Оба органических праймера на основе цинка с высоким содержанием цинка (эпоксидный с высоким содержанием цинка) и неорганические праймеры на основе цинкового силикатного состава обеспечивают гальваническую защиту коррозии стальных конструкций. В них содержится высокий уровень металлической цинковой пыли. И тем не менее это существенно разные продукты с различными профилями характеристик, различными требованиями к нанесению и различными подходящими областями применения.
На практике органический праймер на основе цинка с высоким содержанием цинка в основном применяется для большинства промышленных строительных и конструкционных проектов. Неорганический цинковый силикат применяется в специфических случаях — на офшорных конструкциях, на оборудовании при высоких температурах и на сооружениях, где праймер будет подвержен длительному воздействию до повторного покрытия. Знание того, когда применяется каждый из них, экономит деньги и предотвращает ошибки в спецификациях.
Как работает гальваническая защита — и почему имеет значение содержание цинка
Обе системы работают по одному и тому же принципу: частицы металлического цинка в сухом фильме находятся в электрическом контакте друг с другом и с основанием из стали. Так как цинк менее благороден, чем сталь (у него меньшая электрохимическая потенциал), он корродирует преимущественно — выступая в роли жертвеного анода. В любом месте, где покрытие повреждается и обнажается сталь, окружающий цинк защищает сталь гальванически.
Чтобы это работало, частицы цинка должны находиться в физическом контакте друг с другом через пленку — что требует минимальной загрузки цинком. ISO 12944-5 устанавливается как 80% металл цинк по весу в сухом фильме для органических связующих и 77% для неорганических связующих. Ниже этих уровней контакт между частицами недостаточен для надежной гальванической защиты. Праймер, продаваемый как ‘зинк-райч’ с содержанием цинка 60% или 65% обеспечивает ингибиторную защиту, а не гальваническую защиту — существенная разница в характеристиках. Полный контекст того, как праймеры с высоким содержанием цинка вписываются в систему антикоррозийного покрытия, изложен в практическом руководстве по праймерам с высоким содержанием цинка для стальных конструкций.
Органический праймер с высоким содержанием цинка (эпоксидный праймер с высоким содержанием цинка)
Пленатор — это эпоксидная смола — такая же семейство смол, как и промежуточное покрытие и верхний слой в системе из трех слоев. Цинковая пыль загружается на 80–85% по весу в сухом фильме. Затвердевает аминным или полимидасным отвердителем как двухкомпонентная система.
Где он превосходит
- широкий диапазон применения: выдерживает умеренную влажность во время нанесения; менее чувствителен к условиям окружающей среды, чем неорганический цинковый силикат
- адгезия к стали: сильная адгезия к стали, очищенной от окисла и с пескоструйной обработкой Sa 2½, и, при соответствующих праймерах, к некоторым механически подготовленным поверхностям
- Совместимость: предназначен для повторного покрытия эпоксидным промежуточным слоем как часть полной системы; химическая совместимость между праймером и промежуточным слоем хорошо установленна
- Доступность: широко доступен от нескольких производителей в диапазоне формulations; экономически выгоден для большинства промышленных применений
Ограничения
- Температурный предел: максимальная рабочая температура около 120°C для стандартных формуляций — выше этого органический связующий разрушается
- Не подходит для погружения сам по себе: цинк-обогащенная эпоксидная система как автономная не является покрытием для погружения; требует эпоксидного переходного слоя и соответствующего верхнего слоя для погружения или сервиса в зоне брызг
- Окно DFT: должен наноситься при DFT 60–80 мкм — слишком тонкий слой снижает гальваническую защиту; слишком толстый вызывает хрупкость и дефекты выхода газов в верхнем слое
Неорганический цинкосиликат (IOZ)
Связующее — неорганическая силикатная матрица — либо этилсилкат (растворитель) или щелочной силикат (водный) носитель. Результат — покрытие, более неорганическое, чем органическое — ближе к керамике в финальном отверженном состоянии. Загрузка цинка обычно составляет 77–85% в сухой пленке.
Где он превосходит
- Тепостойкость: устойчив к 400°C в атмосферных условиях эксплуатации — значительно выше любого органического цинкового грунта. Предпочтительный грунт для конструкций, работающих при повышенных температурах: трубопроводы процессов, оборудование вблизи пылающих нагревателей, offshore-структуры
- Износостойкость: неорганическая силикатная матрица тверже и более износостойкая, чем эпоксидная — предпочтительна для конструкций, подверженных механическому износу, вымытому воздействию или абразивному контакту
- Длительная пред-покрытия экспозиция: IOZ может быть оставлен без перекрытия в течение длительного времени (месяцы, иногда годы) и все равно принимать перекрытие с хорошей адгезией — в отличие от органической цинк-наполнительной эпоксидной смолы, которую перекрыть сложно, если оставить надолго
- Самовосстанавливающаяся тенденция: цинковые коррозионные продукты, образующиеся на царапине или дефекте, могут заполнить defect и замедлить дальнейшее разрушение в атмосфере — более выражено у IOZ, чем у органического цинкового
Ограничения
Увлажняющаяся полимеризация: IOZ застывает под действием влажности атмосферы, реагируя со связующим силикатом. Ему нужна относительная влажность выше примерно 50% для надлежащего отверждения — в противоположность большинству покрытий. В очень сухих условиях (пустынные климатические зоны, нагреваемые закрытые помещения) отверждение может происходить крайне медленно. Парадоксально, его также нельзя наносить под дождем.
Строгая подготовка поверхности: IOZ требует пескоструя Sa 2½ с правильным профилем поверхности (Rz 40–70 мкм) и менее толерантен к любому остаточному загрязнению, чем эпоксид с высоким содержанием цинка. Любое органическое загрязнение — масло, смазка или даже отпечатки пальцев — приводит к отклонениям адгезии.
Морщина от сляби при слишком толстом нанесении: Максимальная толщинa слоя DFT у IOZ составляет около 75–100 мкм за один слой. Превышение приводит к морщинам по мере высыхания и усадки пленки. Митерный слой (тонкий, разбавленный первый проход) перед полным слоем — обычная практика и часто пропускается — не позволяйте этому случиться.
Перекрытие требует осторожности: Слишком раннее перекрытие (до полного высыхания) вызывает застревание растворителя и микроповреждения. Поверхность иногда требует ‘ветреного увлажнения’ или легкого шлифования перед перекрытием. Точно следуйте инструкциям производителя по интервалу перекрытия.
Сравнение
| Сравнение «рядом» | Свойство | Цинко-обогащенная эпоксидная смола (органическая) |
|---|---|---|
| Неорганический силикат цинка | Минимальное содержание цинка | 80% по массе (сухой фильм) |
| 77% по массе (сухой фильм) | Тип связующего | Эпоксидная смола (органическая) |
| Этиловый или щелочной силикат (неорганический) | Зависость к тепловым воздействиям | ~120°C |
| Условия применения | Толерантный — широкий диапазон влажности и температуры | Чувствительный — требует 50%+ RH; без дождя; без экстремальной жары |
| Требование к подготовке поверхности | Sa 2½ (менее критично, чем IOZ) | Sa 2½ — очень чувствителен к загрязнению |
| Risk mudcracking | Низкий (при заданной DFT) | Высокий, если превышен DFT; обязателен туманно-слой |
| Предпокрасочное воздействие | 12–24 часов до максимального окна повторного покрытия | Может храниться месяцами перед повторным покрытием |
| Износостойкость | Умеренный | Высокая |
| Типичный DFT | 60–80 мкм | 60–75 мкм |
| Стоимость (относительно) | Ниже | Выше |
| Лучше всего подходит для | Общая промышленная C4–C5; большинство строительной стали | Морские вышки; высокая температура; длительное воздействие перед повторным покрытием |
Когда указывать каждое
Указывайте эпоксидное покрытие с содержанием цинка, когда:
- Эксплуатационная температура ниже 120°C
- Условия нанесения переменные (температура и влажность колеблются)
- Структура будет покрыта повторным нанесением в течение нескольких недель после нанесения грунтовки
- Стоимость является значительным фактором
- Спецификация предназначена для стандартного здания, инфраструктуры или промышленной конструкции в условиях эксплуатации C3–C5
Укажите неорганическую цинковую силикатную краску, когда:
- Температура обслуживания превышает 120°C (проходы трубопроводов, оборудование возле сжигательных нагревателей, структуры факела)
- Структура будет подвергаться воздействию в течение длительного времени до повторного покрытия — широко применяется в модульном изготовлении и оффшорном строительстве, когда модули окрашены в цеху и затем находятся в ожидании месяцев перед верхним покрытием на месте установки
- Спецификация требует соответствия стандарту NORSOK M-501 — IOZ является стандартным грунтом для NORSOK System 1 (атмосферная часть офшорных поверхностей)
- Требуется высокая стойкость к истиранию — некоторые палубные конструкции, опоры оборудования, зоны, подверженные механическому воздействию
Для проектов побережья и днем к offshore в C5 выбор между эпоксидной грунтовкой с высоким содержанием цинка и IOZ является одним из нескольких решений системы, освещённых в руководстве по противокоррозионному покрытию для побережья и морской стали.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать неорганическое цинковое силикатное покрытие как автономное без последующего покрытия?
Да — в соответствующих условиях. IOZ применяется как автономная система для некоторых конструкций, где эстетика голого, выветривающегося цинкового силикатного слоя приемлема — временные конструкции, зоны обслуживания, некоторые промышленные резервуары и оборудование. В атмосферной эксплуатации голый IOZ обеспечивает хорошую защиту от коррозии, хотя со временем он станет меломистым, светло-серым по цвету. Для долговременной службы и сохранения цвета стандартом является повторное покрытие эпоксидным промежуточным слоем и polyurethane верхним слоем.
Что произойдет, если применять IOZ в условиях слишком низкой влажности?
При очень низкой влажности (менее примерно 40% RH) неорганическое цинковое силикатное покрытие затвердевает крайне медленно — реакция конденсации силикатного связующего, которая превращает жидкую смолу в твёрдую неорганическую пленку, требует атмосферной влаги. Неполностью затвердевшая пленка IOZ слаба, плохо сцепляется и подвержена когезионному разрушению при повторном покрытии. В условиях сухого климата (Ближний Восток, пустынные районы) IOZ следует избегать в пользу цинковсодержащей эпоксидной смолы, либо условия нанесения следует искусственно увлажнять. Это одна из самых частых причин отказов при монтаже IOZ в аридных регионах.
Существует ли способ определить, есть ли в цинковом грунте достаточное содержание цинка?
Да — запросите технический паспорт изделия (TDS) и ищите содержание цинка, указаноe в процентах по массе в сухом фильме (не в мокром или по объему). В TDS должно быть явно указано это значение. Если нет, попросите производителя разъяснить. Продукты, которые называют себя ‘содержащими цинк’ или ‘улучшенными за счет цинка’, не указывая конкретного процента, часто ниже порога гальванической защиты. Минимум для настоящей гальванической защиты — 80% по массе в сухом фильме (органический) или 77% по массе в сухом фильме (неорганический) согласно ISO 12944-5.
Можно ли использовать цинк-содержащую эпоксидную грунтовку и неорганическое цинковое силикатное покрытие в одном проекте на разных зонах?
Да, и иногда это правильный подход. Например, на нефтехимическом заводе структурная сталь в стандартной атмосферной службе C4–C5 покрывается цинк-содержащей эпоксидной грунтовкой (легко наносится, ниже стоимость, достаточная защита), тогда как высокотемпературные опоры оборудования, трубопроводы и конструкции рядом с нагревателями получают IOZ (сопротивление нагреву до 400°C). Укажите каждую зону отдельно с соответствующим грунтом и убедитесь, что промежуточный и финишный покрытия совместимы с обоими типами грунтов, если они используются в соседних областях.
Каков риск превышения максимального интервала повторного покрытия для цинк-содержащей эпоксидной грунтовки?
Цинксодержащая эпоксидная грунтовка, оставленная без повторного покрытия дольше максимально допустимого окна повторного покрытия в TDS (обычно от дней до недель, в зависимости от продукта и условий), образует на поверхности конверсионный слой цинк карбоната или цинк гидроксида. Этот слой значительно снижает адгезию между слоями. Возможное решение — лёгкое механическое шлифование (шпательное зачистка) или пескоструйная очистка с целью обнажения свежей цинковой поверхности перед повторным покрытием. Этот шаг часто пропускается на проектах, где заводской грунт наносят за несколько месяцев до ремонта на площадке — явно укажите его в рабочей методике нанесения покрытия. Для сравнения цинк-содержащей эпоксидной грунтовки и стандартной эпоксидной грунтовки, руководство по цинк-содержащей грунтовке против эпоксидной грунтовки раскрывает различия в механизмах защиты и логике выбора.
Поставка цинк-содержащей грунтовки от Huili Coating
Huili Coating производит как грунты с цинковым содержанием в эпоксидной системе, так и неорганические цинк-силикатные грунты для структурной стали в условиях C3 через CX — рассчитаны на совместимость с эпоксидной промежуточной краской Huili и верхним полиуретановым слоем, с полным TDS, SDS и документацией по тестированию по ISO 9227 в условиях коррозийного распыления.
Чтобы порекомендовать правильный тип грунта и предоставить TDS или поддержку RFQ, отправьте детали вашего проекта через форму запроса проекта Huili Coating:
- Диапазон рабочей температуры (различает эпоксидный грунт с цинковым наполнителем и требования IOZ)
- Среда по ISO 12944 или описание площадки
- Сроки проекта: время между заводской грунтовкой и перекрытием на площадке
- Тип конструкции и любые зоны с высоким температурным режимом или воздействием истирания
- Место нанесения и климат (особенно важно для IOZ в засушливых или регионах с переменной влажностью)
- Любые стандарты спецификаций проекта (ISO 12944, NORSOK M-501, спецификация заказчика)
Техническая команда ответит рекомендацией по грунту, подтверждением совместимости с промежуточной и верхней краской и полной документацией по продукту для вашей спецификации.
