Металл перед покраской редко находится в состоянии, пригодном для нанесения покрытия. На поверхности остаются следы коррозии, оксидные пленки, масла, остатки абразива и технологические загрязнения. Все это мешает краске нормально сцепляться с основанием и работать как защитный слой.
Даже после механической обработки металл сохраняет химическую активность. Без дополнительной подготовки покрытие ложится нестабильно, а под слоем краски сохраняются условия для коррозионных процессов. Внешне это может не проявляться сразу, но со временем приводит к отслоению, вздутиям и разрушению покрытия.
Причины коррозии
Лакокрасочный слой не изолирует поверхность полностью. В краске остаются микропоры, через которые влага достигает основания. При высокой влажности и перепадах температуры процесс усиливается.
Влага под покрытием приводит к коррозии. Ржавчина нарушает сцепление с краской, из-за чего появляются вздутия, трещины и отслаивание слоя.
Для снижения коррозионной активности перед покраской применяют химическую подготовку. На поверхности формируется конверсионный слой, ограничивающий доступ влаги и стабилизирующий контакт с покрытием.
Конверсионные слои образуются при взаимодействии с химическими составами и бывают фосфатными, хроматными или оксидными. Их микрокристаллическая структура удерживает лакокрасочный материал.
Даже при повреждении покрытия такой слой сдерживает развитие коррозии и не дает ей распространяться.
Четыре этапа обработки металла перед покраской
Удаление загрязнений и старых покрытий
Первый этап — очистка поверхности от пыли, грязи и масляных загрязнений. При отсутствии коррозии и плотных наслоений допускается ограничиться обезжириванием с применением растворителей или водных щелочных моющих составов. В отдельных случаях используют механическую очистку.
Если есть ржавчина, окалина или остатки старой краски, нанесение нового покрытия недопустимо. Такие загрязнения удаляют химическим способом — травлением — либо механическими методами. В качестве травильных составов применяют кислотные растворы, в том числе на основе ортофосфорной кислоты. Травление выполняют после обезжиривания или совмещают с ним в рамках одного технологического цикла.
Обезжиривание
Обезжиривание направлено на удаление масел, жиров и других органических загрязнений, которые нарушают адгезию краски. Для этого используют органические растворители или спецсоставы. Потом поверхность оставляют до полного испарения активных компонентов.
При наличии глубоко въевшихся продуктов коррозии допускается предварительная обработка слабокислыми растворами. После их применения поверхность обязательно промывают водой и высушивают, исключая остатки химически активных веществ.
Формирование грунтовочного слоя
Грунтовка выполняет сразу несколько функций: изолирует металл от внешней среды, выравнивает поверхность и обеспечивает стабильное сцепление финишного покрытия с основанием. Тип грунтовочного состава подбирают с учетом материала изделия и условий эксплуатации.
Нанесение грунта выполняют различными способами. Валик и кисть используют при локальной обработке и в труднодоступных зонах. Для равномерного нанесения и снижения расхода материала применяют краскораспылители. Такой способ обеспечивает стабильную толщину слоя и высокую скорость обработки.
После нанесения грунтовочного слоя поверхность выдерживают до полного высыхания в соответствии с технологическими режимами.
Устранение локальных инородных включений
После нанесения грунтовочного слоя поверхность дорабатывают мелкозернистым абразивом. Такая обработка позволяет убрать пыль, соринки и мелкие включения, попавшие на металл вместе с грунтом. После шлифования изделие протирают чистой сухой тканью и подготавливают к нанесению лакокрасочного покрытия.
Способ обработки поверхности подбирают с учетом материала конструкции и ее геометрии. Допускается использование как ручного инструмента, так и механизированных средств при сохранении контроля над состоянием слоя.
Контроль качества выполняют после каждого этапа подготовки. На практике используют следующие виды проверки:
- визуальную оценку равномерности поверхности;
- проверку отсутствия пыли, включений и следов абразива;
- контроль целостности и однородности грунтовочного слоя;
- оценку готовности к нанесению краски.
Можно найти дефекты до окрашивания и избежать их проявления на финишном покрытии.
Методы механической обработки металла перед покраской
В процессе удаляют окалину, продукты коррозии, окислы, остатки старых покрытий, следы обугливания и грубые загрязнения. Обработка формирует заданную шероховатость, обеспечивающую сцепление лакокрасочного покрытия.
Перед механической очисткой поверхность освобождают от масляных и жировых загрязнений. Для этого применяют уайт-спирит, растворитель Р-4 или щелочные водные растворы. При толщине металла от 6 мм плотные органические загрязнения удаляют газопламенной очисткой с использованием кислородно-ацетиленовой горелки.
Ручной инструмент применяют при небольших объемах работ. К таким средствам относятся проволочные щетки, шпатели и скребки. Для крупных поверхностей и серийных изделий используют механизированные способы с применением:
- вращающихся металлических щеток;
- шарошек и абразивных кругов;
- бесконечных абразивных лент;
- игольчатых пистолетов.
Для мелких деталей и сложной формы применяют галтовку и виброабразивную обработку. Оба метода основаны на использовании насыпных абразивов и позволяют равномерно очищать поверхность без локальных перегрузок материала.
Галтовка и виброабразив
Галтовка применяется для очистки мелких металлических деталей во вращающихся барабанах. Обработка выполняется с насыпным абразивом и может быть сухой или мокрой. В сухом варианте используют только абразивный материал, в мокром — дополнительно применяют специальные жидкие составы. В процессе галтовки удаляются окалина, заусенцы и неровности, снижается шероховатость.
Виброабразивная обработка основана на воздействии абразива в вибрирующей рабочей емкости. Процесс может быть механическим или химико-механическим. За счет множества микроударов с поверхности снимаются тонкие слои металла и оксидов, а мелкие дефекты сглаживаются без локального перегрева и деформаций.
Струйная абразивная очистка
Для подготовки металла перед покраской широко используют струйную очистку с применением абразивных материалов. В зависимости от технологии может выполняться сухим способом, с использованием воды или в виде водоструйной очистки. Во всех случаях применяют специализированное оборудование.
В качестве абразивов используют металлический песок и дробь, стеклянные шарики, шлаки и другие материалы с заданной фракцией. Струйная очистка применяется для металла толщиной от 3 мм. Обработка тонкостенных изделий допускается только при условии сохранения геометрии детали.
После сухой абразивной очистки поверхность освобождают от пыли и при необходимости обезжиривают. Металл после этого обладает высокой химической активностью, поэтому грунтование или окрашивание выполняют в минимальные сроки для исключения вторичной коррозии. При проведении работ контролируют условия окружающей среды: влажность воздуха не превышает 85%, а температура изделия должна быть выше точки росы не менее чем на 3 °C.
Особенности механической подготовки
Механические методы подготовки применимы для изделий из черных и цветных металлов независимо от их габаритов. Обработка может выполняться непосредственно на рабочем месте без перемещения конструкций между цехами.
К ограничениям метода относят высокую трудоемкость, стоимость оборудования и невозможность применения для тонкостенных изделий сложной формы. Кроме того, механическая очистка формирует шероховатую поверхность, но не создает антикоррозионной защиты. Для стабилизации и снижения коррозионной активности после механической обработки используют химические методы.
Химобработка перед покраской
Химическая подготовка выполняется с применением водных составов и включает ряд технологических операций. Схема обработки зависит от материала, состояния поверхности и условий эксплуатации.
В типовой цикл химической подготовки входят следующие этапы:
- обезжиривание и очистка — удаление масел, жиров и растворимых загрязнений;
- удаление коррозии и оксидных пленок — перевод основания в активное состояние;
- активация — подготовка к формированию конверсионного слоя;
- конверсионная обработка — создание защитного слоя;
- пассивация — снижение коррозионной активности;
- промывка обессоленной водой — удаление остатков реагентов;
- просушивание — подготовка к нанесению грунта или лакокрасочного покрытия.
После каждого этапа изделия промывают водой для удаления остатков реагентов. В ряде технологических схем промывку выполняют дважды.
Химическая подготовка к покраске
Черные металлы
Для стали и чугуна используют фосфатирование. В практике применяют два типа покрытий:
- цинкфосфатное — для конструкций, работающих при высокой влажности и перепадах температуры;
- железофосфатное — для изделий с умеренными условиями эксплуатации.
Фосфатирование выполняют методом погружения или распыления. При совмещении с обезжириванием количество стадий обработки сокращают без потери свойств покрытия.
Цветные металлы
Для алюминия, магния и их сплавов применяют хроматирование или бесхроматные методы. Подготовка включает удаление оксидной пленки и формирование конверсионного слоя.
При упрощенной схеме, ограниченной обезжириванием, используют специализированные составы, так как цветмет чувствителен к щелочным растворам. Пассивация остается обязательным завершающим этапом.
Цинк и оцинкованная сталь
Для цинка, оцинкованной стали и цинковых сплавов допускаются два варианта:
- хроматирование;
- фосфатирование.
Фосфатирование применяют при одновременной подготовке изделий из стали и оцинкованных поверхностей в одном технологическом цикле.
