Como escolher o primário rico em zinco adequado de acordo com as necessidades específicas

I. Introdução

A. Importância da tinta de primário de zinco nos projectos de engenharia

Em vários projectos de engenharia, a anti-corrosão de estruturas metálicas é uma parte crucial, e a tinta de primário de zinco desempenha um papel insubstituível. Tem excelentes propriedades anti-corrosão, que podem proteger eficazmente as estruturas metálicas da erosão do ambiente externo e prolongar a sua vida útil.

Tomemos como exemplo a engenharia de pontes. As pontes estão expostas ao ambiente natural durante muito tempo, sofrendo a influência do vento, do sol, da chuva e das cargas dos veículos. As suas estruturas de aço são extremamente propensas à corrosão. A tinta de primário de zinco pode formar uma película protetora densa na superfície do aço, impedindo a entrada de oxigénio, humidade e iões nocivos, abrandando assim a taxa de corrosão do aço. Para algumas pontes marítimas de grande escala, como a ponte Hong Kong - Zhuhai - Macau, a tinta de primário de zinco de alto desempenho é usada para revestimento anti-corrosão, proporcionando uma garantia sólida para o funcionamento estável a longo prazo da ponte.

Para tanques de armazenamento, seja armazenando petróleo, produtos químicos ou outras substâncias líquidas, são necessárias boas medidas anti-corrosão. A tinta de primário de zinco pode evitar que o meio interno do tanque corroa o corpo do tanque e também resiste à influência do ambiente externo, garantindo a segurança e a fiabilidade do tanque de armazenamento.

Em instalações de engenharia marítima, tais como plataformas offshore e navios, a tinta com primário de zinco é ainda mais indispensável. Estas instalações estão num ambiente marinho de alta humidade e alto teor de sal durante um longo período de tempo, e a situação de corrosão é mais grave. O efeito de proteção catódica da tinta com primário de zinco pode proteger eficazmente o aço e reduzir a ocorrência de corrosão, melhorando a durabilidade das instalações de engenharia naval.

B. Relevância da escolha do primário correto

A escolha do primário adequado rico em zinco tem um impacto direto no custo e na vida útil dos projectos de engenharia. Se o primário não for selecionado corretamente, pode ter efeitos anticorrosivos fracos, exigindo manutenção e substituição frequentes, o que aumenta o custo do projeto. Além disso, um primário inadequado pode também afetar a qualidade e a segurança do projeto e encurtar a sua vida útil.

Os diferentes projectos de engenharia têm as suas necessidades e requisitos específicos. Só escolhendo um primário que satisfaça estas necessidades é que se pode garantir o bom andamento do projeto. Por exemplo, em alguns projectos com elevados requisitos de proteção ambiental, é necessário selecionar primários ricos em zinco com baixo teor de compostos orgânicos voláteis (COV); em projectos de engenharia em ambientes de alta temperatura, é necessário selecionar primários com bom desempenho de resistência ao calor.

II. Compreender a tinta de primário de zinco

A. Composição e mecanismo de funcionamento

O principal componente da tinta de primário de zinco é o pó de zinco. Além disso, também contém aglutinantes e aditivos. O pó de zinco é o componente chave para a tinta de primário de zinco desempenhar o seu papel anti-corrosão, e o seu conteúdo é normalmente relativamente elevado. Na tinta de primário de zinco, a atividade eletroquímica do pó de zinco é mais forte do que a do ferro. Quando a película de tinta é corroída, o pó de zinco, como o ânodo, será corroído primeiro, enquanto o aço de base, como o cátodo, será protegido. Este é o efeito de proteção catódica da tinta de primário de zinco.

Ao mesmo tempo, o pó de zinco é gradualmente consumido no processo de proteção do substrato contra a erosão, e os seus produtos de corrosão selam o revestimento, reforçando a proteção do revestimento no substrato. Com o passar do tempo, quando a película de tinta é danificada, o novo zinco metálico fica exposto, gerando um novo e mais forte efeito de proteção catódica. Por conseguinte, a ferrugem da tinta rica em zinco não se propagará da parte danificada da película de tinta para a área circundante.

O aglutinante na tinta de primário de zinco desempenha o papel de aglutinar o pó de zinco e outros componentes, permitindo que o primário adira firmemente à superfície do substrato. Os aglutinantes comuns incluem resina epóxi, silicato, etc. Diferentes aglutinantes afectarão o desempenho e o âmbito de aplicação do primário.

Os aditivos podem melhorar certas propriedades do primário, tais como aumentar a resistência às intempéries, a resistência ao desgaste e a propriedade de nivelamento do primário.

B. Tipos de tinta de primário de zinco

1. Primário orgânico rico em zinco

Os primários orgânicos ricos em zinco utilizam normalmente resina epóxi como aglutinante, tal como o primário epóxi rico em zinco. Tem uma excelente proteção catódica, resistência ao desgaste mecânico, resistência ao calor e uma pequena área de queima da película de tinta durante a soldadura e o corte. O primário epóxi rico em zinco seca rapidamente, tem um intervalo de recobrimento relativamente curto, boa aderência, é resistente à colisão, pode suportar calor até 120°C, e pode ser combinado com a maioria dos acabamentos (exceto tinta alquídica, que irá saponificar). Por conseguinte, é uma boa escolha de primário em sistemas de várias camadas.

Em aplicações práticas, o primário epóxi rico em zinco é amplamente utilizado na superfície do aço após a decapagem com jato de areia, como plataformas de perfuração offshore, navios, instalações petroquímicas, pontes, tanques de armazenamento, instalações de energia, equipamento e estruturas de aço. No entanto, a resistência à corrosão do primário orgânico rico em zinco é ligeiramente inferior à do primário inorgânico rico em zinco. A sua condutividade eléctrica é relativamente baixa, pelo que o efeito de proteção catódica é relativamente fraco; o teor de cloreto aceitável é baixo e o fumo fino de óxido de zinco gerado durante a soldadura e o corte eléctricos é relativamente grande, o que não é amigo do ambiente. No entanto, os seus requisitos para o tratamento prévio de jato de areia do substrato de aço revestido são inferiores aos dos revestimentos inorgânicos ricos em zinco, a sua resistência mecânica à colisão é melhor e é mais fácil de combinar com os revestimentos de acabamento, pelo que também é amplamente utilizado.

2. Primário inorgânico rico em zinco

O primário inorgânico rico em zinco utiliza substâncias inorgânicas, como o silicato, como aglutinante. Possui resistência à corrosão a longo prazo, elevada dureza, resistência ao desgaste, resistência às intempéries, resistência ao calor, resistência a solventes, não inflamabilidade, não explosividade, soldabilidade e zero emissões de COV. Estas caraterísticas fazem com que seja cada vez mais utilizado em muitos campos de anti-corrosão para serviços pesados, especialmente nos campos de anti-corrosão para serviços pesados atmosféricos e marítimos, e tem sido reconhecido por cada vez mais especialistas da indústria.

O primário inorgânico rico em zinco tem requisitos rigorosos para o pré-tratamento da superfície do substrato. O substrato revestido deve ser jato de areia para garantir a sua qualidade de construção. Uma vez que a sua película de tinta é normalmente fina e facilmente afetada por meios ambientais externos, geralmente não é utilizada isoladamente. Deve ser combinado com uma tinta intermédia e uma camada de acabamento adequadas e atingir a espessura de película de tinta especificada. Por exemplo, o primário inorgânico à base de água rico em zinco pode ser aplicado em tanques de petróleo, cabinas de petróleo, cabinas de solventes, tanques de água de lastro e estruturas de aço marítimo, pontes, chaminés, etc., em ambientes e condições difíceis. Também pode ser utilizado como tinta anti-ferrugem e resistente ao calor.

3. Comparação dos dois tipos de primers

Em termos de desempenho, a resistência à corrosão e a resistência ao calor do primário inorgânico rico em zinco são melhores do que as do primário orgânico rico em zinco, mas a flexibilidade e o desempenho de construção do primário orgânico rico em zinco são relativamente melhores. Em termos de requisitos de tratamento do substrato, o primário inorgânico rico em zinco é mais rigoroso. Em termos de custo, o primário inorgânico rico em zinco é geralmente relativamente mais caro devido às suas vantagens em termos de desempenho. Em termos de proteção ambiental, o primário inorgânico rico em zinco tem a vantagem de não emitir COV, o que está mais de acordo com os requisitos de proteção ambiental.

III. Factores a considerar na escolha da tinta de primário de zinco

A. Ambiente do projeto

1. Exposição às condições climatéricas

As diferentes condições climatéricas impõem requisitos diferentes para o desempenho da tinta de primário de zinco. Num ambiente de elevada humidade, a humidade pode penetrar mais facilmente na película de tinta, acelerando a corrosão do metal. Por conseguinte, é necessário selecionar uma tinta de primário de zinco com boa resistência à água e desempenho à prova de humidade. Por exemplo, nas zonas costeiras do sul, onde a humidade do ar é relativamente elevada, deve ser selecionada uma tinta de primário de zinco com forte resistência à água, como o primário inorgânico rico em zinco ou o primário epóxi rico em zinco de elevado desempenho.

A temperatura é também um fator importante. Num ambiente de alta temperatura, o primário precisa de ter um bom desempenho de resistência ao calor para evitar que a película de tinta amoleça ou caia a altas temperaturas. Geralmente, o primário inorgânico rico em zinco tem um melhor desempenho de resistência ao calor e pode suportar temperaturas mais elevadas. Num ambiente de baixa temperatura, a velocidade de cura do primário será afetada. É necessário selecionar um primário que possa curar normalmente num ambiente de baixa temperatura ou utilizar um agente de cura a baixa temperatura.

A radiação ultravioleta pode provocar o envelhecimento e a pulverização da película de tinta do primário, reduzindo o seu desempenho anticorrosão. Para projectos de engenharia expostos à luz solar durante muito tempo, tais como estruturas de aço e pontes exteriores, é necessário selecionar uma tinta de primário de zinco com boa resistência aos raios ultravioleta e combiná-la com uma camada de acabamento com boa resistência às intempéries.

2. Contacto com substâncias químicas ou substâncias corrosivas

Se existirem substâncias químicas ou substâncias corrosivas no ambiente do projeto, tais como ácidos, álcalis e sais, deve ser selecionada uma tinta para primário de zinco com a correspondente resistência à corrosão. Por exemplo, nos tanques de armazenamento e condutas de empresas químicas, que podem entrar em contacto com vários meios químicos, deve ser selecionada uma tinta de primário de zinco com forte resistência à corrosão química. Para um ambiente em contacto com substâncias ácidas, pode ser selecionado um primário epoxídico rico em zinco com boa resistência aos ácidos; para um ambiente em contacto com substâncias alcalinas, deve ser selecionado um primário com boa resistência aos álcalis.

B. Material do substrato

1. Diferentes metais e a sua compatibilidade com a tinta de primário de zinco

Diferentes materiais metálicos têm diferentes requisitos para a tinta de primário de zinco. Para materiais de aço, a tinta de primário de zinco tem boa adaptabilidade e aderência, e pode proporcionar uma proteção catódica eficaz. No entanto, para alguns metais com superfícies lisas, como o aço inoxidável e a liga de alumínio, é difícil para a tinta de primário de zinco aderir às suas superfícies, o que pode facilmente levar à descamação da película de tinta. Neste caso, é necessário selecionar um primário especificamente concebido para estes metais, ou a superfície metálica tem de ser especialmente tratada para melhorar a aderência do primário.

2. Estado da superfície e requisitos de pré-tratamento

O estado da superfície do substrato tem um impacto importante no efeito anti-corrosão da tinta de primário de zinco. Antes de aplicar o primário, a superfície do substrato tem de ser pré-tratada para remover o óleo, a ferrugem e as incrustações de óxido, etc., de modo a melhorar a aderência entre o primário e o substrato. No caso de substratos de aço, é normalmente utilizado o jato de areia para atingir o nível Sa2.5, e a rugosidade da superfície situa-se entre 30 e 75 microns. Para substratos com más condições de superfície, é necessário um tratamento mais minucioso para garantir que o primário possa aderir firmemente.

C. Especificações do projeto

1. Espessura do revestimento e requisitos de formação da película

Diferentes projectos de engenharia têm diferentes requisitos para a espessura do revestimento e a formação da película. A espessura do revestimento afecta diretamente o efeito anti-corrosão e a vida útil do primário. De um modo geral, quanto maior for a espessura do revestimento, melhor será o efeito anti-corrosão, mas o custo também aumentará em conformidade. Ao determinar a espessura do revestimento, deve ser dada uma atenção abrangente de acordo com a situação específica e os requisitos do projeto. Por exemplo, em alguns projectos de engenharia naval com elevados requisitos anticorrosão, a espessura do revestimento pode ter de atingir um determinado padrão para garantir a proteção eficaz do aço no ambiente marinho a longo prazo.

2. Requisitos de aderência e flexibilidade

A adesão é um importante indicador de desempenho da tinta de primário de zinco, que está diretamente relacionado com a força de ligação entre o primário e o substrato. Uma boa aderência pode assegurar que o primário não se desprenda durante a utilização, garantindo assim o efeito anti-corrosão. Para alguns projectos de engenharia sujeitos a forças externas, tais como vibração e impacto, o primário também precisa de ter um certo grau de flexibilidade para evitar que a película de tinta rache quando sujeita a tensão.

D. Método de aplicação

1. Aplicação com pincel, rolo ou spray

Os diferentes métodos de aplicação têm um certo impacto no desempenho e no efeito de construção da tinta de primário de zinco. A aplicação com pincel é adequada para o revestimento de pequenas áreas, com uma operação simples, mas com baixa eficiência de construção e é fácil obter uma escovagem irregular. A aplicação com rolo tem uma eficiência de construção relativamente maior, mas também podem ocorrer marcas de rolo. A pulverização é um método de construção comummente utilizado, que permite obter um revestimento uniforme e denso, mas requer equipamento e tecnologia profissionais.

2. Impacto do método de aplicação no desempenho do primário

O método de pulverização pode fazer com que o primário cubra melhor a superfície do substrato e melhorar a qualidade e o efeito anti-corrosão do revestimento. No entanto, durante o processo de pulverização, é necessário ter em conta parâmetros como a pressão, o ângulo e a distância da pistola de pulverização para garantir uma espessura uniforme do revestimento. A aplicação com pincel e rolo pode provocar a permanência de ar no primário, afectando o desempenho do revestimento. Por conseguinte, ao escolher o método de aplicação, deve ser feita uma seleção razoável de acordo com a situação específica do projeto e as caraterísticas do primário.

IV. Avaliação das necessidades específicas dos projectos

A. Identificação dos objectivos do projeto

1. Nível exigido de proteção anti-corrosão

Antes de escolher a tinta para primário de zinco, é necessário esclarecer o nível necessário de proteção anticorrosiva para o projeto. De acordo com o ambiente e os requisitos de utilização do projeto, o nível de proteção anticorrosão pode ser dividido em três níveis: ligeiro, moderado e severo.

Para ambientes de corrosão ligeira, como ambientes interiores e estruturas de aço em zonas rurais, pode ser selecionado um primário rico em zinco com um teor relativamente baixo de zinco, como o primário epóxi rico em zinco 60%, e combiná-lo com a tinta intermédia e o acabamento correspondentes. Para ambientes de corrosão moderada, tais como estruturas de aço de edifícios em zonas costeiras e condutas em instalações petroquímicas, o primário epóxi rico em zinco 70% é adequado para proporcionar uma melhor proteção catódica. Em ambientes de corrosão severa, como plataformas offshore e instalações portuárias, o primário epóxi rico em zinco 80% com teor de zinco relativamente elevado deve ser selecionado e combinado com tinta intermédia de elevado desempenho e acabamento para garantir efeitos anticorrosivos a longo prazo.

2. Requisitos estéticos

Para além do desempenho anticorrosivo, alguns projectos também têm determinados requisitos estéticos para o aspeto. Por exemplo, em alguns edifícios urbanos, pontes e outros projectos, o primário tem de ter boas propriedades decorativas e ser coordenado com o ambiente circundante. Neste caso, a tinta de primário de zinco com cor uniforme e bom brilho pode ser selecionada e combinada com um acabamento esteticamente agradável.

B. Análise das restrições do projeto

1. Limitações orçamentais

O orçamento é um fator importante a considerar durante a implementação do projeto. Os preços dos diferentes tipos e qualidades de tinta de primário de zinco variam muito. Ao escolher um primário, deve ser feita uma seleção razoável de acordo com o orçamento do projeto. Com base na premissa de garantir o efeito anticorrosivo, pode ser selecionado um produto de primário rentável. Por exemplo, se o orçamento for limitado, pode ser selecionado um primário epóxi rico em zinco com um teor moderado de zinco, e o esquema de revestimento pode ser optimizado para reduzir o custo.

2. Restrições temporais

As limitações de tempo do projeto também afectam a escolha do primário. Se o período de construção do projeto for curto, é necessário selecionar um primário com uma velocidade de secagem rápida e uma elevada eficiência de construção. Por exemplo, alguns primários epoxídicos ricos em zinco de secagem rápida podem completar o revestimento e a cura num período de tempo relativamente curto para cumprir os requisitos de progresso do projeto.

V. Estudos de caso

A. Projectos bem sucedidos com tinta de primário de zinco

1. Casos de diferentes projectos de engenharia

• Engenharia de pontes: Tomando como exemplo uma ponte sobre o mar de grande escala, a ponte utiliza um sistema de revestimento de primário epóxi rico em zinco + tinta intermédia epóxi de ferro micáceo + acabamento de fluorocarbono. O primário epoxídico rico em zinco proporciona uma boa proteção catódica à estrutura de aço da ponte, prevenindo eficazmente a corrosão do aço. A tinta intermédia de ferro micáceo epóxi aumenta a espessura e o desempenho de proteção do revestimento, melhorando ainda mais o efeito anti-corrosão. A camada superior de fluorocarbono tem uma excelente resistência às intempéries e propriedades decorativas, conferindo à ponte um aspeto bonito e também capaz de resistir à erosão dos raios ultravioleta e ao ambiente atmosférico. Após anos de utilização, a estrutura de aço da ponte continua em boas condições, o que comprova a eficácia deste sistema de revestimento.
• Engenharia de edifícios: No projeto anticorrosão da estrutura de aço de um edifício de grande altura, foi selecionado o primário epóxi rico em zinco 70%. Este primário tem boa aderência e desempenho anticorrosivo e pode adaptar-se a várias condições ambientais durante o processo de construção do edifício. Durante o processo de construção, o processo de revestimento é rigorosamente seguido para garantir a qualidade do primário. Após um período de utilização, não há corrosão evidente na estrutura de aço, o que garante a segurança e a durabilidade do edifício.
• Engenharia de instalações industriais: Os tanques de armazenamento de uma fábrica petroquímica são revestidos com um primário inorgânico rico em zinco para proteção contra a corrosão. A elevada dureza, a resistência ao desgaste, a resistência aos solventes e a resistência à corrosão química do primário inorgânico rico em zinco permitem-lhe proteger eficazmente os tanques de armazenamento da erosão dos meios internos e do ambiente externo. Durante anos de utilização, não se registaram problemas como corrosão e fugas nos tanques de armazenamento, garantindo a produção segura da instalação petroquímica.

2. Contribuição da seleção correta do iniciador para o êxito do projeto

Nestes projectos bem sucedidos, a seleção correta da tinta de primário para zinco desempenha um papel fundamental. Um primário adequado pode proporcionar uma proteção anticorrosiva eficaz de acordo com as necessidades específicas e as condições ambientais do projeto, prolongar a vida útil do projeto e reduzir os custos de manutenção e substituição. Ao mesmo tempo, uma boa seleção de primários pode também garantir a qualidade e a segurança do projeto e melhorar os benefícios globais do projeto.

B. Lições aprendidas com projectos fracassados

1. Consequências de uma seleção incorrecta dos iniciadores

Em alguns projectos, a seleção incorrecta do primário teve consequências graves. Por exemplo, num edifício de estrutura de aço, é utilizada uma tinta de primário de zinco inadequada. Devido à insuficiente aderência entre o primário e o substrato, a película de tinta descola-se após um período de utilização. O aço fica exposto ao ar e corrói-se rapidamente. Isto não só afecta a aparência do edifício como também reduz a segurança do mesmo. É necessário revestir de novo, o que aumenta o custo do projeto e o período de construção.

2. Como evitar problemas semelhantes em projectos futuros

Para evitar problemas semelhantes em projectos futuros, é necessária investigação e análise suficientes ao escolher a tinta de primário de zinco. Em primeiro lugar, é necessária uma compreensão abrangente do ambiente do projeto, do substrato, das especificações e de outros factores para clarificar os requisitos do projeto. Em segundo lugar, deve ser selecionado um produto de primário com qualidade fiável e boa reputação, e as instruções do produto devem ser rigorosamente seguidas durante a construção. Ao mesmo tempo, o controlo de qualidade e a inspeção devem ser reforçados durante o processo de construção para garantir a qualidade do revestimento primário.

VI. Conclusão

A. Resumo dos pontos principais

Ao escolher uma tinta de primário para zinco, é necessário ter em conta vários factores. O ambiente do projeto, incluindo as condições meteorológicas e o contacto com substâncias químicas, afectará o desempenho e a durabilidade do primário. Por conseguinte, a tinta de primário de zinco com a correspondente resistência às intempéries e à corrosão química deve ser selecionada de acordo com o ambiente específico. O tipo e o estado da superfície do material do substrato são cruciais para a aderência do primário. Diferentes metais requerem a seleção de primários adequados, sendo necessário um bom pré-tratamento da superfície. As especificações do projeto, como a espessura do revestimento, a aderência e os requisitos de flexibilidade, também determinam a direção da seleção do primário. O método de aplicação afectará o efeito de construção e o desempenho do primário, pelo que deve ser feita uma seleção razoável de acordo com a situação real.

Ao mesmo tempo, os objectivos do projeto devem ser clarificados, o nível necessário de proteção anticorrosiva e os requisitos estéticos devem ser determinados e a melhor seleção de primário deve ser feita em combinação com o orçamento do projeto e as restrições de tempo. Nas aplicações práticas, a experiência de projectos bem sucedidos e as lições de projectos falhados devem ser aprendidas para garantir que a seleção e a utilização do primário podem satisfazer os requisitos do projeto.

Espera-se que a introdução deste artigo possa ajudar os clientes com projectos de engenharia a tomar decisões mais informadas na escolha da tinta para primário de zinco. Ao enfrentar projectos específicos, recomenda-se que os clientes comuniquem plenamente com fornecedores de tintas profissionais e equipas de construção para obter mais apoio técnico e sugestões. Ao mesmo tempo, o processo de revestimento deve ser rigorosamente seguido e o controlo de qualidade deve ser reforçado para garantir que a tinta para primário de zinco possa desempenhar o melhor efeito anticorrosão e fornecer uma garantia para o funcionamento estável a longo prazo dos projectos de engenharia. Se quaisquer problemas forem encontrados durante o processo de seleção do primário, não hesite em consultar-nos, e nós iremos fornecer-lhe soluções mais detalhadas.