Hale przemysłowe bardzo często skonstruowane są z elementów stalowych. Stal dzięki dużej wytrzymałości i sztywności pozwala osiągać duże rozpiętości konstrukcyjne i efektywniej wykorzystać zabudowywaną przestrzeń. Materiał ten ma jednak również swoje wady i jedną z istotniejszych jest podatność na korozje.
Czy warto zabezpieczyć hale przed korozją?
Korozja konstrukcji stalowych jest bardzo niebezpiecznym aspektem z inżynierskiego punktu widzenia. Proces utleniania się stali w czasie, czyli potocznie mówiąc “rdzewienia” konstrukcji prowadzi do zmniejszania się grubości nośnego materiału a tym samym do obniżenia wytrzymałości i stateczności konstrukcji. Tym samym zabezpieczenia antykorozyjne nie są jedynie opcją wartą rozważenia a absolutną koniecznością. Zabezpieczenie hali przed rdzą może być wykonane na wiele sposobów, które opisano w dalszej części tekstu.
Korozja – czym jest i co ją wywołuje?
Pod pojęciem korozji rozumie się proces stopniowego niszczenia struktury metalu. Zachodzi on pod wpływem procesów elektrochemicznych lub reakcji chemicznych. Co więcej, na tempo zachodzenia tego degradującego materiał procesu wpływ mieć mogą również promieniowanie, zewnętrzne pola elektryczne czy naprężenia w obciążonej lub wadliwie wykonanej konstrukcji.
Korozja elektrochemiczna jest najbardziej powszechna i zachodzi w roztworach elektrolitów takich jak np. woda, na powietrzu czy w gruncie. Polega na degradacji materiału w wyniku utleniania się żelaza (głównego składnika stali) na anodach ogniw jakimi są fragmenty powierzchni korodującego obiektu. W tym procesie obwód elektryczny zamyka ciecz wykazująca przewodnictwo jonowe (np. krople wody).
Korozja chemiczna zachodzi w środowisku nieprzewodzącym pola elektrycznego takim jak obecność suchych gazów niewkraplających (pary wodnej) czy też cieczy nieprzewodzących prądu elektrycznego (np. tłuszcze). W takim przypadku proces korozji zachodzi poprzez bezpośredni kontakt powierzchni stali z cząsteczkami utleniacza.
Profesjonalne zabezpieczenie antykorozyjne hal stalowych
Zabezpieczenie hali przed rdzą jest niezwykle istotnym aspektem, który wpływa na bezpieczeństwo i trwałość konstrukcji, a więc i obiektu jako całości. Główną ideą stojącą za szeregiem rozwiązań stanowiących zabezpieczenia antykorozyjne jest odizolowanie materiału podatnego na korozje od otaczającego go korozyjnego środowiska.
Pierwszą grupę rozwiązań stanowi aplikowanie różnego rodzaju systemów malarskich. Do tej grupy zaliczają się w zależności od składu chemicznego jedno- i dwuskładnikowe farby: alkidowe, epoksydowe, poliuretanowe, poliwinylowe, silikonowe, etylokrzemianowe i poliwynolo-akrylowe. Systemy malarskie obejmują również stosowanie gruntoemalii zaliczanych do systemów jednoskładnikowych. Zabezpieczenie hal przemysłowych przed rdzą najczęściej realizuje się wykorzystując dwuskładnikowe systemy epoksydowe i poliuretanowe. Niezależnie od rodzaju stosowanej powłoki niebywale istotne jest odpowiednie przygotowanie powierzchni konstrukcji przeznaczonej do malowania. Powierzchnia stali po pracach spawalniczych jest piaskowana i śrutowana w celu oczyszczenia z zanieczyszczeń spawalniczych oraz środków ochrony czasowej aby ostatecznie uzyskać odpowiednią chropowatość powierzchni wpływającą na przyczepność farby do podłoża (materiału podlegającego zabezpieczeniu).
Drugą najpopularniejszą grupę rozwiązań w antykorozji hal przemysłowych stanowi cynkowanie. Cynkowanie konstrukcji stalowej jak nazwa wskazuje polega na pokryciu wyrobu szczelną powłoką cynku odcinającą materiał rodzimy od kontaktu z korozyjnym środowiskiem. Wyróżnia się dwa procesy pokrywania stali cynkiem: cynkowanie ogniowe oraz cynkowanie galwaniczne. Cynkowanie ogniowe polega na zanurzeniu stali w rozgrzanym do 500 stopni Celsjusza cynku. W procesie cynkowania ogniowego wytworzona powłoka ochronna jest dosyć gruba lecz nierówna. Istnieje również ryzyko powstania zacieków, tym samym estetyka konstrukcji powstałej w wyniku cynkowania ogniowego jest umiarkowana. Zupełnie odwrotnie jest w przypadku cynkowania galwanicznego, podczas którego dochodzi do zanurzenia wyrobów stalowych w kąpieli elektrolitycznej, w wyniku której powłoka cynku jest gładsza i bardziej estetyczna co umożliwia estetyczne wykończenie powierzchni w procesie malowania proszkowego. Powłoka powstała w procesie cynkowania galwanicznego jest jednak równocześnie cieńsza i stanowi gorszą ochronę przed korozją. Istotnym w przypadku cynkowania konstrukcji jest odpowiednie jej zaprojektowanie. Należy między innymi przewidzieć w elementach o przekrojach zamkniętych (tj. rury) odpowiednie otwory technologiczne pozwalające na swobodny przepływ płynnego cynku.
Zabezpieczenia antykorozyjne konstrukcji muszą być dostosowane do warunków środowiskowych w jakich konstrukcja ma być eksploatowana. Do właściwej identyfikacji niekorzystnego wpływu środowiska służą zdefiniowane w normie PN-EN ISO 12944-3:2001 kategorie korozyjności. Norma wyróżnia kategorie od C1 do C5 odpowiednio od najmniej- do najbardziej korozyjnego środowiska. Hale magazynowe klasyfikują się zwyczajowo do kategorii C2, a niektóre hale produkcyjne oraz konstrukcje zewnętrzne (np. wiaty) zaliczane są do kategorii C3 lub wyższych.
Zabezpieczenie antykorozyjne hal stalowych to także odpowiednie ich projektowanie. Należy bowiem unikać takiego kształtowania elementów konstrukcji, który potencjalnie umożliwia gromadzenie się brudu i wody w trudno dostępnych miejscach. Należy również unikać projektowania konstrukcji mających głębokie wnęki i kieszenie również z uwagi na utrudnioną dostępność tych miejsc do malowania.
Koszt zabezpieczenia antykorozyjnego hali stalowej
Koszt zabezpieczenia antykorozyjnego hali stalowej jest silnie zależny od kategorii korozyjności środowiska, stosowanej technologii zabezpieczenia (cynkowanie vs. malowanie) oraz trwałości systemu. Wyróżnia się 3 okresy trwałości: krótki [L] o deklarowanej trwałości od 2 do 5 lat, średni [M] o deklarowanej trwałości od 5 do 15 lat oraz długi [H] o deklarowanej trwałości powyżej 15 lat. Systemy malarskie o dłuższym okresie trwałości będą droższe na etapie prefabrykowania konstrukcji. Należy mieć jednak na uwadze, że istotnym kosztem jest również konserwacja powłok malarskich konstrukcji podczas eksploatacji obiektu, szczególnie w miejscach trudno dostępnych czyli takich, w których malowaniu przeszkadza magazynowany materiał czy ustawione ciężkie urządzenia. W przypadku trwalszej powłoki konserwacja jest rzadsza, a finalny koszt stosowania początkowo trwalszej (i droższej) powłoki wcale nie musi być większy w całkowitym ujęciu cyklu życia obiektu.
Podsumowując, hale przemysłowe są obiektami, które bezwzględnie wymagają zabezpieczenia antykorozyjnego stalowych jej elementów. Profesjonalne zabezpieczenie antykorozyjne w swoim zamyśle powinno uwzględniać czynniki korozyjne oddziaływające na konstrukcje (kategorie korozyjności środowiska), projektowany okres trwałości powłoki, aspekty estetyczne oraz odpowiednio dostosowany do wybranej technologii zabezpieczenia antykorozyjnego sposób projektowania konstrukcji.
