Výběr vhodného nátěrového systému pro ocelové konstrukce a zámečnické prvky

Při volbě nátěrových systémů pro ochranu ocelových konstrukcí a zámečnických prvků je klíčové porozumět normám ČSN EN ISO 12944. 

Co je balík norem ČSN EN ISO 12944

Balík norem ČSN EN ISO 12944 se zaměřuje na ochranu ocelových konstrukcí proti korozi pomocí nátěrových systémů. Každá část této normy se zaměřuje na specifickou oblast této problematiky:

• ČSN EN ISO 12944-1: Tato část se věnuje všeobecným pravidlům a definicím týkajícím se korozní ochrany ocelových konstrukcí nátěrovými systémy. Zahrnuje základní principy, které by měly být zváženy pro efektivní ochranu. Věnuje se také tématu očekávané životnosti nátěrového systému.
• ČSN EN ISO 12944-2: Tato norma klasifikuje různé typy prostředí podle stupně korozní agresivity. Nabízí rámec pro hodnocení korozního rizika v různých prostředích, od vnitřních prostorů s nízkou korozí po agresivní venkovní a průmyslové podmínky.
• ČSN EN ISO 12944-3: Tato část normy se zaměřuje na způsob navrhování konstrukcí s ohledem na dlouhou životnost nátěrového systému. Uvádí se zde příklady vhodných a nevhodných konstrukčních řešení a doporučení. Jedná se například o minimální velikost štěrbin mezi povrchy, opatření proti zadržování úsad a vody atd.
• ČSN EN ISO 12944-4: Zaměřuje se na popis způsoby příprav před lakováním pro jednotlivé druhy povrchů (bez úpravy, metalizovaný, žárově zinkovaný…) a na popis metod přípravy povrchu (čištění vodou, emulzí, chemické čištění, mechanické čištění, tryskání). V příloze normy jsou popsány jednotlivé stupně přípravy “Sa”. Klíčovým aspektem je zajištění, aby byl povrch řádně připraven, což je zásadní pro dlouhodobou účinnost nátěrů.
• ČSN EN ISO 12944-5: Tato část se věnuje typům nátěrových systémů a poskytuje pokyny pro výběr vhodného systému v závislosti na korozním prostředí a požadované životnosti ochrany.

Tyto normy poskytují komplexní přístup k ochraně ocelových konstrukcí proti korozi a jsou klíčové pro inženýry a odborníky v oblasti povrchových úprav.

Jak navrhujeme nátěry ocelových konstrukcí

Jak vidíme výše, abychom byli schopni navrhnout optimální nátěrový systém pro danou konstrukci, potřebujeme znát několik zásadních parametrů. Jsou jimi:

• očekávaná životnost nátěrového systému
• stupeň korozní agresivity prostředí, ve kterém je konstrukce umístěna
• materiál, na který budeme nátěrový systém nanášet

TIP: Zjistěte si cenu nátěru ocelových konstrukcí zde.

Životnost nátěrových systémů dle ČSN EN ISO 12944-1

Životnost nátěrových systémů volí projektant ve vazbě na účel konstrukce, jednoduchost provádění oprav nátěru a společenský význam, který má plnit. Určení životnosti je zásadní pro sestavování plánu údržby konstrukce. Životnost nátěrového systému tedy není totéž jako životnost konstrukce nebo její záruční doba.

Životnost nátěru se dle ČSN EN ISO 12944-1 kategorizuje jako:

• Nízká (L - Low): do 7 let
• Střední (M - Medium): od 7 do 15 let
• Vysoká (H - High): od 15 do 25 let
• Velmi Vysoká (VH - Very High): přes 25 let

Stupně korozní agresivity dle ČSN EN ISO 12944-2

Norma ISO 12944-2 klasifikuje prostředí podle korozní agresivity od C1 (velmi nízká) až po C5 (velmi vysoká) a extrémní (CX).. Pro každou kategorii uvádíme příklady ve vnitřních prostorách a venkovních prostředích.

• C1 – Velmi nízká agresivita:
  • Vnitřní: vytápěné budovy (kanceláře, obchody, školy…)
  • Venkovní: Vyskytuje se
• C2 – Nízká agresivita: 
  • Vnitřní: Prostory s vyšší vlhkostí, např. nevytápěné budovy.
  • Venkovní: Venkovské oblasti s nízkou úrovní znečištění.
• C3 – Střední agresivita: 
  • Vnitřní: Prostory s vysokou vlhkostí a malým znečištěním ovzduší (potravinářské závody, pivovary)
  • Venkovní: Prostory s vysokou vlhkostí a určitou mírou znečištění, např. městské a průmyslové oblasti.
• C4 – Vysoká agresivita: 
  • Vnitřní: Prostor s silnou korozi, např. chemické závody nebo plavecké bazény
  • Venkovní: Průmyslové městské oblasti a pobřežní oblasti se střední salinitou
• C5 – Velmi vysoká agresivita: 
  • Vnitřní: Budovy s téměř trvalou kondenzací a vysokým znečištěním
  • Venkovní: Průmyslové oblasti s vysokou vlhkostí a agresivní atmosférou, oblasti s vysokou salinitou.
• CX - Extrémní agresivita: 
  • Vnitřní: Průmyslové budovy s extrémní vlhkostí a agresivní atmosférou
  • Venkovní: Průmyslové oblasti s extrémní vlhkostí (v tropech a subtropech) a zároveň s agresivní znečištěnou atmosférou.

Typy a složení nátěrových systému

Hlavní složky nátěrových hmot jsou:

• pojiva
• plniva
• pigmenty
• aditiva

Odolnost nátěrové hmoty nejvíce závisí na zvoleném pojivu.Hlavními typy pojiv jsou:

• Alkydová pojiva: pro jednosložkové nátěrové systémy, hodí se pro systémy používané v  méně agresivních prostředích (C1-C2).
• Epoxidová a polyuretanová pojiva: pro dvousložkové nátěrové systémy, k vytvrzení dochází chemickou reakcí s tzv. tužidlem. Jsou vhodné pro systémy v prostředích s vyšší korozní agresivitou (C3-C5). Ve společnosti Abadia používáme téměř výhradně polyuretanová pojiva.

Nátěrové systémy

Nátěrový systém je obecně tvořen základním nátěrem a jednou nebo více vrstvami daláších nátěru. 

Základní nátěr, tvoří první vrstvu a jeho úkolem je zajistit přilnavost k materiálu, na který je aplikován a zároveň přilnavost dalších vrstev. Pokud je nátěrový systém jednovrstvý, musí základní nátěr zároveň fungovat i jako vrchní nátěr.

Další vrstvou nátěru je vrchní nátěr a pokud systém obsahuje tři a více vrstvy, tak vrstvám mezi základním a vrchním nátěrem říkáme mezivrstvy.

Úkolem mezivrstev je zvýšit ochranu materiálu před působením vnějšího prostředí.

Úkolem vrchního nátěru je vytvořit finální vzhled (lesklá, matná struktura, barevný odstín, drsnost atd.) a dále zvýšit odolnost proti působení prostředí.

Tloušťka suchého filmu

Důležitým parametrem nátěrového systému je jeho tloušťka, která se měří v suchém stavu pomocí speciálního měřiče. Počet vrstev nátěru se liší podle typu pojiva a stupně korozní agresivity. Obecně platí, že čím vyšší je korozní agresivita a žádané životnosti, tím více vrstev je potřeba.

Výběr vhodného nátěrového systému dle ČSN EN ISO 12944-5

Jak jsme uvedli dříve, část 5 normy ČSN EN ISO 12944-5 se zabývá volbou optimálních nátěrových systémů. Norma obsahuje tabulky, ve kterých jsou pro dané korozní prostředí a žádanou životnost nátěru doporučené konkrétní nátěrové systémy. Ty jsou pro jednoduchou orientaci a komunikaci v obchodním vztahu pojmenované unikátním číslem.

Příklad volby nátěrového systému

Naším úkolem je výběr optimálního nátěrového systému pro ocelovou konstrukci, která je  umístěna ve venkovním městském prostředí. Vzhledem k těmto podmínkám projektant stanovil stupeň korozní agresivity na úrovni C3. S ohledem na požadavek zákazníka na minimalizaci nákladů na údržbu byla životnost nátěrového systému stanovena projektantem jako velmi vysoká.

Pro určení vhodného nátěrového systému musíme nejprve určit, na jaký povrch bude systém aplikován.

Pokud bude aplikován přímo na uhlíkovou (tzv. černou) ocel:

• budeme postupovat podle tabulky, která uvádí nátěrové systémy na uhlíkovou ocel při stupni korozní agresivity C3:
  • zde vidíme, že pro polyuretanovou nátěrovou hmotu typu je vhodný nátěrový systém označený C3.07 s parametry:
    • celkový počet vrstev: 2-4 
    • tloušťka nátěrového systému: 300 µm 

Pokud bude aplikován na povrch, který byl předtím žárově zinkován:

• budeme postupovat podle tabulky, která uvádí nátěrové systémy na žárově zinkovanou ocel při stupni korozní agresivity C3:
  • zde vidíme, že pro polyuretanovou nátěrovou hmotu typu je vhodný nátěrový systém označený G3.04 s parametry:
    • celkový počet vrstev: 2
    • tloušťka nátěrového systému: 160 µm 

Tento příklad jasně demonstruje, jak velký rozdíl způsobí ve tloušťce nátěrového systému fakt, jestli je aplikován na surovou nebo žárově zinkovanou ocel.

Obrázek: výstřižek částí tabulek C.3 a  D.1 pro edukativní účely - zvýrazněny systémy C3.07 a G3.04, které jsou popsány výše.

Závěr

V tomto článku jsme se podrobně seznámili s výběrem a aplikací vhodných nátěrových systémů pro ocelové konstrukce a zámečnické prvky, založených na normách ČSN EN ISO 12944. Zdůraznili jsme význam správného určení očekávané životnosti, stupně korozní agresivity a typu materiálu pro optimální volbu nátěrového systému. Příklad volby mezi systémem pro uhlíkovou ocel a žárově zinkovanou ocel ukázal, jak mohou tyto faktory výrazně ovlivnit tloušťku a složení nátěru. Tento přístup umožňuje efektivně chránit ocelové konstrukce před korozí a zajišťuje jejich dlouhodobou odolnost a estetický vzhled.