Malowanie proszkowe a ocynk: dlaczego karuzela nie rdzewieje

Dwie karuzele, obie pomalowane na ten sam żółty, obie po czterech sezonach na tym samym osiedlu. Na jednej rysa po kierownicy roweru wygląda jak rysa. Na drugiej z tej samej rysy wychodzi rdzawa smuga, a lakier wokół niej zaczyna się podnosić. Różnica jest w warstwie, której na żadnej z nich nie widać.

Jak działa cynk

Cynk jest metalem mniej szlachetnym od żelaza. W obecności wilgoci, czyli w każdych warunkach atmosferycznych, powstaje ogniwo, w którym to cynk oddaje elektrony, a stal zostaje nietknięta. Ochrona polega tu na poświęceniu cynku, który koroduje zamiast stali, a nie na samym jej przykryciu. Nazywa się to ochroną protektorową i tłumaczy najciekawszą właściwość tej powłoki: cynk chroni także te fragmenty stali, których fizycznie nie zakrywa, jeśli tylko odsłonięcie jest niewielkie.

W praktyce oznacza to, że zarysowanie o szerokości kilku milimetrów nie zaczyna rdzewieć, bo cynk z otoczenia rysy przejmuje na siebie proces korozji, a jego produkty stopniowo zasklepiają odsłonięte miejsce. Na gołej stali ta sama rysa jest punktem startowym rdzy, która wchodzi pod powłokę i rozchodzi się na boki.

Cynk zużywa się w tempie zależnym od agresywności otoczenia. W czystym powietrzu wiejskim ubytek jest bardzo powolny, w mieście z ruchem samochodowym i przy drogach solonych zimą wyraźnie szybszy. Klasyfikuje to norma PN-EN ISO 12944 przez kategorie korozyjności środowiska, od terenów wiejskich po strefy przemysłowe i nadmorskie. Sam cynk, bez lakieru, ma jedną wadę praktyczną: z czasem szarzeje, a koloru nie da się na nim uzyskać.

Jak działa lakier proszkowy

Powłoka proszkowa powstaje inaczej niż malowanie pędzlem albo natryskiem farby ciekłej. Proces ma trzy etapy i każdy z nich ma znaczenie dla tego, co dostaniesz na końcu.

Najpierw przygotowanie powierzchni: odtłuszczenie, usunięcie zanieczyszczeń i produktów korozji cynku, wytworzenie warstwy zapewniającej przyczepność. To etap, na którym najłatwiej oszczędzić i najtrudniej zauważyć, że ktoś oszczędził, bo skutek wychodzi dopiero po dwóch sezonach w postaci odchodzącego płatami lakieru.

Potem aplikacja. Suchy proszek polimerowy jest ładowany elektrostatycznie i natryskiwany na uziemiony element, do którego przywiera dzięki różnicy potencjałów. Nie ma tu rozpuszczalników, więc nie ma też ich odparowania i związanego z tym kurczenia się powłoki.

Na końcu wygrzewanie w piecu. Proszek topi się, rozpływa w ciągłą warstwę i sieciuje, czyli tworzy trwałe wiązania między cząsteczkami. Z tego bierze się twardość powłoki i jej odporność na uderzenia, znacznie wyższa niż przy pojedynczej warstwie farby ciekłej. Do zastosowań zewnętrznych używa się proszków poliestrowych, odpornych na promieniowanie UV. Proszki epoksydowe są twarde i dobrze trzymają, ale na słońcu kredują i tracą kolor, więc ich miejsce jest wewnątrz budynków.

Cena tej technologii jest jedna: naprawy nie da się zrobić na miejscu. Proszek wymaga pieca, więc uszkodzenie na zamontowanej karuzeli poprawia się zaprawką ciekłą, a nie tą samą powłoką, która była fabrycznie.

Dlaczego kolejność warstw decyduje o wszystkim

Cynk pod lakierem i lakier pod cynkiem to dwie różne konstrukcje, choć składniki są te same. Sensowna jest tylko jedna kolejność: najpierw ocynkowanie stali, potem malowanie proszkowe.

Wtedy każda z warstw robi coś, czego druga nie potrafi. Lakier osłania cynk przed bezpośrednim działaniem wody, kwaśnych opadów i chlorków, przez co cynk zużywa się wolniej, niż zużywałby się odsłonięty. Cynk z kolei czeka pod spodem na moment, w którym lakier zostanie przebity, i wtedy przejmuje robotę. Układy dwuwarstwowe tego typu, opisywane jako systemy duplex, działają dłużej niż wynikałoby to z prostego zsumowania trwałości obu powłok osobno.

Malowanie proszkowe wprost na stal, bez cynku, daje ten sam wygląd i tę samą fakturę. Różnica wychodzi dopiero przy pierwszym poważnym uszkodzeniu, a na placu zabaw takie uszkodzenie jest kwestią czasu, nie prawdopodobieństwa. Dlatego pytanie do dostawcy nie brzmi, czy urządzenie jest malowane proszkowo, tylko co jest pod tą powłoką.

Trzy systemy w zestawieniu

Co się dzieje przy odprysku

Warto prześledzić to krok po kroku, bo tu widać różnicę między systemami najlepiej. Zaczyna się identycznie: uderzenie odsłania metal na powierzchni wielkości ziarna grochu.

Przy stali malowanej bez cynku w odsłoniętym miejscu tworzy się ognisko korozji. Rdza ma większą objętość niż stal, z której powstała, więc rozpycha powłokę od spodu i podnosi ją na obrzeżach ubytku. Powstaje podkorozja, czyli proces postępujący pod lakierem, niewidoczny z zewnątrz poza drobnym wybrzuszeniem. Po kilku sezonach obszar objęty korozją jest wielokrotnie większy niż pierwotne uszkodzenie.

Przy stali ocynkowanej i malowanej proszkowo odsłania się cynk. Zaczyna on korodować ofiarnie, chroniąc obrzeża odsłoniętej stali, a jego produkty wypełniają ubytek. Lakier wokół nie odchodzi, bo nic go od spodu nie rozpycha. Uszkodzenie zostaje uszkodzeniem kosmetycznym i nie zmienia się w problem konstrukcyjny.

Nie znaczy to, że nie trzeba nic robić. Cynk w odsłoniętym miejscu zużywa się szybciej, bo pracuje bez osłony lakieru, a przy podstawie słupa, gdzie zbiera się woda i sól z odladzanych chodników, tempo jest wyraźnie wyższe. Co robi z tym zima i dlaczego chlorki są najgorszym zimowym gościem na placu zabaw, opisaliśmy w tekście o zimowaniu placu zabaw.

Jak poprawić uszkodzenie

Poprawka jest prosta i mieści się w rutynie przeglądu funkcjonalnego. Cała robota to cztery kroki:

1. Usunąć luźne fragmenty powłoki i zabrudzenia z miejsca uszkodzenia oraz z jego najbliższego otoczenia.
2. Osuszyć i odtłuścić powierzchnię, bo zaprawka nałożona na wilgotny albo tłusty metal nie zwiąże i odejdzie przy pierwszym mrozie.
3. Nałożyć zaprawkę w kolorze urządzenia cienką warstwą, przy suchej i ciepłej pogodzie, z zachowaniem czasu schnięcia podanego przez producenta preparatu.
4. Odnotować poprawkę w dokumentacji placu zabaw razem z datą i miejscem.

Przy głębokim uszkodzeniu, sięgającym poza warstwę cynku aż do stali, sensownym rozwiązaniem jest podkład bogaty w cynk pod warstwą koloru, bo odtwarza ochronę elektrochemiczną, a nie tylko zasłania ubytek. Takie preparaty są dostępne w sklepach z chemią budowlaną, a norma PN-EN ISO 1461 wprost przewiduje naprawę powłoki cynkowej tą metodą.

Sama czynność w harmonogramie konserwacji wypada co kwartał razem z oględzinami powłoki. Pełna lista czynności z podziałem na miesięczne i roczne jest w tekście o konserwacji karuzeli.

O co zapytać dostawcę

Opisy produktów rzadko wchodzą w te szczegóły, więc pytania trzeba zadać samemu. Pięć z nich wystarczy, żeby odróżnić urządzenie zrobione porządnie od takiego, które ładnie wygląda na zdjęciu:

• Czy stal jest ocynkowana pod lakierem, czy malowana bezpośrednio
• Jakim proszkiem malowane są elementy przeznaczone na zewnątrz
• Czy do zamówienia dołączona jest zaprawka w kolorze urządzenia
• Czy części zamienne będą dostępne za kilka lat
• Czy urządzenie ma atest EN 1176 i certyfikat zgodności, i czy są w cenie

Ostatni punkt bywa źródłem nieporozumień, bo atest dotyczy bezpieczeństwa konstrukcji, a nie trwałości powłoki. Co dokładnie potwierdza taki dokument, rozpisaliśmy w tekście o ateście EN 1176. Szersze porównanie materiałów wraz z kosztami utrzymania przez dziesięć lat jest w tekście o tym, czy wybrać plac zabaw metalowy czy drewniany.

Kolor, temperatura i perforacja

Lakier proszkowy daje pełną paletę kolorów, ale przy urządzeniach na plac zabaw wybór odcienia ma skutek uboczny. Ciemne, gładkie i duże powierzchnie nagrzewają się w pełnym słońcu najmocniej, a dotyczy to dokładnie tych elementów, na których dziecko siedzi albo stoi.

Dlatego platformy naszych karuzel są z blachy perforowanej. Otwory zmniejszają powierzchnię kontaktu i poprawiają wymianę ciepła, więc platforma nagrzewa się mniej niż gładki arkusz, a przy okazji odprowadza wodę i szybciej schnie po deszczu. Woda, która nie stoi na powierzchni, nie ma też szans zamarznąć w zagłębieniu i pracować w nim przez zimę.