O czym musimy pamiętać, zanim przystąpimy do malowania jakiejkolwiek powierzchni? Niewątpliwie wysoka skuteczność powlekania wynika z użycia właściwego systemu powłokowego oraz prawidłowego nanoszenia powłoki. Powinniśmy jednak zwrócić uwagę nie tylko czym, ale i na czym malujemy. Szacuje się, że około 80% wad powłoki wynika z niewłaściwego przygotowania powierzchni. Podobnie jak dobry fundament, odpowiednio przygotowana powierzchnia gwarantuje dobry efekt powlekania. Najlepsze efekty powlekania uzyskuje się zatem na dobrze przygotowanych podłożach. Odpowiednią przyczepność zapewni usunięcie pleśni, tłuszczu, smaru, pyłu, brudu, rdzy, złuszczonej farby oraz innych zanieczyszczeń.
Jeśli nie poświęcimy tej czynności dostatecznie dużo czasu, prawdopodobnie będziemy mieli później do czynienia z rozwarstwianiem i pęcherzykami w powłoce.
Sposobów przygotowywania powierzchni jest wiele: czyszczenie przy użyciu rozpuszczalników i detergentów, mycie detergentem, spryskiwanie strumieniem wody pod ciśnieniem, czyszczenie za pomocą urządzeń i narzędzi, trawienie kwasem, czyszczenie strumieniowo-ścierne na mokro i na sucho. Przygotowanie powierzchni do malowania wymaga znajomości zarówno metod, jak i podłoża oraz środowiska pracy, w którym przyszły system powłokowy będzie musiał funkcjonować. Wybór najskuteczniejszego sposobu zależy zatem od konkretnego przypadku.
Zacznijmy od podstaw
Przygotowując powierzchnię do malowania, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- rodzaj podłoża,
- wiek podłoża,
- czy powierzchnia była już powlekana (ścierana),
- czy podłoże pokryte jest rdzą lub ma obniżoną jakość,
- czy powierzchnia jest narażona na działanie aktywnych substancji chemicznych lub czynników korozyjnych,
- czy narzędzia przeznaczone do przygotowania powierzchni można stosować w otoczeniu znajdujących się w pobliżu maszyn.
Przykładowo, stosując technologię ścierania strumieniowo-ściernego, można uszkodzić ruchome elementy i mechanizmy łożyskowe przenośników i skomputeryzowanych układów transportowych. W takich przypadkach należy rozważyć inne metody oczyszczania powierzchni.
Warto także wziąć pod uwagę czynnik ekonomiczny. Koszt przygotowania jednego metra kwadratowego powierzchni w USA wynosi od 5 do 16 dol. Oszacowanie kosztu przygotowania powierzchni w Polsce w wartościach bezwzględnych wydaje się niemożliwe w odniesieniu do tak wielu rodzajów powierzchni i zastosowań. Przedsiębiorstwa oferujące kompleksowe usługi w zakresie obróbki i powlekania powierzchni z reguły informują, że koszt przygotowania powierzchni stanowi przeciętnie ok. 30% kosztu powlekania. Jeżeli określone koszty przygotowania podłoża okazałyby się zbyt wysokie, można zastosować powłoki bardziej wytrzymałe na wady podłoża, ograniczając w ten sposób zakres prac przygotowawczych.
Ocena zakresu prac przygotowawczych
Większość powierzchni metalowych w zakładach przemysłowych to powierzchnie aluminiowe, cynkowane lub żelazne. Wszystkie te metale wymagają ochrony przed korozją w szkodliwym otoczeniu. Wspólne normy dotyczące przygotowywania różnych rodzajów podłoża ustalają: NACE International (dawniej National Association of Corrosion Engineers – Krajowe Stowarzyszenie ds. Korozji; z NACE współpracuje Polski Komitet Elektrochemicznej Ochrony przed Korozją) oraz SSPC (Society for Protective Coatings – Towarzystwo ds. Powłok Ochronnych; dawniej Steel Structures Painting Council – Rada ds. Pokrywania Powłokami Malarskimi Konstrukcji Stalowych).
Przykładem powierzchni powlekanej jest aluminium, często stosowane w ogrodzeniach, podporach, stali konstrukcyjnej w dachach, stropach i chodnikach. Przed malowaniem powierzchnię aluminiową należy oczyścić z tłuszczu, smaru, brudu, powłoki tlenkowej i innych zanieczyszczeń zgodnie ze specyfikacją SSPC-SP-1 (mycie rozpuszczalnikami). Określono w niej zasady stosowania wody, rozpuszczalników i alkalicznych środków czyszczących w celu usunięcia obcych ciał z podłoża. Warto stosować czyste ścierki i wymieniać roztwór do czyszczenia, aby uniknąć niepotrzebnego rozmazywania tłuszczu i smaru.
Powierzchnie cynkowane, stosowane m.in. w balustradach, poręczach, pomostach i platformach, powinny wietrzeć przez co najmniej sześć miesięcy. Ich przygotowanie określono również w zaleceniu SSPC-SP-1. Jeżeli jest to niewykonalne lub powierzchnie obrobiono chromianami bądź krzemianami, należy je najpierw oczyścić zgodnie z SSPC-SP1, a następnie przeprowadzić próbę na powierzchni testowej. Przyczepność powłoki można oceniać po co najmniej tygodniowym okresie schnięcia. Jeżeli jest ona niezadowalająca, konieczna jest obróbka według SSPC-SP-7/NACE No. 4.
O ile przygotowywanie powierzchni stalowych wymaga zastosowania oczyszczania strumieniowego, wielkość ziarna materiału ściernego, ciśnienie powietrza oraz odległość od powierzchni określa profil i szybkość obróbki. Zastosowanie odpowiedniej metody zwiększa powierzchnię podłoża i zapewnia obróbkę powierzchni nieregularnych, co pozytywnie wpływa na przyczepność mechaniczną. Konsekwencją obróbki powierzchni o zbyt głębokim profilu może być rdzewienie wystających ponad powłokę fragmentów stali. Można stosować dwa rodzaje materiału ściernego. Kulisty śrut stalowy zapewnia gładki profil powierzchni. Ziarna żwiru mają nieregularny kształt i wyszczerbione powierzchnie, dzięki czemu wykazują lepsze właściwości tnące i pozwalają uzyskać ostrzejszy profil. W wielu przypadkach żwir stalowy i śrut miesza się, aby uzyskać najbardziej odpowiedni do powlekania profil powierzchni.
Powierzchnie wcześniej powlekane powinno się oceniać, stosując metodę nacinania powłoki i testowania jej przy użyciu specjalnej taśmy samoprzylepnej według normy ASTM-D3359 (American Society of Testing and Materials – Amerykańskie Stowarzyszenie Testów i Materiałów). W ten sposób możemy stwierdzić, czy na dotychczasową powłokę da się nałożyć nową warstwę.
Przygotowanie powierzchni betonowych
Właściwie przygotowana powierzchnia betonowa powinna mieć strukturę średnioziarnistego papieru ściernego i charakteryzować się dobrą przyczepnością, bez udziału pyłu. Przygotowanie powierzchni betonowych omawia wytyczna ICRI 03732 (International Concrete and Repair Institute – Międzynarodowy Instytut ds. Betonu) – Wybór i właściwości metody przygotowania powierzchni betonowej do warstw uszczelniających, powłok i warstw polimerowych. Zawiera ona odpowiednie procedury przygotowania powierzchni przy użyciu różnych metod oraz normy wizualne. Preferowanym sposobem przygotowania powierzchni betonowych, w szczególności betonowych podłóg, jest śrutowanie z odzyskiwaniem zużytego śrutu.
Świeży beton powinien schnąć przez co najmniej 28 dni w temperaturze powyżej 21°C . Musi zawierać możliwie najmniej wilgoci, przy czym trzeba pamiętać, że wilgotność betonu rzadko spada poniżej 15%. Przed powlekaniem należy usunąć wszelkie zanieczyszczenia smarowe, pyłowe, farby, tłuszcze, glazurę, białą powłokę tworzącą się na powierzchni świeżo ułożonego betonu, wykwity oraz okruchy zaprawy i cementu. Konieczne jest oczyszczenie i wypełnienie wgłębień, siedlisk owadów, porów i pustych przestrzeni oraz wygładzenie wad i pozostałości odlewu, wypukłości i nierównych krawędzi.
Powierzchnie betonowe przygotowuje się metodą oczyszczania strumieniowo-ściernego, śrutowania, ścierania mechanicznego i czyszczeni chemicznego. Ich opisowi poświęcona jest wytyczna ICRI 03732. Pamiętajmy, że od metody zależy głębokość przygotowywania powierzchni i jej wybór powinien zostać podyktowany grubością przyszłej powłoki.
Podsumowanie
Raporty kontrolne powinny zawierać informacje o zastosowanych metodach przygotowania powierzchni, warunkach otoczenia oraz dokumentację uzupełniającą. Ich zachowanie ułatwi prowadzenie prac w przyszłości, natomiast poświęcenie dostatecznej uwagi samemu procesowi przygotowania powierzchni przed malowaniem będzie z pewnością pozytywnie rzutować na efektywność powlekania.
Co spowodowało powstanie wady?
Problem: Pęcherzenie powłoki
Opis: Na powleczonej powierzchni widoczne są różnej wielkości okrągłe wypukłości.
Źródło: Wystawienie powłoki na wysoką wilgotność, zanurzenie w wodzie, pozostałości rozpuszczalnika, słaba przyczepność podłoża, stałe lub błądzące prądy ochrony katodowej (przeciwkorozyjnej).
Przyczyny: Różne, m.in. niewłaściwe przygotowanie powierzchni, nakładanie powłoki w złych warunkach atmosferycznych.
Problem: Kredowanie
Opis: Na powleczonej powierzchni widoczna jest warstwa proszku.
Źródło: Zjawisko kredowania pojawia się wraz ze spadkiem jakości powłoki. Związane jest ze składem powłoki i nie stanowi problemu w przypadku materiałów epoksydowych, które wykazują wysoką odporność na działanie czynników chemicznych i rozpuszczalników, natomiast nie są już tak odporne na działanie czynników atmosferycznych.
Przyczyny: Zastosowanie powłoki niewłaściwej ze względu na warunki zewnętrzne (nie dotyczy wyrobów epoksydowych).
Problem: Powstawanie rys, kratek, pękanie powłoki w sposób przypominający skórę aligatora.
Opis: Długie linie pęknięć warstewki powłoki, pękanie całej powłoki w formie kratki, rozdzielanie się warstwy powłoki w formie wzoru przypominającego skórę aligatora.
Źródło: Rysy i kratki powstają w wyniku kurczenia się warstwy powłoki w trakcie starzenia. Wzór skóry aligatora jest spowodowany różnym stopniem rozszerzania warstw, jeśli twardą warstwę nałoży się na warstwę o większym stopniu elastyczności.
Przyczyna: Niewłaściwy system powłokowy.
Problem: Łuszczenie się, płatkowanie, rozwarstwienie
Opis: Łuszczenie się i płatkowanie polega na odpadaniu płatków lub większych powierzchni powłoki, natomiast rozwarstwienie jest efektem łuszczenia i płatkowania pomiędzy warstwami powłoki.
Źródło: Słaba przyczepność.
Przyczyna: Niewłaściwe przygotowanie powierzchni, zastosowanie nieodpowiedniego podkładu, nieumiejętne nanoszenie lub malowanie w złych warunkach atmosferycznych, nieodpowiednia grubość warstw powłoki.
Problem: Podnoszenie i marszczenie się pokrycia
Opis: Na powleczonej powierzchni widoczne są nierówności i wypukłości.
Źródło: Nie przestrzegano różnych czasów schnięcia warstw powłoki.
Przyczyna: Marszczenie jest spowodowane gwałtownym wysychaniem powłoki. Podnoszenie się pokrycia zachodzi w wyniku osłabiania wcześniejszej warstwy powłoki przez rozpuszczalniki zawarte w nowej warstwie, co prowadzi do marszczenia powłoki i zmniejszenia przyczepności podłoża.
Zalecane procedury postępowania zawarte są także m.in. w następujących normach:
ISO 8504:1992 (E). Przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów. Metody przygotowania powierzchni.
ISO 8501-1:1988 (E) i ISO 8501-2:1994 (E). Przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów. Wzrokowa ocena czystości powierzchni.
PN-EN ISO 4618-3:2001. Farby i lakiery – terminy i definicje dotyczące wyrobów lakierowych – część 3: Przygotowanie powierzchni i metody nakładania.
PN-EN ISO 8503-1:1999. Przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów – charakterystyki chropowatości powierzchni podłoży stalowych po obróbce strumieniowo-ściernej.
PN-EN ISO 8503-5:2005 (U). Przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów – charakterystyki chropowatości powierzchni podłoży stalowych po obróbce strumieniowo-ściernej – część 5: Metoda taśmy replikacyjnej oznaczania profilu powierzchni.
PN-EN ISO 8504:2002. Przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów – metody przygotowania powierzchni.
PN-EN ISO 8502-3:2000. Przygotowanie podłoży stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów – badania służące do oceny czystości powierzchni – Ocena pozostałości kurzu na powierzchniach stalowych przygotowanych do malowania (metoda z taśmą samoprzylepną).
PN-EN ISO 2409:1999. Farby i lakiery. Metoda siatki nacięć.
Artykuł pod redakcją
Michała Andrzejczaka
