Промышленная покраска металлических изделий: подготовка, процесс, выбор покрытия

При промышленной покраске металлических изделий необходимо соблюдать определенные требования к каждому этапу, начиная от подготовки поверхности и заканчивая выбором покрытия и способа его нанесения. Если в быту можно позволить те или иные недостатки при покраске своими руками, то при промышленном способе изделие должно отвечать строгим критериям качества.

Несмотря на высокие запросы к результату, промышленная покраска не столь сложна. В нашей статье мы рассмотрим типы красок для этого процесса, опишем подготовку окрашиваемой поверхности, разберемся с технологиями нанесения покрытия и дадим рекомендации по выбору состава.

Составы для промышленной покраски металлоизделий

Основание металлических изделий можно окрашивать как специальными, так и универсальными составами, каждый из которых отличается особенностями, задающими область их применения. Их выбор стоит поручить профессионалу либо предварительно выслушать его совет. Также следует внимательно рассмотреть особенности каждой краски.

При наличии на поверхности следов коррозии, она должна быть предварительно очищена и подготовлена с помощью специальных средств. Трудно самостоятельно подобрать требуемый состав, лучше воспользоваться советом профессионала. Большую роль здесь играет как материал изделия, на которое требуется нанести краску, так и место расположения заготовки. Чаще всего выбор делают в пользу:

• Красок с эпоксидной основой, создающей пленку, защищающую металл от дальнейшего разрушения. Их наносят непосредственно на неочищенную от коррозии поверхность.
• Тех, что останавливают распространение ржавчины и защищают поверхность от ее появления. Такие краски хорошо предотвращают возникновение коррозии вследствие контакта с кислородом и водой.
• Защитных составов с декоративным эффектом, или молотковых. Основа таких красок – эпоксидная, акриловая, алкидная.
• Грунт-эмалей. Они совмещают в себе свойства грунтовки, защиты и декоративного покрытия.
• Кузнечной краски. Покрытие имеет высокие показатели износоустойчивости благодаря наличию в краске полимерных компонентов. Может быть использована для нанесения на металлические поверхности.

Способы подготовки металлических изделий к промышленной покраске

Подготовка поверхностей металлических изделий к промышленной покраске происходит тремя группами способов: механическим, химическим и термическим.

1. Очистка механическими способами

   Самыми распространенными из данной группы являются абразивный и гидроабразивный способы. Они представляют собой пескоструйную, дробеметную, гидропескоструйную и дробеструйную обработку. Суть очистки заключается в механическом воздействии частиц песка и иных абразивов, которые на высокой скорости сталкиваются с поверхностью и в момент удара имеют большую кинетическую энергию.

   Поверхность становится шероховатой, поскольку появляются углубления от 0,04 до 0,1 мм. Такой метод воздействия допустим исключительно для толстостенных (от 3 мм) изделий. В противном случае возможна их деформация.

    

   Абразив используется различный. Пескоструйная и гидропескоструйная очистки проводятся с кварцевым безглинистым песком, размер песчинок берется от 0,5 до 2,5 мм. Может также быть использован карбид кремния либо оксид алюминия плавленый. Дробеметная и дробеструйная очистки проводятся с применением дроби. Литая чугунная или колотая дробь должна иметь диаметр частиц, не превышающий 0,8 мм, диаметр рубленой дроби из стальной проволоки – от 0,3 до 1,2 мм.

   Черные металлы, как правило, очищают колотой дробью с диаметром ≤ 0,8 мм. Делается это из-за лучшей очистки по сравнению с литой дробью. Эффективность процесса повышается от 1,5 до 2 раз. Магниевые сплавы, алюминий и иные металлы и сплавы очищают с помощью мягкого абразива, например, порошками из алюминиевых сплавов. Изредка в них добавляют от 5 до 6 % чугунного песка.

   Самым дешевым вариантом абразива является кварцевый песок. Впрочем, его применение ограничено по срокам, поскольку он быстро дробится, образуя мелкую пыль. Последняя очень вредна для здоровья работников. Применение кварцевого песка в настоящее время ограничивается автоматическими герметичными устройствами очистки, которые предотвращают распространение пыли.

2. Очистка термическими способами

   Очистить поверхность от старой краски, ржавчины, различных масел и прочих загрязнений можно с помощью термического воздействия. Примером может быть огневая чистка, представляющая собой нагревание с помощью газокислородной горелки, а также воздушно-электродуговая чистка – это нагрев электрической дугой, отжиг в печах, когда присутствует окислительная и восстановительная среда.

   В процессе огневой либо воздушно-электродуговой чистки изделия проходят быстрый нагрев до температуры +1 300…+1 400 °С. Загрязнения сгорают либо плавятся, изделия охлаждают и механически убирают остатки слоя грязи.

   Отжиг проводят в восстановительной среде и используют для очистки металлических изделий в рулонах. Прокат стали проходит нагрев до +650…+700 °С в азотно-водородной среде, в соотношении 93/7 %. Масла при этом возгоняются, оксиды же железа проходят восстановление до металлического состояния железа.

   
   

   Термическим способом в окислительной среде убирают органику: жирные пятна, застарелые масла, старые краски. Достаточно нагреть поверхность до +450…+500 °С и органика возгоняется, начинает распадаться и сгорать. Но возможны коксовые отложения. Для предотвращения их появления температуру отжига увеличивают до +600 °С, а иногда и до +800 °С. Процедуру проводят в печах (терморадиационных либо конвективных) с обязательной вентиляцией. Подойдут также кислородные керосиновые либо газовые горелки.

3. Очистка химическими способами

   Хранение металлов и металлических изделий осуществляют после защиты поверхностей специальными смазками. Последними обрабатывают не только конечные изделия, но и заготовки из металлов, в том числе из сплавов алюминия.

   Непосредственно перед нанесением краски поверхности металлических изделий следует подвергнуть обезжириванию. Данный процесс может проводиться разными методами. Перед их выбором следует знать: чем загрязнена поверхность, насколько глубоко необходимо провести очистку и какова стоимость процедуры. Чаще всего используют очистку растворами щелочи, растворителями из органических соединений и составами с эмульсионной основой.

   Принцип работы водных щелочных растворов: омыляемые жиры и масла разрушаются, происходит их солюбилизация, а неомыляемые эмульгируются. Электролитами выступают карбонат и гидроксид натрия, пирофосфат и тринатрийфосфат натрия, жидкое стекло (оно же силикат натрия). Возможность данных веществ убирать жир с поверхностей усиливается такими ПАВ (поверхностно-активными веществами), как ДНС, ОП-4 и ОП-7, ДС-10 (синтанол) и пр.

   Выбирать состав нужно, исходя из глубины загрязнения, серийности производства. Обработка может проводиться методом распыления либо в ваннах. Большой популярностью пользуются такие уже готовые к применению составы, как КМЭ-1, КМ-1, МЛ-52.

Технологии промышленной покраски металлических изделий

• Окунание и облив.

В большинстве случаев этот способ используется для создания однослойных покрытий или грунтовки поверхностей сложных изделий. Процесс окраски заключается в нанесении на поверхность тонкого слоя материала и удержании его с помощью адгезии, а также вязкости состава. Основными преимуществами метода стали легкость использования оборудования и высокое качество создаваемого покрытия. К негативным сторонам процесса стоит отнести излишний расход лакокрасочного материала, а также неравномерность слоя получаемого покрытия.

• Пневматическое распыление.

Это самый часто используемый метод окраски поверхностей. Более 70 % всех изделий окрашивается именно так. Суть его заключается в дроблении струи краски воздухом на мелкие частицы и получении аэрозольного красителя с помощью пневматического распылителя. Красящая пыль оседает на поверхности металла, коагулирует, образуя прочный слой. Таким образом наносят грунтовку и лак, а также различные, в том числе быстросохнущие, эмали. Поверхность может быть предварительно обработана грунтовкой и не досушена, а также покрашена краской с «отлипом».

К минусам метода можно отнести высокий расход лакокрасочного материала (от 25 до 55 %), а также присутствие в воздухе мелкой красящей пыли, что плохо влияет на здоровье работников. В дополнение можно отметить большой объем растворителей, применяемых для получения вещества нужной вязкости.

• Метод безвоздушного распыления.

Он заключается в распылении материала, но уже с помощью повышенного гидравлического давления. Его создают внутри прибора, в результате краска вытесняется наружу через сопло. В момент, когда выходная скорость превышает критическую для материала данной вязкости, происходит его испарение, вернее, входящих в состав легколетучих компонентов. Объем краски возрастает, начинается диспергирование.

При использовании данного метода не образуется мелкой красящей пыли. Расход материала сокращается примерно на 20 % из-за его большей вязкости. К недостаткам стоит отнести сложности в нанесении краски на изделия, имеющие сложную конфигурацию.

• Гальванический метод покраски.

Промышленная покраска металлических изделий данным методом заключается в нанесении на поверхность слоя аналогичного материала с использованием электролита. Происходит перенесение на поверхность металла молекул материала с помощью токопроводящего раствора, после чего один материал проникает в верхний слой другого. Таким образом, верхние слои обоих материалов проникают друг в друга.

Как покрытие, так и само изделие получаются достаточно прочными, обладают высокой износостойкостью и прочностью к образованию ржавчины. Сама поверхность выглядит достаточно красиво. Минусом метода является невозможность соединить между собой некоторые металлы.

• Метод электростатического распыления.

Покрытие изделия образуется за счет осаждения на его заземленной поверхности частиц распыленного лакокрасочного материала, которые перемещаются по силовым линиям электрического поля. Движение происходит из-за заряда частиц, который они получают от ионизированного воздуха либо края электрода. Само же поле высокого напряжения возникает между двумя электродами, из которых один является коронирующим электродом, а другой окрашиваемым изделием.

Недостатком можно назвать возможность использования для окраски только материала, у которого есть необходимые электрические характеристики.

• Нанесение порошковой краски.

Описанные выше методы можно применять только для материалов, находящихся в жидком состоянии. Порошковые же красители таковыми не являются, для их окраски используется иной метод. Принцип его работы в том, что порошковая краска становится аэрозолем и оседает на поверхности благодаря электризации находящихся в ней частиц. Последние соприкасаются с разогретым металлом либо липким основанием, а также с холодной плоскостью и конденсируют.

Рекомендации по выбору покрытия

Останавливая свой выбор на том или ином красителе, необходимо обратить внимание на обрабатываемую поверхность металла, а также знать, как планируется эксплуатировать изделие.

Особенности выбора красок при разной эксплуатации изделий:

• На улице или внутри помещений. Существуют разные покрытия. Одни могут выдержать воздействие атмосферных осадков, другие нет. Внутри помещений рекомендуется использовать только те краски, у которых уровень токсичности достаточно низкий. А для применения вне дома можно взять и более токсичные красители.
• Температура эксплуатации. Данный показатель важен, например, для приборов отопления, которые нагреваются до высокой температуры. А ведь существуют изделия, используемые на производстве, температура эксплуатации которых во много раз выше батарей. Для их покраски используется материал, способный выдержать температуру до +600 °С. Но есть и составы, созданные для низкой температуры. Такие подойдут для окрашивания калитки или ворот в загородном доме.
• Внешний вид краски. Существуют матовые, глянцевые, полуматовые и молотковые составы. Матовые и молотковые лакокрасочные материалы будут маскировать шероховатость поверхности и ее незначительные дефекты. В то время как глянцевые, напротив, выставят их напоказ. Поэтому рекомендуется особо внимательно отнестись к выравниванию поверхности до нанесения смеси. Цветовая гамма красок обширна.

Кроме вышеперечисленного, при выборе краски необходимо учитывать ее стоимость, расход на метр поверхности и длительность использования покрытия. Специалисты советуют не экономить и выбирать более дорогой материал. В этом случае покрытие будет хорошо выглядеть и продержится десятки лет, что приведет к дальнейшей экономии средств и сил, которые будут потрачены на перекраску изделий. В конце концов, дорогое краски окажутся более выгодными, чем простые и дешевые сегодня составы.