Na czym polega metalizacja natryskowa
Metalizacja natryskowa (natryskiwanie cieplne) polega na stopieniu drutu metalowego i rozpyleniu go strumieniem sprężonego powietrza na przygotowaną powierzchnię stali. Powstała powłoka ma budowę lamelarną — zbudowana jest z nakładających się, spłaszczonych cząstek — i wiąże się z podłożem mechanicznie, poprzez zakotwiczenie w profilu chropowatości.
Wymagania projektowe i jakościowe dla powłok cynkowych, aluminiowych i ich stopów zawiera norma ISO 2063-1:2019 „Natryskiwanie cieplne — Cynk, aluminium i ich stopy — Część 1: Wymagania projektowe i jakościowe systemów ochrony przed korozją”.
Zasadnicza przewaga metalizacji nad systemem malarskim to ochrona katodowa: powłoka cynkowa lub ZnAl chroni stal elektrochemicznie także w miejscach uszkodzeń mechanicznych. Uszkodzenie powłoki malarskiej oznacza korozję w punkcie defektu; uszkodzenie powłoki metalizowanej nie propaguje w ten sam sposób.
Cynk, aluminium czy ZnAl15 — dobór materiału
| Materiał | Mocne strony | Ograniczenia | Typowe środowisko |
|---|---|---|---|
| Cynk (Zn) | Silna ochrona katodowa, łatwy natrysk, sprawdzony w praktyce | Szybsze zużycie w środowisku kwaśnym i silnie zasolonym | Atmosfera przemysłowa i wiejska, konstrukcje lądowe |
| Aluminium (Al) | Bardzo dobra odporność w środowisku morskim, odporność termiczna | Słabsza ochrona katodowa, trudniejszy natrysk | Obiekty morskie, elementy pracujące w podwyższonej temperaturze |
| ZnAl15 (85/15) | Kompromis: ochrona katodowa cynku + trwałość aluminium | Wyższa cena drutu | Mosty, konstrukcje w kategoriach C4–C5, obiekty hydrotechniczne |
W praktyce projektowej ZnAl15 stał się rozwiązaniem domyślnym tam, gdzie wymagana jest długa trwałość w wysokich kategoriach korozyjności. Dostępne materiały znajdziesz w kategorii druty do metalizacji — m.in. drut cynkowy 2,5 mm na szpulach, drut cynkowy Zn 99,99 w beczkach oraz drut stopowy (w tym ZnAl).
Metalizacja łukowa czy gazowa
Dwie technologie różnią się źródłem ciepła i konsekwencjami eksploatacyjnymi.
Metalizacja łukowa (elektryczna)
Łuk elektryczny jarzy się między dwoma drutami podawanymi w sposób ciągły; stopiony metal jest rozpylany sprężonym powietrzem. Zalety: wysoka wydajność (kilkanaście kilogramów na godzinę), niższy koszt jednostkowy, brak gazów technicznych. To rozwiązanie dla warsztatów i prac wielkopowierzchniowych. Sprzęt: urządzenia do metalizacji łukowej, przegląd rozwiązań: metalizacja łukowa.
Metalizacja gazowa (płomieniowa)
Drut topi się w płomieniu gazowym. Wydajność jest niższa, ale pistolet gazowy jest lżejszy, nie wymaga zasilania energią elektryczną o dużej mocy i lepiej sprawdza się przy pracach naprawczych, w terenie i przy niewielkich powierzchniach. W ofercie m.in. pistolet gazowy MSG 88 i pistolet do drutów twardych MSG 98; całość: pistolety gazowe.
Przygotowanie powierzchni — tu rozstrzyga się trwałość
Powłoka metalizowana trzyma się wyłącznie mechanicznie, więc jakość przygotowania podłoża ma znaczenie większe niż przy systemach malarskich. Trzy warunki są niepodważalne:
- Stopień czystości. Wymagany jest Sa 3 — powierzchnia oczyszczona do „czystej stali”, jednolicie metalicznie błyszcząca. Sa 2½ stosowane pod farby tutaj nie wystarcza.
- Ścierniwo ostrokrawędziste. Konieczne jest ziarno tnące, dające ostry profil kotwiący; śrut kulisty jest nieprzydatny. W praktyce stosuje się elektrokorund, śrut staliwny łamany lub garnet.
- Czas do natrysku. Metalizację wykonuje się możliwie szybko po obróbce, zanim na oczyszczonej stali pojawi się nalot rdzy. Przy wysokiej wilgotności ten czas liczy się w godzinach, nie w dniach.
Profil kotwiący należy udokumentować — komparatorem wg ISO 8503-1 lub profilometrem PosiTector SPG. Warto też sprawdzić zapylenie powierzchni (zestaw do badania zapylenia) i zasolenie (testery zasolenia), zwłaszcza przy obiektach nadmorskich.
Grubość powłoki i kontrola jakości
Grubość powłoki metalizowanej dobiera się do kategorii korozyjności i zakładanej trwałości — ISO 2063-1 wiąże te parametry w tabelach projektowych. W typowych zastosowaniach konstrukcyjnych mowa o powłokach rzędu setek mikrometrów, czyli wartościach wielokrotnie wyższych niż w systemach malarskich.
Kontrola obejmuje trzy elementy:
- Grubość — miernikiem grubości powłok z sondą magnetyczną, w siatce punktów pomiarowych.
- Przyczepność — metodą pull-off wg ISO 4624 (wydanie aktualne: 2023). Zobacz poradnik: przyrządy do badania przyczepności.
- Wygląd i ciągłość — ocena wizualna pod kątem miejsc niepokrytych, odprysków i przegrzań; pomocna bywa lupa inspektorska.
System duplex — metalizacja plus powłoka malarska
Połączenie powłoki metalizowanej z systemem malarskim (system duplex, opisany m.in. w ISO 12944-5:2019) daje trwałość wyższą niż suma trwałości obu powłok stosowanych osobno. Powłoka malarska ogranicza zużycie cynku, a powłoka metalizowana zapewnia ochronę katodową w miejscach uszkodzeń farby.
Krytyczny jest pierwszy etap malowania: powierzchnia metalizowana jest porowata, więc wymaga uszczelnienia (sealer) rozcieńczonym materiałem o niskiej lepkości, który wnika w pory zamiast mostkować je od góry. Nałożenie standardowej grubej warstwy gruntu na nieuszczelnioną metalizację prowadzi do zamknięcia powietrza w porach i późniejszego pęcherzenia. Lepkość materiału uszczelniającego warto zweryfikować kubkiem wypływowym, a nie na oko.
BHP przy metalizacji
Proces generuje pył metaliczny, promieniowanie łuku i hałas, a przy metalizacji gazowej dochodzi obsługa gazów technicznych. Wymagane jest odciąganie miejscowe, ochrona wzroku odpowiednia dla łuku elektrycznego oraz ochrona dróg oddechowych. Osprzęt znajdziesz w kategorii ochrona operatora.
Podsumowanie
Metalizacja natryskowa jest technologią wymagającą — dyscyplina przy przygotowaniu powierzchni jest tu warunkiem, nie zaleceniem — ale w zamian daje ochronę katodową i trwałość liczoną w dekadach, szczególnie w systemie duplex. Wybór między cynkiem, aluminium i ZnAl15 wynika z kategorii korozyjności środowiska, a wybór między metodą łukową a gazową — ze skali i miejsca prac.
Planujesz uruchomienie stanowiska metalizacji albo dobór drutu do konkretnego obiektu? Skontaktuj się z nami — pomożemy dobrać urządzenie, materiał i przyrządy kontrolne. Pełna oferta: metalizacja natryskowa.