Сколько лет прослужит металлочерепица, профнастил, или профили для рольставней?

Сколько лет прослужит металлочерепица, профнастил, или профили для рольставней из оцинкованной стали - ответ на этот вопрос интересует каждого, кто решил установить кровлю, облицовку, рулонные ворота или оконные рольставни, выполненную из оцинкованной стали с полимерным покрытием. В своей очередной статье специалисты МАПОС раскрывают факторы, влияющие на долговечность изделий из оцинкованной стали с полимерным покрытием.

Перед публикацией предварительный вариант статьи был прокомментирован экспертами. Рецензентом по основным вопросам коррозии оцинкованной стали выступил Казакевич Андрей Валерьевич - доцент кафедры Коррозии Московского Института Стали и Сплавов, директор научно-производственного центра "Эксперт-Корр-МИСиС". В экспертный совет вошли также представители ведущих мировых производителей лакокрасочных материалов для оцинкованной стали: Галина Карташова, исполняющая обязанности главы российского филиала Becker Industrial Coatings, и Юрий Сериков - старший менеджер по продажам Akzo Nobel.

Актуальность проблемы долговечности изделий из оцинкованной стали с полимерным покрытием объясняется естественным свойством стали - низкой коррозионной стойкостью. Коррозия стали - процесс неизбежный, обусловленный высокой восприимчивостью железа к взаимодействию с кислородом (реакцией окисления), продуктом которой и является ржавчина. По этому, большинство специалистов сходится во мнении, что долговечность изделий из стали в первую очередь определяется способностью сопротивляться воздействиям окружающей среды.

Способов повышения коррозионной стойкости стали множество - это и легирование, в результате которого получается нержавеющая сталь, и покраска, и покрытие стали слоями других металлов, например цинка или алюминия. Выбор того или иного способа определяется областью применения - т.е. соотношением стоимости материала и его долговечности. В строительстве традиционно применяется оцинкованная сталь и оцинкованная сталь с полимерным покрытием - как материал, обладающий оптимальным для этой отрасли соотношением стоимости и долговечности.

Применительно к изделиям (рольставни) из оцинкованной стали с полимерным покрытием, под долговечностью, как правило, подразумевается стойкость внешнего вида, и сохранение функциональности изделия. При этом, оба эти фактора зависят от коррозионной стойкости материала. Дело в том, что, в случае соблюдения технологии нанесения, а также при соблюдении условий эксплуатации готового изделия, полимерное покрытие само по себе не теряет внешний вид. Единственное изменение внешнего вида - выцветание, происходит равномерно, т.е. незаметно для человеческого зрения. Слои цинкового и полимерного покрытия стали сохраняют внешний вид и функциональность изделия, защищая сталь от коррозии.

Как отмечают специалисты Beckers, качество цинкового покрытия и соблюдение технологии химической подготовки поверхности цинка к нанесению покрытия, оказывают существенное влияние на долговечность полимерного покрытия. По оценке Казакевича, полимерное покрытие в зависимости от типа, способа нанесения и условий эксплуатации, увеличивает срок службы оцинкованной стали в 1,5 - 4 раза. Но не смотря на тесную взаимосвязь, роли цинкового и полимерного покрытия в защите от коррозии различны. Цинк выполняет сугубо защитную функцию, лицевое полимерное покрытие - защитно-декоративную. В ГОСТ 30246-94 это покрытие так и называется - защитно-декоративное.

Цинковое покрытие обеспечивает физическую и электрохимическую защиту стальной основы. Суть физической защиты состоит в том, что слой цинка не допускает контакта между стальной основой и окружающей средой, создавая между ними физический барьер. Качественное цинковое покрытие имеет хорошую адгезию со стальной основой и физическая защита "работает" до тех пор, пока не истощится цинковое покрытие. В местах повреждения цинкового покрытия (царапинах и пр.), на обрезных краях листа физическую защиту обеспечивают относительно плотные солевые продукты цинка (белая ржа) - гидрооксиды, карбонаты и сульфаты цинка, которые образуются по краям листа и в местах повреждения цинкового покрытия.

Однако, как отмечает Казакевич, необходимо учитывать, что основную защиту от коррозии стального подката обеспечивает именно физическая защита цинкового покрытия, которая напрямую зависит от толщины и качества покрытия. Чем качественнее и толще цинковое покрытие, тем лучше защищен стальной подкат.

Существует несколько способов нанесения цинкового покрытия. Два самых популярных - это горячее цинкование и электроцинкование. Горячее цинкование больше подходит для стали, которая будет подвергаться холодной профилировке (т.е. стальные профили для рольставней), и дальнейшему применению в строительстве. Во время горячего цинкования сталь погружается в ванну с расплавленным цинком, при этом цинк, осаждаясь на поверхности стали, образует устойчивое многослойное покрытие. Это покрытие обладает достаточной пластичностью и адгезией с металлом. При этом, по сравнению с электроцинкованием, "горячий способ" позволяет добиться большей однородности и толщины покрытия. Горячим способом можно добиться толщины цинкового покрытия до 855 г/кв.м, в то время как электроцинкование позволяет добиться максимальной толщины покрытия в 140 г/кв.м.

После нанесения цинкового покрытия, его обычно пассивируют - покрывают особыми веществами (например, соединениями хрома) или покрывают маслом. Существует также комбинированный способ пассивации - когда применяют химическую обработку и промасливание. Пассивированое цинковое покрытие предотвращает преждевременную коррозию цинка и обеспечивает достаточно надежную защиту для спокойного хранения и транспортировки оцинкованного проката.

На Российском рынке представлена продукция ММК, НЛМК и Северстали (последний наш основной поставщик) - российских комбинатов полного цикла, выпускающих холоднокатаную тонколистовую горячеоцинкованную сталь, предназначенную для производства профилированных изделий.

Стоит отметить, что современные линии цинкования позволяют наносить слой цинка с точностью до 5 грамм и контролировать толщину металлического покрытия по ширине и длине листа. В процессе цинкования металлический лист "просвечивается" рентгеновскими лучами и по степени поглощения лучей определятся толщина цинкового слоя. Рентгеновский метод контроля толщины покрытия достаточно точен, благодаря чему цинковое покрытие имеет одинаковую толщину по всей поверхности листа.

То, что масса цинкового покрытия оказывает влияние на антикоррозионные свойства оцинкованной стали, с полимерным покрытием подтверждают и исследования. При оценке антикоррозионных свойств оцинкованной стали с полимерным покрытием, пользуются двумя методами: натурными и лабораторными. Натурные испытания проходят в реальном времени в реальной окружающей среде (сельской, городской, промышленной и пр.). Образцы металла устанавливаются на специальных испытательных станциях и специалистами в течение длительного времени ведется наблюдения за состоянием защитного покрытия и развитием коррозии стального подката. Крупные европейские металлургические комбинаты полного цикла имеют в своем распоряжении испытательные полигоны, расположенные в различных климатических зонах на которых проводятся непрерывные наблюдения более 30 лет. Натурные испытания дают объективную оценку долговечности защитных покрытий, так как на испытываемые материалы действуют все реальные природные факторы.

Лабораторные испытания позволяют получить результаты гораздо быстрее. (В течение 1-6 месяцев, против 15-20 лет натурных испытаний). Существует несколько стандартных тестов, в процессе которых моделируются условия внешней среды - соляной туман, атмосфера сернистого газа и ряд других. Как натурные, так и лабораторные исследования коррозионной стойкости оцинкованной стали с полимерным покрытием показывают, что сопротивляемость коррозии зависит от толщины цинкового покрытия. Под долговечностью изделий из оцинкованной стали с полимерным покрытием подразумевается стойкость внешнего вида и сохранение функциональности изделия. При этом обе эти характеристики напрямую зависят от коррозионной стойкости изделия. Антикоррозионную защиту оцинкованной стали с полимерным покрытием обеспечивает как полимерное, так и цинковое покрытие. Тем не менее, именно цинковое покрытие является основой коррозионной стойкости проката с полимерным покрытием.

Данные, приведенные в этой статье, основаны на результатах практических исследований научно-производственного центра "Эксперт-Корр-МИСиС", испытательными лабораториями Becker Industrial Coatings, Akzo Nobel и открытых публикациях ЕССО.

Максим Маршанский, Алексей Шишкин
ведущие эксперты МАПО

RолМастер благодарит авторов за статью