Come scegliere il primer ricco di zinco più appropriato in base alle esigenze specifiche

I. Introduzione

A. Importanza della vernice di fondo allo zinco nei progetti di ingegneria

In diversi progetti ingegneristici, l'anticorrosione delle strutture metalliche è un aspetto cruciale e la vernice di fondo allo zinco svolge un ruolo insostituibile. Ha eccellenti proprietà anticorrosione, in grado di proteggere efficacemente le strutture metalliche dall'erosione dell'ambiente esterno e di prolungarne la durata.

Prendiamo ad esempio l'ingegneria dei ponti. I ponti sono esposti all'ambiente naturale per lungo tempo, subendo l'influenza del vento, del sole, della pioggia e dei carichi dei veicoli. Le loro strutture in acciaio sono estremamente soggette a corrosione. La vernice di fondo allo zinco può formare una densa pellicola protettiva sulla superficie dell'acciaio, impedendo l'intrusione di ossigeno, umidità e ioni nocivi, rallentando così la velocità di corrosione dell'acciaio. Per alcuni ponti marittimi di grandi dimensioni, come il ponte Hong Kong - Zhuhai - Macao, la vernice di fondo allo zinco ad alte prestazioni viene utilizzata per il rivestimento anticorrosione, fornendo una solida garanzia per il funzionamento stabile a lungo termine del ponte.

Per i serbatoi di stoccaggio, sia che conservino petrolio, prodotti chimici o altre sostanze liquide, sono necessarie buone misure anticorrosione. La vernice di fondo allo zinco può impedire che il mezzo interno del serbatoio corroda il corpo del serbatoio e resistere all'influenza dell'ambiente esterno, garantendo la sicurezza e l'affidabilità del serbatoio di stoccaggio.

Negli impianti di ingegneria marina, come le piattaforme offshore e le navi, la vernice di fondo allo zinco è ancora più indispensabile. Queste strutture si trovano in un ambiente marino ad alta umidità e ad alta salinità per lungo tempo e la situazione della corrosione è più grave. L'effetto di protezione catodica della vernice di fondo allo zinco può proteggere efficacemente l'acciaio e ridurre l'insorgere della corrosione, migliorando la durata delle strutture di ingegneria marina.

B. Importanza della scelta del primer giusto

La scelta dell'appropriato primer ricco di zinco ha un impatto diretto sul costo e sulla durata dei progetti di ingegneria. Se il primer non viene scelto correttamente, può avere scarsi effetti anticorrosivi e richiedere frequenti interventi di manutenzione e sostituzione, con conseguente aumento dei costi del progetto. Inoltre, un primer inadeguato può compromettere la qualità e la sicurezza del progetto e ridurne la durata.

I diversi progetti di ingegneria hanno esigenze e requisiti specifici. Solo scegliendo un primer che soddisfi tali esigenze è possibile garantire il regolare svolgimento del progetto. Ad esempio, in alcuni progetti con elevati requisiti di protezione ambientale, è necessario scegliere primer ricchi di zinco con un basso contenuto di composti organici volatili (VOC); in progetti di ingegneria in ambienti ad alta temperatura, è necessario scegliere primer con buone prestazioni di resistenza al calore.

II. Conoscere la vernice di fondo allo zinco

A. Composizione e meccanismo di funzionamento

Il componente principale della vernice di fondo allo zinco è la polvere di zinco. Inoltre, contiene anche leganti e additivi. La polvere di zinco è il componente chiave affinché la vernice di fondo allo zinco svolga il suo ruolo anticorrosione e il suo contenuto è solitamente relativamente elevato. Nella vernice di fondo allo zinco, l'attività elettrochimica della polvere di zinco è più forte di quella del ferro. Quando il film di vernice viene eroso, la polvere di zinco, come anodo, viene corrosa per prima, mentre l'acciaio di base, come catodo, viene protetto. Questo è l'effetto di protezione catodica della vernice di fondo allo zinco.

Allo stesso tempo, la polvere di zinco viene gradualmente consumata nel processo di protezione del substrato dall'erosione e i suoi prodotti di corrosione sigillano il rivestimento, rafforzando la protezione del rivestimento sul substrato. Con il passare del tempo, quando il film di vernice viene danneggiato, viene esposto nuovo zinco metallico, generando un nuovo e più forte effetto di protezione catodica. Pertanto, la ruggine della vernice ricca di zinco non si diffonderà dalla parte danneggiata della pellicola di vernice all'area circostante.

Il legante della vernice di fondo allo zinco svolge il ruolo di legare la polvere di zinco e gli altri componenti e di far aderire saldamente il primer alla superficie del substrato. I leganti più comuni sono la resina epossidica, il silicato, ecc. Leganti diversi influiscono sulle prestazioni e sull'ambito di applicazione del primer.

Gli additivi possono migliorare alcune proprietà del primer, come la resistenza agli agenti atmosferici, la resistenza all'usura e la proprietà di livellamento del primer.

B. Tipi di vernice di fondo allo zinco

1. Primer organico ricco di zinco

I primer organici ricchi di zinco utilizzano solitamente una resina epossidica come legante, come il primer epossidico ricco di zinco. Ha un'eccellente protezione catodica, resistenza all'usura meccanica, resistenza al calore e una piccola area di bruciatura del film di vernice durante la saldatura e il taglio. Il primer epossidico ricco di zinco si asciuga rapidamente, ha un intervallo di riverniciatura relativamente breve, una buona adesione, è resistente agli urti, sopporta il calore fino a 120°C e può essere abbinato alla maggior parte delle vernici di finitura (tranne le vernici alchidiche, che saponificano). Pertanto, è una buona scelta come primer nei sistemi a più mani.

Nelle applicazioni pratiche, il primer epossidico ricco di zinco è ampiamente utilizzato sulla superficie dell'acciaio dopo la sabbiatura, come piattaforme di perforazione offshore, navi, impianti petrolchimici, ponti, serbatoi di stoccaggio, impianti elettrici, attrezzature e strutture in acciaio. Tuttavia, la resistenza alla corrosione del primer organico ricco di zinco è leggermente inferiore a quella del primer inorganico ricco di zinco. La sua conducibilità elettrica è relativamente bassa, quindi l'effetto di protezione catodica è relativamente debole; il contenuto di cloruro accettabile è basso e il fumo fine di ossido di zinco generato durante la saldatura e il taglio elettrico è relativamente grande, il che non è rispettoso dell'ambiente. Tuttavia, i suoi requisiti per il trattamento di pre-sabbiatura del substrato di acciaio rivestito sono inferiori a quelli dei rivestimenti inorganici ricchi di zinco, la sua resistenza meccanica agli urti è migliore ed è più facile da abbinare agli strati di finitura, per cui è anche ampiamente utilizzato.

2. Primer inorganico ricco di zinco

Il primer inorganico ricco di zinco utilizza come legante sostanze inorganiche come il silicato. Presenta resistenza alla corrosione a lungo termine, elevata durezza, resistenza all'usura, resistenza agli agenti atmosferici, resistenza al calore, resistenza ai solventi, non infiammabilità, non esplosività, saldabilità e zero emissioni di COV. Queste caratteristiche ne fanno un prodotto sempre più utilizzato in molti settori dell'anticorrosione pesante, in particolare nei settori dell'anticorrosione atmosferica e marina, ed è stato riconosciuto da un numero sempre maggiore di addetti ai lavori.

Il primer inorganico ricco di zinco ha requisiti rigorosi per il pre-trattamento della superficie del substrato. Il substrato rivestito deve essere sabbiato per garantirne la qualità costruttiva. Poiché il suo film di vernice è solitamente sottile e facilmente influenzabile dagli agenti ambientali esterni, in genere non viene utilizzato da solo. Deve essere abbinato a una vernice intermedia e a uno strato di finitura appropriati e raggiungere lo spessore del film di vernice specificato. Ad esempio, il primer inorganico ricco di zinco a base d'acqua può essere applicato a serbatoi di olio, cabine di olio, cabine di solventi, serbatoi di acqua di zavorra e strutture marine in acciaio, ponti, ciminiere, ecc. in ambienti e condizioni difficili. Può essere utilizzato anche come vernice antiruggine e resistente al calore.

3. Confronto tra i due tipi di primer

In termini di prestazioni, la resistenza alla corrosione e al calore del primer inorganico ricco di zinco sono migliori di quelle del primer organico ricco di zinco, ma la flessibilità e le prestazioni di costruzione del primer organico ricco di zinco sono relativamente migliori. In termini di requisiti di trattamento del substrato, il primer inorganico ricco di zinco è più rigoroso. In termini di costi, il primer inorganico ricco di zinco è di solito relativamente più costoso a causa dei suoi vantaggi prestazionali. In termini di protezione ambientale, il primer inorganico ricco di zinco ha il vantaggio di non avere emissioni di VOC, il che è più in linea con i requisiti di protezione ambientale.

III. Fattori da considerare nella scelta della vernice di fondo allo zinco

A. Ambiente del progetto

1. Esposizione alle condizioni atmosferiche

Le diverse condizioni climatiche impongono requisiti diversi per le prestazioni della vernice di fondo allo zinco. In un ambiente ad alta umidità, l'umidità può penetrare più facilmente nel film di vernice, accelerando la corrosione del metallo. Pertanto, è necessario scegliere una vernice di fondo allo zinco con buone prestazioni di resistenza all'acqua e all'umidità. Ad esempio, nelle zone costiere meridionali, dove l'umidità dell'aria è relativamente elevata, è necessario scegliere una vernice di fondo allo zinco con una forte resistenza all'acqua, come un primer inorganico ricco di zinco o un primer epossidico ricco di zinco ad alte prestazioni.

Anche la temperatura è un fattore importante. In un ambiente ad alta temperatura, il primer deve avere buone prestazioni di resistenza al calore per evitare che la pellicola di vernice si ammorbidisca o si stacchi alle alte temperature. In genere, i primer inorganici ricchi di zinco hanno migliori prestazioni di resistenza al calore e possono sopportare temperature più elevate. In un ambiente a bassa temperatura, la velocità di indurimento del primer ne risentirà. È necessario scegliere un primer che possa polimerizzare normalmente in un ambiente a bassa temperatura o utilizzare un agente polimerizzante a bassa temperatura.

Le radiazioni ultraviolette possono causare l'invecchiamento e la polverizzazione del film di vernice del primer, riducendone le prestazioni anticorrosione. Per i progetti ingegneristici esposti alla luce solare per lungo tempo, come le strutture in acciaio all'aperto e i ponti, è necessario scegliere una vernice di fondo allo zinco con una buona resistenza ai raggi ultravioletti e abbinarla a uno strato di finitura con una buona resistenza agli agenti atmosferici.

2. Contatto con sostanze chimiche o corrosive

Se nell'ambiente di progetto sono presenti sostanze chimiche o corrosive, come acidi, alcali e sali, è necessario scegliere una vernice di fondo allo zinco con una corrispondente resistenza alla corrosione. Ad esempio, nei serbatoi di stoccaggio e nelle condutture delle aziende chimiche, che possono entrare in contatto con diversi agenti chimici, è necessario scegliere una vernice di fondo allo zinco con una forte resistenza alla corrosione chimica. Per un ambiente a contatto con sostanze acide, è possibile scegliere un primer epossidico ricco di zinco con una buona resistenza agli acidi; per un ambiente a contatto con sostanze alcaline, è necessario scegliere un primer con una buona resistenza agli alcali.

B. Materiale del substrato

1. Metalli diversi e loro compatibilità con la vernice di fondo allo zinco

I diversi materiali metallici hanno requisiti diversi per la vernice di fondo allo zinco. Per i materiali in acciaio, la vernice di fondo allo zinco ha una buona adattabilità e adesione e può fornire un'efficace protezione catodica. Tuttavia, per alcuni metalli con superfici lisce, come l'acciaio inossidabile e la lega di alluminio, è difficile che la vernice di fondo allo zinco aderisca alle loro superfici, il che può portare facilmente al distacco del film di vernice. In questo caso, è necessario scegliere un primer specifico per questi metalli, oppure trattare in modo particolare la superficie metallica per migliorare l'adesione del primer.

2. Condizioni della superficie e requisiti di pretrattamento

Le condizioni superficiali del substrato hanno un impatto importante sull'effetto anticorrosivo della vernice di fondo allo zinco. Prima di applicare il primer, la superficie del substrato deve essere pretrattata per rimuovere olio, ruggine e scaglie di ossido, ecc. in modo da migliorare l'adesione tra il primer e il substrato. Per i substrati in acciaio, di solito si ricorre alla sabbiatura per raggiungere lo standard di livello Sa2.5, con una rugosità superficiale compresa tra 30 e 75 micron. Per i substrati in cattive condizioni superficiali, è necessario un trattamento più approfondito per garantire una buona adesione del primer.

C. Specifiche del progetto

1. Requisiti di spessore del rivestimento e di realizzazione della pellicola

I diversi progetti di ingegneria hanno requisiti diversi per quanto riguarda lo spessore del rivestimento e la formazione del film. Lo spessore del rivestimento influisce direttamente sull'effetto anticorrosivo e sulla durata del primer. In generale, maggiore è lo spessore del rivestimento, migliore è l'effetto anticorrosivo, ma anche il costo aumenta di conseguenza. Nel determinare lo spessore del rivestimento, occorre tenere in considerazione la situazione specifica e i requisiti del progetto. Ad esempio, in alcuni progetti di ingegneria navale con elevati requisiti anticorrosivi, lo spessore del rivestimento potrebbe dover raggiungere un certo standard per garantire un'efficace protezione dell'acciaio nell'ambiente marino a lungo termine.

2. Requisiti di adesione e flessibilità

L'adesione è un importante indicatore di prestazione della vernice di fondo allo zinco, direttamente correlata alla forza di legame tra il primer e il substrato. Una buona adesione può assicurare che il primer non si stacchi durante l'uso, garantendo così l'effetto anticorrosivo. Per alcuni progetti ingegneristici soggetti a forze esterne come vibrazioni e urti, il primer deve avere anche un certo grado di flessibilità per evitare che il film di vernice si fessuri quando viene sottoposto a sollecitazioni.

D. Metodo di applicazione

1. Applicazione a pennello, a rullo o a spruzzo

I diversi metodi di applicazione hanno un certo impatto sulle prestazioni e sull'effetto costruttivo della vernice di fondo allo zinco. L'applicazione a pennello è adatta per rivestire piccole superfici, è semplice da utilizzare, ma ha una bassa efficienza costruttiva ed è facile che la spazzolatura sia irregolare. L'applicazione a rullo ha un'efficienza costruttiva relativamente più elevata, ma possono verificarsi segni di rullo. L'applicazione a spruzzo è un metodo di costruzione comunemente utilizzato, in grado di ottenere un rivestimento uniforme e denso, ma richiede attrezzature e tecnologie professionali.

2. Impatto del metodo di applicazione sulle prestazioni del primer

Il metodo di spruzzatura può far sì che il primer copra meglio la superficie del substrato e migliorare la qualità e l'effetto anticorrosione del rivestimento. Tuttavia, durante il processo di spruzzatura è necessario tenere conto di parametri quali la pressione, l'angolo e la distanza della pistola a spruzzo per garantire uno spessore uniforme del rivestimento. L'applicazione a pennello e a rullo può causare la permanenza di aria nel primer, compromettendo le prestazioni del rivestimento. Pertanto, nella scelta del metodo di applicazione, è necessario effettuare una selezione ragionevole in base alla situazione specifica del progetto e alle caratteristiche del primer.

IV. Valutazione delle esigenze specifiche del progetto

A. Identificazione degli obiettivi del progetto

1. Livello richiesto di protezione anticorrosione

Prima di scegliere la vernice di fondo allo zinco, è necessario chiarire il livello di protezione anticorrosione richiesto per il progetto. In base all'ambiente e ai requisiti di utilizzo del progetto, il livello di protezione anticorrosione può essere suddiviso in tre livelli: lieve, moderato e severo.

Per gli ambienti a corrosione moderata, come gli ambienti interni e le strutture in acciaio nelle aree rurali, è possibile scegliere un primer ricco di zinco con un contenuto di zinco relativamente basso, come il primer epossidico ricco di zinco 60%, da abbinare alla corrispondente vernice intermedia e allo strato di finitura. Per gli ambienti soggetti a corrosione moderata, come le strutture in acciaio degli edifici nelle zone costiere e le condutture negli impianti petrolchimici, il primer epossidico ricco di zinco 70% è adatto a fornire una migliore protezione catodica. In ambienti soggetti a corrosione severa, come le piattaforme offshore e le strutture portuali, il primer epossidico ricco di zinco 80% con un contenuto di zinco relativamente elevato deve essere scelto e abbinato a una vernice intermedia e a uno strato di finitura ad alte prestazioni per garantire effetti anticorrosivi a lungo termine.

2. Requisiti estetici

Oltre alle prestazioni anticorrosione, alcuni progetti hanno anche determinati requisiti estetici. Ad esempio, in alcuni edifici urbani, ponti e altri progetti, il primer deve avere buone proprietà decorative ed essere coordinato con l'ambiente circostante. In questo caso, si può scegliere una vernice di fondo allo zinco con colore uniforme e buona lucentezza, da abbinare a uno strato di finitura esteticamente gradevole.

B. Analisi dei vincoli del progetto

1. Limitazioni di bilancio

Il budget è un fattore importante da considerare durante la realizzazione del progetto. I prezzi dei diversi tipi e qualità di vernice di fondo allo zinco variano notevolmente. Quando si sceglie un primer, è necessario effettuare una selezione ragionevole in base al budget del progetto. Se si vuole garantire l'effetto anticorrosivo, si può scegliere un prodotto di fondo economicamente vantaggioso. Ad esempio, se il budget è limitato, si può scegliere un primer epossidico ricco di zinco con un contenuto moderato di zinco e ottimizzare lo schema di rivestimento per ridurre i costi.

2. Vincoli temporali

Anche i vincoli temporali del progetto influiscono sulla scelta del primer. Se il periodo di costruzione del progetto è breve, è necessario scegliere un primer con una rapida essiccazione e un'elevata efficienza di costruzione. Ad esempio, alcuni primer epossidici ricchi di zinco a rapida essiccazione possono completare il rivestimento e la polimerizzazione in un tempo relativamente breve per soddisfare i requisiti di avanzamento del progetto.

V. Casi di studio

A. Progetti di successo con l'utilizzo della vernice di fondo allo zinco

1. Casi di diversi progetti di ingegneria

• Ingegneria dei ponti: Prendendo come esempio un ponte marittimo di grandi dimensioni, il ponte utilizza un sistema di rivestimento composto da primer epossidico ricco di zinco + vernice intermedia epossidica a base di ferro micaceo + finitura al fluorocarbonio. Il primer epossidico ricco di zinco fornisce una buona protezione catodica alla struttura in acciaio del ponte, prevenendo efficacemente la corrosione dell'acciaio. La vernice intermedia epossidica al ferro micaceo aumenta lo spessore e le prestazioni di schermatura del rivestimento, migliorando ulteriormente l'effetto anticorrosivo. La vernice di finitura al fluorocarbonio ha un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici e proprietà decorative, che rendono il ponte bello e in grado di resistere all'erosione dei raggi ultravioletti e all'ambiente atmosferico. Dopo anni di utilizzo, la struttura in acciaio del ponte è ancora in buone condizioni, a riprova dell'efficacia di questo sistema di rivestimento.
• Ingegneria edile: Nel progetto anticorrosione della struttura in acciaio di un edificio alto, è stato scelto il primer epossidico ricco di zinco 70%. Questo primer ha buone prestazioni di adesione e anticorrosione ed è in grado di adattarsi alle varie condizioni ambientali durante il processo di costruzione dell'edificio. Durante il processo di costruzione, il processo di rivestimento viene seguito rigorosamente per garantire la qualità del primer. Dopo un periodo di utilizzo, la struttura in acciaio non presenta alcuna corrosione evidente, garantendo la sicurezza e la durata dell'edificio.
• Ingegneria degli impianti industriali: I serbatoi di stoccaggio di un impianto petrolchimico sono rivestiti con un primer inorganico ricco di zinco per la protezione dalla corrosione. L'elevata durezza, la resistenza all'usura, la resistenza ai solventi e la resistenza alla corrosione chimica del primer inorganico ricco di zinco consentono di proteggere efficacemente i serbatoi di stoccaggio dall'erosione dei mezzi interni e dell'ambiente esterno. Durante gli anni di utilizzo, non si sono verificati problemi di corrosione e perdite nei serbatoi di stoccaggio, garantendo la sicurezza della produzione dell'impianto petrolchimico.

2. Contributo della corretta selezione del primer al successo del progetto

In questi progetti di successo, la scelta corretta della vernice di fondo per zinco gioca un ruolo fondamentale. Un primer adeguato può fornire un'efficace protezione anticorrosione in base alle esigenze specifiche e alle condizioni ambientali del progetto, prolungare la vita utile del progetto e ridurre i costi di manutenzione e sostituzione. Allo stesso tempo, una buona scelta del primer può anche garantire la qualità e la sicurezza del progetto e migliorare i benefici complessivi del progetto.

B. Lezioni apprese da progetti falliti

1. Conseguenze di una selezione errata dei primer

In alcuni progetti, l'errata scelta del primer ha portato a gravi conseguenze. Ad esempio, in un edificio con struttura in acciaio, viene utilizzata una vernice di fondo allo zinco non idonea. A causa dell'insufficiente adesione tra il primer e il substrato, la pellicola di vernice si stacca dopo un certo periodo di utilizzo. L'acciaio è esposto all'aria e si corrode rapidamente. Questo non solo influisce sull'aspetto dell'edificio, ma ne riduce anche la sicurezza. È necessario procedere a una nuova verniciatura, con conseguente aumento dei costi di progetto e dei tempi di costruzione.

2. Come evitare problemi simili nei progetti futuri

Per evitare problemi simili in progetti futuri, è necessario condurre ricerche e analisi sufficienti quando si sceglie una vernice di fondo allo zinco. In primo luogo, è necessaria una comprensione completa dell'ambiente di progetto, del substrato, delle specifiche e di altri fattori per chiarire i requisiti del progetto. In secondo luogo, è necessario scegliere un prodotto di fondo di qualità affidabile e di buona reputazione e seguire scrupolosamente le istruzioni del prodotto durante la costruzione. Allo stesso tempo, il controllo di qualità e l'ispezione devono essere rafforzati durante il processo di costruzione per garantire la qualità del rivestimento di fondo.

VI. Conclusione

A. Sintesi dei punti chiave

Quando si sceglie una vernice di fondo per zinco, è necessario prendere in considerazione diversi fattori. L'ambiente di progetto, comprese le condizioni atmosferiche e il contatto con sostanze chimiche, influisce sulle prestazioni e sulla durata del primer. Pertanto, la vernice di fondo allo zinco con la corrispondente resistenza agli agenti atmosferici e alla corrosione chimica deve essere selezionata in base all'ambiente specifico. Il tipo e le condizioni superficiali del materiale del substrato sono fondamentali per l'adesione del primer. Metalli diversi richiedono la scelta di primer appropriati e un buon pretrattamento della superficie. Anche le specifiche del progetto, come lo spessore del rivestimento, l'adesione e i requisiti di flessibilità, determinano la scelta del primer. Il metodo di applicazione influisce sull'effetto di costruzione e sulle prestazioni del primer e la scelta deve essere fatta in base alla situazione reale.

Allo stesso tempo, è necessario chiarire gli obiettivi del progetto, determinare il livello di protezione anticorrosione richiesto e i requisiti estetici, e scegliere il primer migliore in base ai vincoli di tempo e di budget del progetto. Nelle applicazioni pratiche, l'esperienza dei progetti di successo e le lezioni dei progetti falliti dovrebbero essere apprese per garantire che la selezione e l'uso del primer possano soddisfare i requisiti del progetto.

Si spera che l'introduzione di questo articolo possa aiutare i clienti con progetti di ingegneria a prendere decisioni più informate nella scelta della vernice di fondo allo zinco. Quando si affrontano progetti specifici, si raccomanda ai clienti di comunicare pienamente con i fornitori di vernici professionali e le squadre di costruzione per ottenere maggiore supporto tecnico e suggerimenti. Allo stesso tempo, il processo di rivestimento deve essere rigorosamente seguito e il controllo di qualità deve essere rafforzato per assicurare che la vernice di fondo allo zinco possa svolgere il miglior effetto anticorrosione e fornire una garanzia per il funzionamento stabile a lungo termine dei progetti di ingegneria. In caso di problemi durante il processo di selezione del primer, non esitate a consultarci e vi forniremo soluzioni più dettagliate.