Suurten teräsrakenteiden pinnoitus & märkämaalaus

Teollisuuden suuret teräsrakenteet, kuten hitsatut ristikkorungot, laiterungot, sillat ja säiliöt, asettavat pintakäsittelylle vaativat reunaehdot. Monet teollisuustuotteet sisältävät lisäksi lämpöherkkiä komponentteja, kuten kumitiivisteitä, antureita tai valmiiksi asennettuja hydrauliikkaosia, mikä rajoittaa soveltuvien pinnoitusmenetelmien valikoimaa.

Märkämaalaus on teollisuudessa toimiva menetelmä silloin, kun kappaleen koko ylittää polttomaalausuunien kapasiteetin tai kun materiaali ei kestä jauhemaalauksessa tarvittavaa lämpötilaa. Oikein valituilla teollisuusmaaleilla saavutetaan luotettava korroosionesto ja mekaaninen kestävyys suoraan tuotantotiloissa ilman uuniprosessia.

Voiko suuria teräsrakenteita tai lämpöherkkiä materiaaleja pinnoittaa tehokkaasti?

Kookkaiden teollisuuskappaleiden pinnoittamisessa rajoitukset liittyvät usein tiloihin ja fyysisiin mittoihin. Suuret hitsatut teräskonsolit, ajoneuvojen rungot ja teollisuussäiliöt eivät sovi tavanomaisiin polttouuneihin, jolloin kuumuudessa kovetettavat jauhemaalit eivät sovellu kohteeseen.

Märkämaalaus tarjoaa tähän joustavan vaihtoehdon. Maali levitetään ruiskuttamalla suoraan pinnalle, ja se kuivuu huoneenlämmössä tai lievästi lämmitettävässä tilassa. Menetelmä säästää valmistavaa teollisuutta kalliilta uuni-investoinneilta ja mahdollistaa hyvinkin suurten elementtien käsittelyn.

Lämpöherkkyys on toinen ratkaiseva tekijä. Jos teräsrakenne sisältää muoviosia, tiivisteitä, laakereita tai sähkökomponentteja, 160–200 asteen uunilämpötila voi vaurioittaa tiivisteitä tai aiheuttaa rakenteiden mittamuutoksia. Ilmakuivuvat ja kemiallisesti reagoivat maalausjärjestelmät saavuttavat täyden mekaanisen ja kemiallisen lujuutensa ilman lämpörasitusta, mikä suojaa kappaleen herkkiä osia.

Kookkaiden kohteiden luotettavaan suojaamiseen käytetään laadukkaita metalliteollisuusmaaleja, jotka takaavat erinomaisen tarttuvuuden ja pitkäikäisen suojan myös haastavissa olosuhteissa.

Mitkä ovat teollisuuden suosituimmat yksikomponenttiset ja kaksikomponenttiset maalityypit?

Teollisuusmaalauksessa sideaineen kemiallinen rakenne määrittää maalin kuivumisnopeuden, joustavuuden sekä kyvyn kestää kulutusta ja kemikaaleja. Pintakäsittelyaineet jaetaan karkeasti yksikomponenttisiin (1K) ja kaksikomponenttisiin (2K) maalausjärjestelmiin.

Yksikomponenttiset (1K) maalityypit

Yksikomponenttiset maalit, kuten alkidi- ja akryylipinnoitteet, kuivuvat fysikaalisesti liuottimen haihtuessa tai hapettumalla ilman vaikutuksesta. 1K-järjestelmien selkeä etu on helppo käsiteltävyys. Maali on valmista ruiskutettavaksi ilman kovetesekoitusta, eikä maalauslaitteistoon jää reagoivaa seosta, joka voisi kovettua letkuihin.

1K-maalit sopivat kohteisiin, joissa mekaaninen rasitus ja kemikaalialtistus ovat kohtalaisia. Tällaisia ovat esimerkiksi sisätilojen teräsrakenteet, kevyet konerungot ja suojaavat pohjamaalaukset.

Kaksikomponenttiset (2K) maalityypit

Kaksikomponenttiset järjestelmät perustuvat kantamaalin ja erillisen kovetteen väliseen kemialliseen reaktioon. Reaktiossa muodostuu erittäin tiivis ja kestävä kalvorakenne.

Epoksimaalit (2K Epoksi) ovat teollisuudessa yleisin valinta pohja- ja välimaaleiksi. Ne muodostavat mekaanisesti kovan ja tiiviin pinnan, joka estää kosteuden ja korroosiota aiheuttavien aineiden pääsyn teräkselle. Polyuretaanimaalit (2K Polyuretaani) tarjoavat hyvän sään- ja UV-säteilyn kestävyyden. Polyuretaanipinta säilyttää kiiltonsa ja värinsä ulkoilmassa, minkä vuoksi sitä käytetään teollisuuslaitteiden ja ulkorakenteiden pintamaalina.

Miten maalausjärjestelmä valitaan eri korroosiorasitusluokkien mukaan?

Teräsrakenteiden säilyvyys varmistetaan valitsemalla maalausjärjestelmä ISO 12944 -standardin korroosiorasitusluokkien perusteella. Luokittelu määrittää ympäristön rasitustason ja asettaa vaatimukset maalin kuivakalvon kokonaispaksuudelle (DFT, Dry Film Thickness).

Ympäristörasituksen kasvaessa yksikerrosmaalauksesta siirrytään monikerrosjärjestelmiin. Niissä pohja-, väli- ja pintamaalilla on kullakin oma tehtävänsä rakenteen suojaamisessa.

Rasitusluokat C2–C5 ja vaadittavat kalvonpaksuudet

Lievän rasituksen kohteissa (C2), kuten lämmittämättömissä varastoissa tai kuivissa sisätiloissa, riittää yleensä 80 mikronin (µm) kuivakalvonpaksuus 1K- tai 2K-järjestelmällä.

Keskiraskaassa ja raskaassa ulko- ja teollisuusilmastossa (C3–C4) tarvitaan monikerroksinen maalausjärjestelmä. Tyypillinen ratkaisu on 2K-epoksipohjamaali yhdistettynä 2K-polyuretaanipintamaaliin. Kuivakalvon kokonaispaksuus näissä luokissa on yleensä 120–200 µm tavoitellusta kestoiästä riippuen.

Vaativissa meri- ja kemianteollisuuden ympäristöissä (C5) pinnoitteen täytyy estää suolan ja kosteuden pääsy metalliin. Tällöin hyödynnetään sinkkirikasta epoksipohjamaalia, joka tarjoaa katodisen suojan, sekä sen päällä paksukalvoista epoksivälimaalia ja polyuretaanipintamaalia. Järjestelmän kuivakalvonpaksuus on yleensä 240–320 µm.

Vesiohenteiset teollisuusmaalit tuovat ympäristöystävällisyyttä ja nopeutta tuotantosykliin

Pintakäsittelyn kehitys on tuonut vesiohenteiset maalausjärjestelmät vahvaksi vaihtoehdoksi teollisuuteen. Nykyaikaiset vesiohenteiset teollisuusmaalit tarjoavat liuoteohenteisille tuotteille vertailukelpoisen korroosioneston, mekaanisen kestävyyden ja säänkeston ilman suurta liuotinrasitusta.

Merkittävä hyöty vesiohenteisiin tuotteisiin siirtymisessä on orgaanisten haihtuvien yhdisteiden (VOC-päästöjen) väheneminen. Pienemmät päästöt parantavat maalaamon ilmanlaatua ja työturvallisuutta. Samalla tuotantolaitosten on helpompi täyttää ympäristölupien ehdot.

Vesiohenteisten maalien kuivuminen perustuu veden haihtumiseen ja sideainehiukkasten yhdistymiseen. Tehokkaalla ilmanvaihdolla ja hallitulla ilmankosteudella kuivumisajat saadaan lyhyiksi, mikä nopeuttaa kappaleiden siirtämistä jatkotyövaiheisiin.

Vähäpäästöiset ja nopeasti kuivuvat vaihtoehdot ovat vakiinnuttaneet asemansa metallipintojen ohella myös puuteollisuusmaaleissa, joissa vaaditaan tasaista pinnanlaatua sekä joustavaa pinnoitetta elävälle materiaalille.

Miten varmistetaan pinnoitteen optimaalinen tarttuvuus ja kalvonpaksuus monimuotoisissa kappaleissa?

Suuret teräsrakenteet ja koneenrungot sisältävät usein monimuotoisia kohtia, kuten koteloita, hitsaussaumoja, sisäkulmia ja teräviä reunoja. Pintajännityksen vuoksi märkä maali pyrkii vetäytymään pois terävistä reunoista kuivuessaan. Tämä voi jättää kulmat liian ohuen maalikalvon varaan, mikä altistaa rakenteen korroosiolle.

Ilmiö torjutaan käyttämällä kulmien ja hitsien esimaalausta (stripe coating). Siinä kriittiset kohdat käydään läpi siveltimellä tai kapealla ruiskutussuihkulla ennen varsinaista ruiskumaalausta. Esimaalaus varmistaa vaaditun kuivakalvonpaksuuden myös syvissä kulmissa.

Laadunvalvonta tuotannon aikana perustuu kahteen eri mittausvaiheeseen:

• Märkätilakalvomittaus (märkätilakampa): Märkätilakalvon paksuus (WFT) mitataan heti ruiskutuksen jälkeen. Näin maalimäärää voidaan korjata välittömästi ennen maalin kuivumista.
• Kuivakalvomittaus (sähkömagneettinen mittari): Lopullinen kalvonpaksuus (DFT) tarkistetaan kuivuneesta pinnasta ISO 19840 -standardin mukaisesti useasta kohdasta kappaletta.

Laadukkaat teollisuusmaalit ja pintakäsittelyaineet takaavat pitkäikäisen suojan

Onnistunut maalaustulos suurissa kappaleissa edellyttää sopivan maalausjärjestelmän valintaa heti suunnitteluvaiheessa. Valinnassa otetaan huomioon kappaleen koko, materiaalin lämpökesto, käyttöympäristön rasitusluokka ja tuotannon aikatauluvaatimukset.

Märkämaalaus on joustava ja luotettava pinnoitusratkaisu silloin, kun polttouuneja ei voida käyttää tai kun käsiteltävät rakenteet sisältävät lämpöherkkiä osia. Tarkoituksenmukaisilla pohja- ja pintamaaleilla saavutetaan pitkäikäinen suoja korroosiota, UV-säteilyä ja mekaanista kulutusta vastaan.