Степени подготовки поверхности перед окраской

Долговечность антикоррозионного покрытия на восемьдесят процентов определяется не краской, а тем, что было сделано с металлом до её нанесения. Даже самая дорогая грунт-эмаль, нанесённая на ржавчину, окалину или жировую плёнку, начнёт отслаиваться через один-два сезона: под плёнкой остаются очаги коррозии, которые продолжают развиваться и приподнимают покрытие изнутри. Поэтому в проектной документации на металлоконструкции всегда указывается не только марка лакокрасочного материала, но и требуемая степень подготовки поверхности.

На нашем заводе подготовка поверхности выделена в отдельный технологический передел со своим контролем. В этой статье специалисты участка окраски рассказывают, какие бывают степени очистки, чем они отличаются на практике, какие методы используются для их достижения и как проверить, что поверхность действительно готова к окраске.

Материал будет полезен проектировщикам, которые назначают систему защиты, инженерам технадзора, принимающим конструкции, и заказчикам, которые хотят понимать, за что они платят в строке сметы «подготовка поверхности».

Что включает подготовка поверхности

Под подготовкой понимают комплекс операций, после которого на металле не остаётся ничего, что мешает адгезии покрытия или провоцирует подплёночную коррозию. Это не одна операция, а последовательность из нескольких шагов, каждый из которых решает свою задачу.

Удаление дефектов металла и сварки

Первым делом устраняют то, что не удалит ни абразив, ни растворитель: острые кромки, заусенцы после резки, брызги металла, подрезы и наплывы сварных швов, расслоения проката. Острые кромки скругляют радиусом не менее двух миллиметров. Причина простая: на остром ребре краска при высыхании стягивается, и толщина плёнки там получается в два-три раза меньше номинальной. Именно с кромок чаще всего начинается коррозия на готовых конструкциях.

Обезжиривание

Масла, смазочно-охлаждающие жидкости, следы маркера и консервационные составы удаляют до абразивной обработки. Если этого не сделать, абразив вобьёт загрязнения в микрорельеф поверхности, и отмыть их потом будет практически невозможно. Используются щелочные моющие растворы или органические растворители в зависимости от характера загрязнения.

Удаление окалины, ржавчины и старых покрытий

Это основной и самый трудоёмкий этап. Именно по результату этой операции и присваивается степень подготовки поверхности. Прокатная окалина особенно коварна: она выглядит как плотный тёмно-синий слой и кажется надёжной основой, однако её коэффициент температурного расширения отличается от стали, со временем она растрескивается и отходит вместе с краской.

Обеспыливание

После абразивной обработки на поверхности остаётся мелкодисперсная пыль. Её удаляют сжатым сухим воздухом или промышленным пылесосом. Остаточная запылённость оценивается по ленточному методу: на поверхность наклеивают липкую ленту, снимают и сравнивают с эталонной шкалой по количеству и размеру частиц.

Международные степени очистки: Sa и St

В отечественной практике широко применяется классификация по международному стандарту ISO 8501-1, где степень подготовки оценивается визуально по эталонным фотографиям. Она удобна тем, что понятна как производителю, так и приёмщику, и не требует сложных приборов.

Абразивоструйная очистка Sa

• Sa 1 — лёгкая очистка. Удаляются только слабо держащиеся окалина, ржавчина и старая краска. Для ответственных конструкций практически не применяется.
• Sa 2 — тщательная очистка. Удалена большая часть окалины, ржавчины и посторонних веществ, оставшиеся загрязнения прочно сцеплены с основой.
• Sa 2½ — очень тщательная очистка. На поверхности допускаются лишь следы загрязнений в виде лёгких пятен или полос. Это самая востребованная степень для промышленных систем покрытий.
• Sa 3 — очистка до визуально чистой стали. Поверхность имеет равномерный металлический цвет. Требуется под металлизацию и некоторые специальные покрытия.

Ручная и механизированная очистка St

• St 2 — тщательная очистка щётками и шлифовальным инструментом. Удалена рыхлая ржавчина и отслаивающаяся краска.
• St 3 — очень тщательная очистка тем же инструментом, поверхность имеет заметный металлический блеск.

Степени St применяют там, где абразивоструйная обработка невозможна или неоправданна: при ремонте на объекте, для локальных участков, мест сварки монтажных стыков. Важно понимать, что даже St 3 не создаёт шероховатости, необходимой для толстослойных систем, поэтому под них она подходит ограниченно.

Степени очистки по ГОСТ 9.402

Отечественный стандарт ГОСТ 9.402 оперирует другой шкалой, и в проектах нередко встречаются обе системы. По этому стандарту различают четыре степени очистки от окислов и две степени обезжиривания.

Степени обезжиривания различаются жёсткостью контроля: первая степень подразумевает отсутствие следов масла на фильтровальной бумаге после протирки, вторая — отсутствие видимых пятен и отрыва капли воды при смачивании. Для большинства систем окраски металлоконструкций требуется первая степень обезжиривания.

Шероховатость: второй параметр, о котором часто забывают

Степень очистки говорит о том, насколько поверхность чистая, но ничего не говорит о её рельефе. Между тем для адгезии покрытия профиль поверхности имеет не меньшее значение. Абразив оставляет на металле микроскопические впадины и выступы, за которые грунт буквально цепляется.

Какая шероховатость нужна

Для тонкослойных систем толщиной до 120–150 мкм обычно достаточно профиля Rz 30–50 мкм. Толстослойные эпоксидные системы и покрытия для агрессивных сред требуют Rz 50–85 мкм. Слишком грубый профиль тоже вреден: вершины выступов торчат через тонкий первый слой грунта, и коррозия начинается именно с них.

Как управлять профилем

• Выбором абразива: колотая дробь даёт острый угловатый профиль, литая — более сглаженный.
• Фракцией: крупная фракция создаёт глубокий профиль, но медленнее очищает большие площади.
• Давлением воздуха и расстоянием от сопла до поверхности.
• Углом атаки струи: при работе под прямым углом профиль глубже.

Контроль шероховатости выполняют компараторами профиля или профилометром. На нашем участке окраски замеры проводятся на каждой партии конструкций, результаты фиксируются в журнале.

Методы подготовки и их возможности

Дробеструйная обработка в камере

Наиболее производительный и стабильный способ для новых конструкций. Детали проходят через дробемётную установку, где абразив разгоняется турбинами. Качество одинаковое по всей поверхности, абразив многократно используется в замкнутом цикле, пыль улавливается системой аспирации. Этим методом легко достигается степень Sa 2½ на прокате, балках, листовых деталях.

Пескоструйная и абразивоструйная обработка соплом

Применяется для крупногабаритных сварных конструкций сложной формы, которые не проходят в дробемёт, а также для работ на объекте. Качество сильно зависит от квалификации оператора, поэтому контроль здесь особенно важен.

Механизированная очистка

Шлифмашины, щётки, игольчатые пистолеты используются на монтажных стыках, в местах ремонта и в зонах, куда нельзя допустить абразивную пыль. Достижимый результат — St 2 или St 3.

Химическая подготовка

Травление и фосфатирование применяются для тонколистовых изделий перед порошковой окраской. Для крупных строительных конструкций этот метод почти не используется из-за габаритов ванн и сложности утилизации растворов.

Условия, при которых подготовленную поверхность можно окрашивать

Очищенная сталь очень активна и быстро окисляется. Поэтому важно не только подготовить поверхность, но и успеть нанести грунт, пока она не утратила чистоту.

• Время до грунтования. В закрытом цехе с контролем влажности — не более шести часов, на открытом воздухе — значительно меньше. Появление налёта ржавчины требует повторной обработки.
• Точка росы. Температура поверхности должна быть минимум на три градуса выше точки росы. Иначе на металле образуется невидимая плёнка конденсата.
• Относительная влажность. Как правило, не выше восьмидесяти пяти процентов.
• Растворимые соли. Для конструкций, контактировавших с морской атмосферой или противогололёдными реагентами, дополнительно контролируют содержание хлоридов на поверхности.

Как принять подготовленную поверхность

Приёмка подготовки — самостоятельная контрольная точка, и её нельзя совмещать с приёмкой готового покрытия: после нанесения грунта проверить качество очистки уже невозможно. В программе контроля мы предусматриваем следующие проверки.

1. Визуальное сравнение с эталонами степени очистки при хорошем освещении.
2. Проверка качества подготовки кромок и сварных швов.
3. Замер шероховатости компаратором или профилометром.
4. Оценка запылённости ленточным методом.
5. Замер температуры поверхности, воздуха и влажности с расчётом точки росы.
6. Запись результатов в журнал с указанием партии и маркировки конструкций.

Заказчик или его технадзор могут присутствовать при этой приёмке. Мы рекомендуем закладывать такое участие в план контроля качества для ответственных объектов: это снимает большинство вопросов на последующих этапах.

Типичные ошибки при назначении степени подготовки

Завышение требований без необходимости

Требование Sa 3 для конструкций внутри отапливаемого склада увеличивает стоимость подготовки, но не даёт заметного выигрыша в долговечности. Степени Sa 2½ для таких условий более чем достаточно.

Занижение требований под толстослойные системы

Обратная ситуация опаснее: заказывают дорогую эпоксидную систему на двести пятьдесят микрон, а в документации указывают St 2. Покрытие отслоится пластами, и деньги, вложенные в материал, будут потеряны.

Отсутствие требований к монтажным стыкам

На заводе конструкции подготовлены идеально, а на монтаже места сварки и болтовые соединения зачищают кое-как. Именно там через год появляется ржавчина. Требования к подготовке на объекте должны быть прописаны в проекте производства работ.

Итоги

Степень подготовки поверхности — это не формальность, а фундамент всей системы антикоррозионной защиты. Правильно назначенная степень очистки, подходящая шероховатость, контроль точки росы и своевременное грунтование обеспечивают расчётный срок службы покрытия. Экономия на этом этапе всегда оборачивается затратами на ремонт.

Если вы выбираете систему защиты для своего объекта, специалисты завода помогут подобрать степень подготовки и тип покрытия под условия эксплуатации. Подробнее о возможностях окрасочного участка — в разделе услуг завода.