Mastenlacke Korrosionsschutz von Stahlkonstruktionen und Hochspannungsmasten Ausgabe 05/13
Inhalt: 1. Allgemein 1.1. Anforderungskriterien für den Oberflächenschutz 2. Aufbauempfehlungen 3. Beschichtung von Stahlkonstruktionen 3.1. Vorbereitung der Oberfläche 4. Beschichtung von neuen Objekten 4.1. Beschichtung verzinkter Stahlkonstruktionen 4.2. Beschichtung von Eisenkonstruktionen 5. Sanierung von Altobjekten 5.1. Beurteilung des Zustandes bei Sanierung 5.2. Sanierung von Objekten 5.3. Sanierung von KT-/Corten-Stahlkonstruktionen 6. Qualitätssicherung und Korrosionsschutz 6.1. Schichtdickenmessung 6.2. Haftprüfung 6.3. Visuelle Beurteilung 6.4 Protokollierung 7. Vorschriften: Korrosionsschutz von Stahlbauten 7.1. EU-Normen SN EN ISO 12944 Korrosionsschutz von Stahlbauten resp. SN 555001 Oberflächenschutz von Stahlbauten 1. Allgemein ooo Der Korrosionsschutz bildet einen Spezialbereich in der Beschichtungstechnik. Dabei geht es um die Beschichtung metallischer Bauelemente und Konstruktionen aus Stahl mit dem Ziel, deren Korrosion zu verhindern und eine Langzeit-beständigkeit gegen äussere Einflüsse zu erreichen. Beschichtungen - Hohe Ausgiebigkeiten - Langjährige Werterhaltung - Hohe Wetterbeständigkeit Die Kombination "Verzinkung und organische Beschichtung", das sogenannte Duplexsystem, bietet wegen ihrer ausserordentlich langen Schutzdauer sowohl technisch als auch wirtschaftlich eine optimale Lösung im Korrosionsschutz von Stahl. Auch dafür entwickelte Streicolor AG AG umweltfreundliche wasserverdünnbare Produkte. Unsere jahrelange Erfahrung und unsere Referenzen belegen die ausgezeichnete Schutzwirkung in Seite 2
den unterschiedlichsten Klimata. 1.1. Anforderungskriterien für den Oberflächenschutz Im mnen Korrosionsschutz stellen Anwender und Gesetzgeber hohe An-forderungen an den Oberflächenschutz von Stahlkonstruktionen wie: - Umweltschonende Vorbehandlungsmethoden - Lösungsmittelfreie/-arme Beschichtungsstoffe - Schwermetallfreie - Einfache Renovationsmöglichkeiten - Garantieleistungen nach SIA- anderen internationalen Normen - Protokollierung Qualitätssicherung 2. Aufbauempfehlungen: Verzinkte Stahlkonstruktionen Schwarzmast- Konstruktionen Corten- / KTSkonstruktionen Renovation Alter Zink >1 Jahr bewittert Frisch verzinkt (Stahl 37 /52) -- Altanstriche Grundierung L ö s u n g s m i t t e l h a l t i g e S y s t e m e Ausflecken mit Zwischengrundierung Decklack AK 551-20/P48.01 VC555-20. VC555-20 VC555-20 VC555-20 3. Beschichtung von Stahlkonstruktionen/Hochspannungsmasten Um eine einwandfreie Beschichtung gewährleisten zu können, sind verschiedene Parameter zu berücksichtigen und entsprechend der Vorgehensweise abzuklären: Die Auswahl der Beschichtungsstoffe erfolgt nach obiger Tabelle. Eine Erstbeschichtung dürfte im Allgemeinen keine grösseren Probleme ergeben. Bei Sanierungen von alten Stahlkonstruktionen muss zuerst der Zustand des Objektes beurteilt werden. Massgebend ist der Rostgrad der Konstruktion sowie der Zustand des Altanstriches resp. die Haftung der Neubeschichtung auf dem alten Anstrichstoff. Je nach Zustand des Objektes kann eine Teil- Vollsanierung erfolgen. 3.1. Vorbereitung der Oberfläche Der Vorbehandlung des Objektes ist eine grosse Bedeutung beizumessen. Die Oberfläche muss fett- und ölfrei sein. Rost muss vollständig entfernt werden. Im Allgemeinen genügt eine Seite 3
gründliche Reinigung mit Stahlbürsten. Die optimalste Vorbehandlungsmethode ist selbstverständlich das Strahlen (Sa 2 1/2), was aber aus umwelttechnischen- und Kostengründen bei bestehenden Stahlkonstruktionen oft nicht machbar ist. Die Umweltvorschriften bei der Entsorgung der Strahlmittel der Reinigungsabwässer sind zu berücksichtigen. Nur eine gut vorbereitete Oberfläche bildet eine optimale Grundlage für die nachfolgende Beschichtung und bürgt für eine langfristige Werterhaltung des Objekts. 4. Beschichtung neuer Objekten Aufgrund der Umweltschutzgesetzgebung werden heute mit grossem Erfolg umweltschonende, wasserverdünnbare und schwermetallfreie Beschichtungsstoffe verwendet. Bei Neubeschichtungen, einer Vollsanierung wie auch bei einer Teilsanierung sind sämtliche relevanten Para-meter der Beschichtungsstoffe sowie der Applikationsbedingungen protokollarisch festzuhalten (siehe Anhang 2). 4.1. Beschichtung verzinkter Stahlkonstruktionen Die Kombination "Verzinkung und organische Beschichtung", das sogenannte Duplexsystem, bietet wegen ihrer ausserordentlich langen Schutzdauer sowohl technisch als auch wirtschaftlich eine optimale Lösung im Korrosionsschutz von Stahl. Die Feuerverzinkung von Stahlkonstruktionen ist ein ausgesprochen wirtschaftlicher Korrosionsschutz. Sie ist wartungsfrei, widerstandsfähig und mechanisch hoch belastbar. Die Schutzdauer beträgt je nach Lage der Objekte 20-40 Jahre. Durch Duplexieren, d.h. Aufbringen einer organischen Beschichtung, kann die Lebensdauer nochmals um den Faktor 1.2-2.5 erhöht werden. Zudem sind je nach Einsatzzweck des Objekts (z.b. die Funktion als Warn- Tarnanstrich), beliebige Farbtöne wählbar. In der Regel werden verzinkte Stahlkonstruktionen mit einem Einschichtanstrich beschichtet. Je nach Beschaffenheit des Zinks resp. den Kundenspezifikationen kann die Haftung des Anstrichstoffes auf der Zinkfläche durch Verwendung eines Haftprimers verbessert werden. Die Verwendung eines Haftprimers ist jedoch nicht zwingend. 4.2. Beschichtung von Eisenkonstruktionen Eisenkonstruktionen müssen mit Mehrschichtaufbauten vor Korrosion geschützt werden. Die Anzahl der Schichten (Grundierung, Zwischengrundierung und Deckbeschichtung) hängt vom Zustand des Objektes, dessen Lage, der Stahlzusammensetzung und den Kunden-spezifikationen ab. Je höher die Belastung des Objektes, umso höher muss die Gesamt-schichtdicke der Beschichtung sein. In vielen Fällen genügt jedoch ein Zweischichtaufbau (Grundierung und Decklack). 5. Sanierung von Alt-Objekten 5.1. Beurteilung des Zustandes vor der Sanierung Die Beurteilung sollte von der Applikationsfirma zusammen mit dem Beschichtungsstofflieferanten sorgfältig durchgeführt und protokolliert werden. Die Protokollierung erfolgt im "Meldeformular für Korrosionsschutzarbeiten im Freien" Folgende Parameter werden untersucht: Beispiel: - Erstbeschichtung: 1963 - Altanstrich: Alkydharzanstrich, Lieferant XY - Rest-Schichtstärke: 70 my - Haftung: GT 1-2 - Korrosionsgrad: teilweise angerostet, Rostanteil ca. 20% - Oberflächenvorbereitung: Reinigen, Schleifen möglich Seite 4
- Verträglichkeit mit Neuanstrich: i.o. (Beurteilung durch Vorversuch) Aufgrund der Beurteilung wird entschieden, ob eine Vollsanierung eine Teilsanierung durchgeführt wird. 5.2. Sanierung von Objekten Falls der Altanstrich noch in einem einigermassen guten Zustand ist, eine Renovation aus irgendwelchen Gründen aber trotzdem gemacht werden muss, kann eine Teilsanierung durchgeführt werden. Ansonsten empfiehlt es sich das ganze Objekt zu sanieren. Vorgehen: A.) Reinigung der Stahlkonstruktion, partielles anschleifen ( strahlen) der Roststellen (Sa 2 1/2) B.) Ausflecken der angeschliffenen resp. gestrahlten Stellen mit einer Korrosionsschutzgrundierung gemäss Tabelle.(Je nach Intensität der Korrosion sind eventuell 2 Schichten notwendig) C.) Überstreichen mit der Deckbeschichtung (siehe Tabelle) Die Haftung der Grundierung resp. der Deckbeschichtung auf dem Altanstrich muss überprüft werden. Dazu wird vorgängig eine kleine Stelle beschichtet und die Haftung beurteilt. In speziellen Fällen kann es auch vorkommen, dass die Haftung des Altanstriches an sich schon schlecht ist. Durch Überstreichen mit einem neuen Beschichtungsstoff wird dieser Umstand nicht verbessert. In solchen Fällen empfiehlt es sich, vorgängig mit dem Beschichtungs-stofflieferanten die Sachlage zu besprechen. 5.3. Spezialfall: Sanierung von Corten- / KT-Stahlkonstruktionen Die Beschichtung von KT-Stahlkonstruktionen stellt einen Spezialfall dar. Die Idee des KT-Stahls ( Corten-Stahl) wurde in den USA entwickelt und bestand darin, eine Stahlzusammensetzung zu erzeugen, welche bis zu einer bestimmten Schichtdicke korrodiert. Diese Rostschicht soll den darunterliegenden Stahl vor weiterer Korrosion schützen. Leider funktioniert diese Technik im relativ feuchten und schadstoffbelasteten mitteleuropäischen Klima nur in sehr seltenen Fällen. Die Rostschicht vermag den darunter liegenden Stahl nicht zu schützen, es entsteht eine sehr spröde und "schwammige" Oberfläche. Diese Schicht muss vor der Beschichtung entfernt werden. Um die Restporen vor Luftsauerstoff zu schützen wird eine Penetrationsgrundierung (penetrierfähig eingestellte Korrosionsschutzgrundierung) aufgetragen. Anschliessend werden solche Konstruktionen 2 x mit einem Decklack beschichtet. Vor allem bei Hochspannungsmasten sind die Knotenbleche die Problembereiche der Konstruktion, bei welchen ein Korrosionsschutz nach wie vor nur unbefriedigend gelöst werden kann. (Statische Probleme) 6. Qualitätssicherung und Korrosionsschutz Um eine vollumfängliche Gewährleistung garantieren zu können, müssen die Korrosionsschutzarbeiten überprüft und kontrolliert werden. Einerseits werden alle relevanten Parameter während der Applikation protokollarisch festgehalten und die technischen Daten werden erfasst. Ebenfalls wird eine Garantiefläche angelegt. 6.1. Schichtdickenmessung Die Messung erfolgt mittels elektromagnetischen Messgeräten (z.b. Deltascope Fischer) mit Wirbelstrom - Messgeräten nach (z.b. Icoscope Fischer). Die Schichtdicke der einzelnen Schichten resp. die Gesamtschichtdicke wird in µm angegeben. Vor jedem einzelnen Schichtauftrag werden protokolliert: - Höchste Messung - Tiefste Messung Seite 5
- Anzahl Messungen - Arithmetisches Mittel 6.2. Haftungsprüfung Die Haftung wird durch Bestimmung des Gitterschnittes nach DIN 53151 ermittelt. Als Arbeitsgerät dient der Kalpplineal mit 1,2,3 mm Lamellen und ein Gitterschnittmesser. Der Schneideabstand beträgt 1 mm bei Schichtdicken bis 60 my, 2 mm bei Schichtdicken bis 120 my und 3 mm bei Schichtdicken über 120 my. Die Haftfestigkeit wird als Kennwert von GT0-GT5 definiert. Es müssen folgende Arbeitsbedingungen für die Ermittlung der Prüfwerte eingehalten werden: - Objekttemperatur > 15 C - Trocknungszeit mind. 5 Tage (bei 20 C / 65% rel.feuchtigkeit) 6.3. Visuelle Beurteilung Auch das optische Aussehen soll protokollarisch erfasst werden: - Die Beschichtung muss den Untergrund gleichmässig und porenfrei bedecken. Sie muss möglichst frei von Lunkern, Runzeln, Blasen, Läufen und anderen Fehlern sein, welche die Funktion des Anstriches beeinträchtigen. - Der Farbton und der Glanzgrad soll innerhalb der gültigen Toleranzen liegen. Falls vorhanden, mit einem Muster vergleichen. - Die vorgegebene Anzahl der Schichten (Grundierung, Zwischenanstrich und Decklack) sind mittels abschaben, schleifen mikroskopisch zu prüfen. 6.4. Protokollierung Sämtliche Kontrollen werden in einem Protokoll festgehalten. Folgende Daten werden protokolliert: - Ausführende Firma / Personal / Objekt / Datum der Arbeiten - Lage der Garantieflächen (Kontrollfelder) Auf jedem zu beschichtenden Objekt muss ein Kontrollfeld angebracht werden. Diese Kontrollfelder sollten jederzeit gut sichtbar und zugänglich sein. Der Applikateur informiert den Auftraggeber und den Anstrichstofflieferanten über den aktuellen Stand der laufenden Sanierungsarbeiten. Er ist verantwortlich für das Aufbieten der QS-Verantwortlichen die für die Kontrollprüfungen zuständig sind. - Spezifische Angaben zu jedem Arbeitsgang Kontrolle der Vorbehandlung: Bei der Kontrolle der Vorbehandlung resp. der Reinigung ist die ganze Objektfläche zu berücksichtigen. Der Befund wird protokolliert. Kontrolle der Grundbeschichtung: Die Kontrolle beinhaltet Haftungs- und Schichtdickenprüfungen entsprechend den Vorgaben des Beschichtungsstofflieferanten. Die Kontrollen werden im Bereich der Garantiefläche durchgeführt. Die Ergebnisse werden protokolliert. Dasselbe gilt für die Kontrolle der Zwischenschicht und des Deckanstriches. - Genaue Produktebezeichnung des Beschichtungsstoffes (Chargen-Nummer) - Klimatische Bedingungen Die klimatischen Bedingungen jedes einzelnen Arbeitstages wie Lufttemperatur, Feuchtig-keit, Untergrundtemperatur, Taupunkt, Witterung) werden protokolliert. - Gemeinsame Schlussabnahme der Arbeiten Die Schlussabnahme beinhaltet Schichtdickenmessungen, Haftungsprüfungen sowie eine visuelle Beurteilung des fertig beschichteten Objekts. Sämtliche Ergebnisse werden Seite 6
protokolliert. Das Abnahmeprotokoll wird vom Auftraggeber, der Applikationsfirma und dem Beschichtungsstofflieferanten unterzeichnet und abgegeben. 7. Vorschriften: Korrosionsschutz von Stahlbauten 7.1 EU-Normen: SN EN ISO 12944 Korrosionsschutz von Stahlbauten resp. SN 555001 Oberflächenschutz von Stahlbauten Kategorien der Umgebungsbedingungen: Kategorie nach SN EN ISO 12944 Beispiele Aussen Beispiele Innen Kat. nach SN 555 001 C1 unbedeutend C2 gering C3 mässig C4 stark C5-I sehr stark (Industrie) C5-M sehr stark (Meer) Athmosphären mit geringer Verunreinigung, Meistens ländliche Bereiche Stadt- und Industrieatmosphöre, mässige Verunreinigung durch Schwfeldioxid, Küstenbereiche mit geringer Salzbelastung Industrielle Bereiche und Küstenbereiche mit mässiger Salzbelastung Industrielle Bereiche mit hoher Feuchte und agressiver Atmosphäre Küsten- und Offshorebereiche mit hoher Salzbelastung Geheizte Gebäude mit neutralen Atmosphären, z.b. Büros, Schulen, Hotels Ungeheizte Gebäude wo Kondensation auftreten kann z.b. Lager, Sporthalle Produktionsräume mit hoher Feuchte und etwas Luftverunreinigung, z.b. Anlagen zur Lebensmittelherstellung, Wäschereien, Brauereien, Molkereien Chemieanlagen, Schwimmbäder, Bootsschuppen über Meerwasser Gebäude Bereiche mit nahezu ständiger Kondensation und mit starker Verunreinigung Gebäude Bereiche mit nahezu ständiger Kondensation und mit starker Verunreinigung lm 1 Süsswasser Flussbauten, Wasserkraftwerke D A B C lm 2 Meer- Hafenbereiche mit Stahlbauten wie Schleusentore Staustufen, Molen, Offshoreanlagen Brackwasser lm 3 Erdreich Behälter im Erdreich, Stahlspundwände, Stahlrohre Schutzdauer : In SN EN ISO 12944 Teil 1 und Teil 5 werden Beschichtungssysteme in Abhängigkeit von der zu erwartenden Schutzdauer definiert. Dabei werden folgende Zeitspannen unterschieden: - kurz (K) 2 5 Jahre - mittel (M) 5 15 Jahre - lang (L) über 15 Jahre In der SN 555 001 finden sich hierzu keine Informationen. Definition der Trockenschichtdicke: SN EN ISO 12944-5 definiert die Sollschichtdicke. Dabei werden Einzelwerte, die mindestens 80 % der vereinbarten Sollschichtdicke erreichen, toleriert, wenn der Mittelwert aller Messungen mindestens die vereinbarte Sollschichtdicke erreicht. Im Gegensatz dazu wurden in SN 555 001 Mindestschichtdicke ohne jede Toleranz nach unten definiert. Um die gleiche Schutzwirkung zu erreichen, müssen die Sollschichtdicken entsprechend höher angesetzt werden. Alle Streicolor AG Produkte erfüllen die Korrosionsschutzanforderungen nach SN EN ISO 12944-2 bis zu den Umgebungsbedingungen Kategorie C4 (siehe Tabelle oben). Streicolor AG Lack- und Farbenfabrik Niederwil CH-8502 Frauenfeld Tel- Nr. 052 / 723 21 50 Fax- Nr. 052 / 723 21 69 Seite 7