Come eseguire il trattamento di protezione dalla corrosione per le strutture in acciaio? Un confronto tra tre metodi comuni.

In settori quali l'edilizia, i ponti e le attrezzature industriali, le strutture in acciaio sono ampiamente utilizzate grazie alla loro elevata resistenza e facilità di costruzione. Tuttavia, l'acciaio è suscettibile alla corrosione dovuta all'umidità, all'ossigeno e alle sostanze acide e alcaline presenti nell'ambiente, con conseguente formazione di ruggine. Ciò non solo riduce la capacità di carico strutturale-e ne accorcia la durata, ma può anche comportare rischi per la sicurezza. Pertanto, un efficace trattamento anticorrosione è fondamentale per garantire il funzionamento stabile a lungo termine delle strutture in acciaio. Attualmente, il rivestimento con vernice, la zincatura a caldo-e la spruzzatura di metalli sono tre soluzioni anticorrosione comunemente utilizzate per le strutture in acciaio. Ciascuno ha le proprie caratteristiche e scenari applicabili, che verranno analizzati nel dettaglio di seguito.

 

Rivestimento di vernice: una soluzione anticorrosione di base ampiamente utilizzata

• Principio anti-corrosione

Il rivestimento con vernice prevede l'applicazione di più strati di vernice anti-corrosione sulla superficie della struttura in acciaio, formando una pellicola protettiva continua che isola l'acciaio dagli agenti corrosivi presenti nell'ambiente, raggiungendo così lo scopo di prevenzione della corrosione. La vernice anti-corrosione è composta principalmente da sostanze filmogene-, pigmenti, solventi e additivi. Le sostanze filmogene-formano una pellicola di vernice resistente dopo l'essiccazione, fornendo protezione; i pigmenti migliorano la resistenza all'usura, agli agenti atmosferici e l'opacità del film pittorico; i solventi aiutano ad applicare la vernice in modo uniforme; e gli additivi migliorano le prestazioni applicative e l'effetto anti-corrosione della vernice.

• Processo di costruzione

Pre-trattamento della superficie: questo è un passaggio cruciale nel rivestimento della vernice, che influisce direttamente sull'adesione del rivestimento. Metodi meccanici come la sabbiatura e la granigliatura vengono solitamente utilizzati per rimuovere ruggine, scaglie di laminazione, macchie di olio e altre impurità dalla superficie dell'acciaio, ottenendo un certo grado di ruvidità (generalmente richiedendo una rugosità di 40-75 μm) per aumentare l'area di contatto tra il rivestimento e l'acciaio.

Rivestimento di primer: il primer è a diretto contatto con l'acciaio e la sua funzione principale è la prevenzione della ruggine e una migliore adesione. Il primer appropriato viene selezionato in base all'ambiente di servizio dell'acciaio e ai requisiti anti-corrosione, come primer epossidico ricco di zinco-o primer ricco di zinco inorganico-. Il primer viene applicato in modo uniforme mediante metodi di spruzzatura, pennello o rivestimento a rullo, generalmente in 1-2 mani, con uno spessore del film secco controllato a 50-80 μm.

Applicazione del rivestimento intermedio: il rivestimento intermedio svolge un ruolo di collegamento, aumentando lo spessore del rivestimento e migliorando le proprietà meccaniche e anti-corrosione. I rivestimenti intermedi comunemente utilizzati includono la vernice intermedia epossidica micacea all'ossido di ferro, applicata in 1-2 mani, con uno spessore del film secco controllato a 80-150 μm.

Applicazione della finitura: La finitura fornisce principalmente decorazione e protezione, resistendo all'erosione dei raggi ultravioletti, dell'acqua piovana e delle sostanze chimiche. La finitura appropriata viene selezionata in base all'ambiente di servizio, come finitura acrilica o finitura poliuretanica, applicata in 1-2 mani, con uno spessore del film secco controllato a 60-100 μm.

• Vantaggi e scenari applicabili

Vantaggi: costruzione flessibile e semplice, realizzabile in loco-; è disponibile un'ampia varietà di rivestimenti, che consente la selezione di rivestimenti adatti in base a diversi ambienti e requisiti; costo relativamente basso, adatto a progetti di strutture in acciaio di piccole e medie-dimensioni.

Scenari applicabili: strutture in acciaio interne, ambienti con debole corrosività, come impianti industriali ordinari e strutture in acciaio interne di edifici commerciali; luoghi con elevati requisiti di aspetto estetico.

 

Zincatura a caldo-per immersione: una soluzione classica per la protezione dalla corrosione-a lungo termine

• Principio di protezione dalla corrosione

La zincatura a caldo- prevede l'immersione della struttura in acciaio privo di ruggine nello zinco fuso, formando uno strato denso di lega di zinco-ferro e uno strato di zinco puro sulla superficie dell'acciaio. Lo strato di zinco reagisce con l'ossigeno presente nell'aria per formare una pellicola di ossido di zinco, prevenendo l'ulteriore ossidazione dello strato di zinco. Allo stesso tempo lo zinco è più reattivo del ferro; quando lo strato di zinco è danneggiato, lo zinco si corroderà per primo, proteggendo l'acciaio dalla corrosione e ottenendo così una protezione dalla corrosione a lungo-termine.

• Processo di costruzione

Pre-trattamento: comprende sgrassaggio, decapaggio e risciacquo. Lo sgrassaggio rimuove olio e grasso dalla superficie dell'acciaio; il decapaggio utilizza una soluzione di acido cloridrico o acido solforico per rimuovere ruggine e incrostazioni dalla superficie dell'acciaio; il risciacquo pulisce la soluzione acida residua per evitare che venga trasportata nei processi successivi.

Zincatura a caldo-per immersione: la struttura in acciaio pre-trattata viene immersa nello zinco fuso a una temperatura di circa 450-480 gradi per un certo periodo (a seconda dello spessore dell'acciaio, generalmente da pochi minuti a dieci minuti), consentendo allo zinco fuso di reagire completamente con l'acciaio per formare uno strato di lega di zinco-ferro e uno strato di zinco puro.

Post-trattamento: include raffreddamento ad acqua, passivazione e finitura. Il raffreddamento ad acqua raffredda rapidamente l'acciaio, prevenendo l'ossidazione dello strato di zinco; la passivazione forma una pellicola protettiva sulla superficie dello strato di zinco, migliorando la resistenza alla corrosione; e la finitura rimuove i noduli di zinco e le scorie dalla superficie dell'acciaio, rendendo la superficie liscia ed esteticamente gradevole.

• Vantaggi, svantaggi e scenari applicabili

Vantaggi: eccellenti prestazioni anti-corrosione; lo strato di zinco può durare 20-30 anni o anche di più in un ambiente atmosferico generale; lo strato di zinco è saldamente legato all'acciaio, con forte resistenza all'usura e agli urti; non è necessaria alcuna manutenzione frequente, riducendo così i costi operativi a lungo termine.

Scenari applicabili: strutture in acciaio esposte all'esterno per periodi prolungati, come ponti, torri di trasmissione e guardrail autostradali; progetti di strutture in acciaio su larga scala-con elevati requisiti anti-corrosione e manutenzione difficile.

 

Spruzzatura di metalli: una soluzione avanzata per la protezione dalla corrosione-a elevate prestazioni-

• Principio anti-corrosione

La spruzzatura di metalli utilizza una fonte di calore (come arco elettrico, fiamma o plasma) per riscaldare i fili o le polveri di metallo fino a portarli allo stato fuso o semi-fuso, quindi li atomizza e li spruzza sulla superficie della struttura in acciaio utilizzando un flusso d'aria ad alta-velocità per formare un rivestimento metallico. I metalli spruzzati comunemente usati includono zinco, alluminio e loro leghe. Questi metalli formano una pellicola di ossido sulla superficie, fornendo protezione anti-corrosione. Il rivestimento ha anche una certa porosità, che può essere riempita con rivestimenti anti-corrosione per migliorare ulteriormente le prestazioni anti-corrosione.

• Processo di costruzione

Pre-trattamento della superficie: simile al rivestimento in vernice, la superficie dell'acciaio richiede un rigoroso trattamento di rimozione della ruggine e irruvidimento utilizzando metodi come la sabbiatura. La pulizia della superficie dovrebbe raggiungere Sa2,5 o superiore e la rugosità dovrebbe essere compresa tra 75 e 125 μm.

Spruzzatura di metalli: selezionare i parametri di processo appropriati in base al materiale e all'attrezzatura di spruzzatura, come la corrente e la tensione per la spruzzatura ad arco e le portate di gas e ossigeno per la spruzzatura a fiamma. Dopo aver riscaldato e nebulizzato il materiale metallico, viene spruzzato uniformemente sulla superficie dell'acciaio, controllando lo spessore del rivestimento. Generalmente lo spessore dei rivestimenti di zinco e alluminio è 0,2-0,5 mm.

Trattamento di sigillatura dei pori: per migliorare le prestazioni anti-corrosione del rivestimento, è necessario un trattamento di sigillatura dei pori dopo la spruzzatura. I pori del rivestimento sono riempiti con uno speciale agente sigillante dei pori- (come resina epossidica, resina siliconica, ecc.), solitamente applicato in 2-3 strati, con uno spessore del film secco controllato a 0,1-0,3 mm.

• Vantaggi e scenari applicabili

Vantaggi: Eccellente resistenza alla corrosione, con una durata di oltre 30 anni; elevata forza di adesione tra il rivestimento e l'acciaio, buona resistenza all'usura e alla corrosione; lo spessore e i materiali del rivestimento possono essere regolati in base alle esigenze, offrendo una forte adattabilità; adatto per strutture in acciaio con varie forme complesse.

Scenari applicabili: strutture in acciaio in ambienti altamente corrosivi, come l'ingegneria navale (piattaforme offshore, strutture portuali) e strutture in acciaio negli impianti chimici; importanti progetti di strutture in acciaio che richiedono una resistenza alla corrosione estremamente elevata e dove i costi di manutenzione sono accettabili.

Quando si sceglie uno schema di protezione dalla corrosione per le strutture in acciaio, fattori quali l'ambiente di servizio, l'importanza, il budget e le condizioni di manutenzione della struttura in acciaio dovrebbero essere considerati in modo completo:

Per le normali strutture in acciaio interne o per progetti sensibili ai costi, il rivestimento con vernice è una scelta economica e pratica.

 

Per le grandi strutture in acciaio esposte all'esterno in ambienti moderatamente corrosivi, la zincatura a caldo-è una soluzione-economica.

 

Quando le strutture in acciaio si trovano in ambienti altamente corrosivi (come aree marine o chimiche) e vengono imposti requisiti estremamente elevati in termini di durata e prestazioni della protezione dalla corrosione, la spruzzatura di metalli è più adatta.

 

Il trattamento di protezione dalla corrosione delle strutture in acciaio è fondamentale per la sicurezza strutturale e la durata di servizio. La scelta dello schema di protezione dalla corrosione appropriato è fondamentale. Comprendendo le caratteristiche dei tre metodi comuni-rivestimento con vernice,-zincatura a caldo e spruzzatura di metalli-e considerando le esigenze effettive, è possibile fornire una protezione affidabile dalla corrosione per le strutture in acciaio, riducendo i costi di manutenzione e prolungandone la durata.