Wstępnie malowana stalowa cewka: podłoże, powłoki i właściwości

Cewki stalowe malowane, znane również jako stal wstępnie powlekana, cewka ze stali malowanej kolorowo lub cewka PPGI (wstępnie malowane żelazo ocynkowane), zostały pokryte podkładem i farbą przed pocięciem, ukształtowaniem lub uformowaniem w produkty końcowe.

Proces ten zapewnia równomierną aplikację farby, wpływając na walory estetyczne i funkcjonalne materiału.

Cewki są zwykle wykonane ze stali ocynkowanej lub Galvalume, co zapewnia podstawę odporną na rdzę, a wstępnie nałożona farba stanowi dodatkową warstwę ochrony przed czynnikami środowiskowymi.

Struktura przekroju ze stali malowanej

Aby w pełni zrozumieć wiedzę na temat wstępnie malowanych cewek stalowych, należy najpierw ją poznać struktura przekrojowa.

Struktura przekroju wstępnie pomalowanej stali od dołu do góry zazwyczaj składa się z następujących warstw:

• Metal nieszlachetny (podłoże): Metalem podstawowym jest zwykle stal ocynkowana lub stal galwaniczna. Stal ocynkowana ma powłokę cynku zapewniającą odporność na korozję, podczas gdy stal galwaniczna ma powłokę wykonaną z aluminium, cynku i krzemu.

• Warstwa obróbki wstępnej: Przed nałożeniem podkładu i farby stal jest czyszczona i traktowana roztworem do obróbki wstępnej. Warstwa ta zapewnia dobrą przyczepność podkładu i farby, a także zwiększa odporność materiału na korozję.

• Powłoka podkładowa: Podkład nakłada się na obrobiony metal nieszlachetny w celu dalszej poprawy odporności na korozję i zapewnienia prawidłowego przylegania powłoki nawierzchniowej. Warstwa podkładowa zapewnia również jednolitą powierzchnię powłoki nawierzchniowej.

• Warstwa nawierzchniowa (warstwa wykończeniowa): Warstwa nawierzchniowa jest warstwą widoczną, zapewniającą kolor i estetykę. Dodaje również dodatkową ochronę przed żywiołami. Powłokę nawierzchniową można wybrać ze względu na określone właściwości, takie jak odporność na promieniowanie UV, elastyczność i twardość, w zależności od zastosowania.

• Płaszcz Backer (płaszcz tylny): Na odwrotną stronę stali nakładana jest warstwa podkładowa. Warstwa ta to zazwyczaj cieńsza warstwa podkładu lub specjalna warstwa podkładowa, która chroni stal i może zwiększyć przyczepność klejów, jeśli stal ma być laminowana lub klejona z innymi materiałami.

• Folia ochronna (opcjonalnie): Niektóre wstępnie pomalowane produkty stalowe mogą mieć nałożoną usuwalną folię ochronną w celu ochrony wykończonej powierzchni podczas transportu i montażu.

Konkretne materiały i grubość każdej warstwy mogą się różnić w zależności od specyfikacji producenta, zamierzonego zastosowania produktu i względów środowiskowych.

System malarski stosowany do powłoki nawierzchniowej może składać się z poliestru, poliestru modyfikowanego silikonem (SMP), polifluorku winylidenu (PVDF) lub innego rodzaju, w zależności od wymagań dotyczących trwałości, zachowania koloru i odporności na kredowanie.

Podłoże z wstępnie pomalowanej cewki stalowej

Podłoże wstępnie pomalowanej cewki stalowej odnosi się do metalu podstawowego, na który nakładana jest farba i inne powłoki podczas procesu powlekania cewki.

Wybór podłoża jest krytyczny, ponieważ musi ono posiadać niezbędne właściwości mechaniczne i odporność na korozję dla zamierzonego zastosowania końcowego.

Najpopularniejszymi podłożami używanymi do wstępnie malowanych zwojów stali są:

• Stal ocynkowana ogniowo (GI): Podłoże to to stal pokryta cienką warstwą cynku w celu zapewnienia odporności na korozję. Powłoka cynkowa jest nakładana w procesie zanurzania na gorąco, podczas którego stal zanurza się w kąpieli stopionego cynku. Warstwa cynku chroni stal, działając jako bariera dla elementów korozyjnych i zapewniając ochronę w miejscach uszkodzenia powłoki.

• Stal Galvalume (GL): Galvalume to powłoka wykonana z połączenia aluminium, cynku i śladowych ilości krzemu, która jest nakładana na stal. Obecność aluminium w powłoce zapewnia doskonałą ochronę przed korozją, szczególnie w bardziej ekstremalnych warunkach, a cynk zapewnia dodatkową ochronę poprzez działanie galwaniczne.

• Stal ocynkowana elektrolitycznie (EG): Ten rodzaj stali jest cynkowany w procesie elektrochemicznym, który zapewnia powłokę cynkową o jednolitej grubości i gładkim wykończeniu. Stal cynkowana galwanicznie jest powszechnie stosowana tam, gdzie wymagane są precyzyjne i estetyczne zastosowania.

Rodzaje powłok

Istnieje kilka rodzajów farb i powłok stosowanych do wstępnie malowanych kręgów stalowych, każdy z własnym zestawem właściwości i zastosowań:

• Poliester (PE): Powłoki poliestrowe są najczęstszym typem wstępnie malowanych cewek stalowych. Zapewniają dobrą przyczepność, trwałość koloru i elastyczność. Nadają się do ogólnego użytku i są ekonomiczne, co czyni je popularnym wyborem do budynków, pokryć dachowych i paneli ściennych.

• Poliester modyfikowany silikonem (SMP): Powłoki SMP posiadają do powłoki poliestrowej dodaną żywicę silikonową, która zapewnia lepszą odporność na promieniowanie UV oraz utrzymuje kolor i połysk przez dłuższy czas w porównaniu do standardowego poliestru. Stosowane są do zastosowań wymagających większej trwałości i narażenia na trudne warunki atmosferyczne.

• Polifluorek winylidenu (PVDF): Powłoki PVDF to powłoki o wysokiej wydajności, które zapewniają doskonałą odporność na blaknięcie, kredowanie i degradację chemiczną. Są bardzo trwałe i są stosowane w zastosowaniach wymagających długotrwałej ochrony, takich jak budynki komercyjne i mieszkalne oraz projekty architektoniczne.

• Żywica epoksydowa: Powłoki epoksydowe są znane ze swojej doskonałej przyczepności i odporności na korozję. Zazwyczaj stosuje się je jako warstwę podkładową pod inne rodzaje powłok, aby zwiększyć ogólną ochronę zwoju stali.

Wybierając rodzaj farby do wstępnie pomalowanych zwojów stali, ważne jest, aby wziąć pod uwagę warunki środowiskowe, na jakie będzie narażony materiał, pożądane właściwości estetyczne i trwałość wymaganą do zastosowania.

Wybór powłoki będzie miał bezpośredni wpływ na wydajność i żywotność gotowego produktu.

Poniżej znajduje się tabela porównująca niektóre z ich kluczowych właściwości i typowe zastosowania:

Życie pomalowanej cewki stalowej

Farby zapewniają dodatkową ochronę stali pokrytej powłoką metaliczną, działając jako bariera przed wilgocią, tlenem i innymi czynnikami wywołującymi korozję oraz zawierają specjalne środki hamujące korozję. 

Czynniki wpływające na żywotność wstępnie pomalowanej cewki stalowej obejmują grubość farby, rodzaj farby, rodzaj obróbki wstępnej, grubość powłok podkładowych i środowisko aplikacji. 

Trwałość powłoki malarskiej można mierzyć na podstawie różnych kryteriów, takich jak zauważalne blaknięcie, utrata przyczepności lub korozja stali. Kluczowe znaczenie mają takie czynniki, jak stabilność UV i odporność na chemikalia środowiskowe. 

Uszkodzenia spowodowane korozją wiążą się ze znaczną utratą metalu, a utrzymanie integralności farby ma kluczowe znaczenie. Na przykład wysokiej jakości system malarski może wydłużyć żywotność ocynkowanej powłoki G90 na dachu z 15–25 lat do 40–50 lat lub więcej w środowisku umiarkowanie korozyjnym.

Dodatkowo ponowne malowanie w przypadku pojawienia się pierwszych oznak korozji może wydłużyć żywotność dachu o kolejne 10-15 lat.

Źródło: https://www.galvinfo.com/wp-content/uploads/sites/8/2017/05/GalvInfoNote-4-1.pdf

Specyfikacja

Używa

Oto kilka typowych zastosowań wstępnie malowanych cewek stalowych:

Przemysł budowlany:

   – Panele dachowe i ścienne do budynków komercyjnych, przemysłowych i mieszkalnych.

   – Bramy garażowe i rolety.

   – Płyty izolacyjne do budynków energooszczędnych.

   – Systemy rynnowe i rury spustowe.

   – Systemy sufitowe i przegrody wewnętrzne.

Urządzenia domowe:

   – Lodówki, pralki i suszarki.

   – Urządzenia klimatyzacyjne.

   – Kuchenki mikrofalowe i inne drobne urządzenia.

   – Podgrzewacze wody.

Właściwości wstępnie malowanych cewek stalowych

Wstępnie pomalowane cewki stalowe zaprojektowano tak, aby zapewniały zwiększoną odporność na korozję dzięki połączeniu warstw ochronnych i obróbki chemicznej. Zasady wpływające na odporność na korozję wstępnie malowanych zwojów stali obejmują:

• Ochrona barierowa: Warstwy farby na wstępnie pomalowanej stali działają jak bariera, chroniąc metal pod spodem przed elementami środowiska, takimi jak woda, tlen i zanieczyszczenia, które mogą powodować korozję. Zapobiegając przedostawaniu się tych elementów na powierzchnię metalu, powłoka malarska znacznie zmniejsza ryzyko powstania rdzy i korozji.

• Przyczepność: Właściwa przyczepność farby do powierzchni metalu ma kluczowe znaczenie dla odporności na korozję. Dobra przyczepność zapobiega przedostawaniu się wilgoci i substancji korozyjnych do podłoża stalowego. Proces obróbki wstępnej, który zwykle obejmuje czyszczenie i nałożenie powłoki konwersyjnej, takiej jak fosforan lub chromian, zwiększa przyczepność warstw farby.

• Hamowanie chemiczne: Niektóre powłoki do obróbki wstępnej zawierają inhibitory korozji, które aktywnie zapobiegają korozji w wyniku reakcji chemicznych. Inhibitory te mogą neutralizować substancje żrące lub pasywować powierzchnię metalu, czyniąc ją mniej reaktywną i mniej podatną na korozję.

• Ochrona katodowa: W niektórych przypadkach warstwa podkładowa lub obróbka wstępna może zawierać elementy protektorowe, takie jak cynk (w postaci fosforanu cynku lub powłok ocynkowanych). Pierwiastki te są bardziej reaktywne niż stal i preferencyjnie korodują, chroniąc stal poprzez działanie ofiarne. Nazywa się to ochroną katodową.

• Zabezpieczenie krawędzi: Krawędzie zwojów stali są szczególnie podatne na korozję, ponieważ mogą mieć cieńszą powłokę i są bardziej narażone na działanie środowiska. Podczas procesu powlekania zwraca się szczególną uwagę na to, aby krawędzie zostały odpowiednio pokryte. W niektórych przypadkach można zastosować dodatkowe uszczelniacze krawędziowe w celu zwiększenia ochrony.

• Odporność na promieniowanie UV: Światło ultrafioletowe (UV) może z czasem spowodować degradację niektórych powłok, prowadząc do zmniejszenia odporności na korozję. Powłoka nawierzchniowa na wstępnie pomalowanej stali często zawiera środki chemiczne odporne na promieniowanie UV, które chronią leżące pod nią warstwy przed degradacją wywołaną promieniowaniem UV, utrzymując w ten sposób integralność powłoki ochronnej.

Dzięki zastosowaniu tych zasad wstępnie pomalowane cewki stalowe są w stanie zapewnić długotrwałą trwałość i skuteczność w środowiskach narażonych na korozję.

Proces wstępnie malowanej stalowej cewki

Produkcja wstępnie malowanych stalowych zwojów i blach rozpoczyna się od dostarczenia podłoża w postaci zwojów bezpośrednio z walcowni. Linia do powlekania cewek obejmuje trzy sekcje: wejście, przetwarzanie i wyjście.

Każdy krok zapewnia, że ​​gotowe, wstępnie pomalowane produkty metalowe są trwałe, wydajne i estetyczne. Maszyny na linii produkcyjnej pracują jednocześnie, malując od 2,000 do 4,000 stóp kwadratowych metalowych pasków w ciągu 4 minut.

Oto kroki na linii powlekania:

Krok 1: Czyszczenie metalowego paska

Czyszczenie oleju, brudu i zanieczyszczeń zwoju walcowanego na zimno obejmuje szczotkowanie, kąpiel alkaliczną, kąpiel wodną lub szczotkowanie.

Krok 2: Aplikacja cynku i stopu

Zastosowanie aluminium i cynku zależy od zastosowania i wymagań klienta. Niektóre produkty składają się w 100 procentach z cynku, podczas gdy inne zawierają stop magnezu.

Krok 3: Obróbka powierzchni

Ten krok jest niezbędny, aby zapewnić dobre wiązanie farby i podkładu z metalową listwą. Ze względu na pewne ograniczenia chemiczne powierzchnia jest poddawana działaniu środków chemicznych, takich jak utlenianie alkaliczne, w zależności od dostawcy i kraju pochodzenia.

Krok 4: Płukanie i suszenie metalu

Opłukanie metalowego paska pomaga upewnić się, że nie ma na nim pozostałości chemicznych przed nałożeniem podkładu. Wysuszenie metalu jest koniecznością, aby kolejne warstwy dobrze się kleiły.

Krok 5: Aplikacja podkładu

Powłoka podkładu może znajdować się po jednej lub obu stronach metalowej taśmy. Aplikacja podkładu przyspiesza przyczepność gotowej warstwy farby.

Krok 6: Utwardzanie i chłodzenie paska

Utwardzanie trwa od 15 do 16 sekund. Ta metoda pozwala na utwardzenie, wyschnięcie i osiągnięcie pożądanej temperatury podkładu przed nałożeniem kolejnej powłoki.

Krok 7: Powłoka z przodu iz tyłu

Ten krok jest końcowym etapem malowania, podczas którego nakładane są dwuwarstwowe systemy malarskie.

Krok 8: Suszenie, utwardzanie i chłodzenie

Produkt przechodzi ten krok, aby upewnić się, że produkt stalowy jest gotowy do przewijania, ponownego zwijania i wysyłki do użytkowników końcowych.

Krok 9: Pakowanie

Obraz przedstawiający schemat linii powlekania cewek.

Źródło: https://www.coilcoating.org/process

Podsumowanie

Wstępnie pomalowane zwoje stalowe zapewniają trwałość i długowieczność, dzięki czemu konstrukcje zyskują na odporności na czynniki środowiskowe.

Ich estetyczna wszechstronność pozwala na szeroką gamę opcji kolorystycznych, a jednolite zastosowanie zwiększa ogólną atrakcyjność wizualną.

Proces produkcyjny jest wydajny, co zapewnia oszczędność czasu i kosztów zarówno producentom, jak i użytkownikom końcowym.