve­zethető vissza. A felhordás közbeni hibák közvetlen érzékelhetők, oka nyil­vánvalóbb, kiküszöbölése könnyebb. A kész felületképzésen utólagosan je­lentkező hibák rendszerint több okból adódnak, így megelőzésük, kijavításuk is összetettebb munkát igényel. A legtöbb hiba elkerülhető, ha a kivite­lezők ismerik a festék tulajdonságait, alkalmazási területüket, valamint ha a tervezői kiválasztás kellő gondosságú.

Van Oeteren, K. A. szerző és kutató a bevonathibák általános okait rövi­den a következőkben foglalja össze:

• rozsdás, zsíros, nedves alapfelület,
• helytelen pigment-kötőanyag arány (pl. kiülepedés) vagy más festék­anyag hiba,
• a bevonatrendszer szakszerűtlen felépítése, (tervezési hiba),
• festékek káros kevergetése,
• festés közbeni kedvezőtlen légköri viszonyok,
• helytelen felhordási technológia, valamint a
• tervezettnél erősebb, ill. attól eltérő igénybevétel.

A festékbevonatok idő előtti tönkremenetele acélszerkezeteken elsősor­ban alározsdásodásból ered, illetve a felületképzés alatt lejátszódó korrózi­ós folyamatok következménye.

Az alározsdásodás főbb okai a következők lehetnek:

• nem megfelelő, szakszerűtlen felületelőkészítés,
• kedvezőtlen légköri viszonyok festés alatt,
• a bevonat porozitása,
• a szükségesnél kevesebb réteg, ill. kisebb össz-rétegvastagság,
• egyéb korróziós tényezők (pl. légkör agresszív vegyi szennyező hatása).

Általában az alulról jövő rozsdaképződés a legveszélyesebb, mert ami­korra annak nyomai szemmel láthatóvá válnak, addig már az egész bevo­natrendszer teljes felújítása szükségessé válik.

Műszaki-gazdasági adatok

Az acélszerkezetek festésénél általában a védelem összes költségének kb. 30%-a állványozásra, további kb. 40-45%-a pedig felületelőkészítésre, a fent maradó rész pedig festékanyagokra fordítódik. A bevonatrendszerek készítésénél, illetve azok tervezésénél arra kell törekedni, hogy olyan festék­anyagok kerüljenek a védelmi rendszerbe, melyek a lehetőségekhez mérten kielégítik az MSZ 7584/1-68 szerinti II. vagy I. korrózióvédelmi osztályt.

Így mód nyílik olyan rendszerek alkalmazására, melynek felújítása 10-15 év után válik csak szükségessé. Ilyen rendszerek alkalmazásában a gazdasá­gosság abban rejlik, hogy nagyobb élettartamú bevonat rendszerekkel jelentős állványozási és felületelőkészítési költség takarítható meg.

A védő bevonatrendszerek időszakos karbantartását úgy célszerű beüte­mezni, hogy az csak általában egy átvonó réteg kialakításával elvégezhető legyen.