SICAK DALDIRMA GALVANİZLENMİŞ (HDG*) ÇELİKLER
DUPLEX BOYA/KAPLAMA SİSTEMLERİ-DOĞRU HAZIRLIK NASIL YAPILIR?
(*HDG: Hot Dip Galvanising – Sıcak Daldırma Galvanizleme)
Sıcak Daldırma Galvaniz ya da literatürde bilinen kısaltmasıyla HDG*’li malzemelerin üzerine ilave bir boya/kaplama geldiğinde, küresel galvaniz ve boya endüstrisi bunu DUPLEX SİSTEMLER olarak adlandırmakta ve düz HDG’li sistemlere göre daha estetik ve korozyon direnci daha yüksek yapılar inşaa edilebilmektedir.[1]
Bu tür DUPLEX boya sistemleri avantajlarının yanısıra – eğer yeterince iyi yüzey hazırlığı yapılmaz ise – bazı ciddi sorunlara da neden olabilmektedir.[2] Bunlardan bazıları
- Boyanın galvanizli yüzeyden zar gibi soyulması-ciddi yapışma zafiyeti
- Galvaniz-üzeri boyanın performansında ve görünüşündeki beklenmedik değişiklikler (erken paslanma, solma, kabarcıklanma gibi)
- Gömülü veya yüksek neme sahip ortamlarda galvanizli yüzeyde oluşan “beyaz pas” oluşumlarının, DUPLEX sistemli yüzeylerde de oluşması
Bu tür boya ve yüzey hatalarının önüne geçilebilmesi ve sağlam bir DUPLEX SİSTEM oluşturulabilmesi için, DOĞRU BİR YÜZEY HAZIRLIĞI zorunludur. Bunun için yapılması gereken işlemler, ana hatları ile 5 adımdan oluşmaktadır1:
- HDG Galvaniz imalatçınız/tedarikçiniz ile iletişim kurun.
- Yüzeyin ilk durumunu belirleyin.
- Yüzeyi temizleyin.
- Yüzeye profil/diş derinliği kazandırın.
- HDG Galvaniz İmalatçınız/Tedarikçiniz (Galvanizci) ile İletişim Kurun
Çelik imalatçısı, boyacı ekibi, boya üreticisi ve galvanizci ile iletişim kurulması hayati önem taşımaktadır zira galvanizci veya boya üreticisi galvaniz uygulaması ve/veya boya uygulaması ile ilgili kritik noktalarda uyarıları ve/veya değişiklik talepleri olabilir. Ayrıca galvaniz imalatçısının, galvanizlenen parça yüzeyinin sonradan ne tip bir boya ile boyanacağını bilmesi faydalı olacaktır.Örneğin, galvanizci imalatçılarında kullanılan pasivasyon banyoları ve su-verme işlem kimyasalları, sonrasında yüzeyde kalacak HDG’yi koruyucu tabakalardır ancak bazı boya tiplerinin yüzeye yapışmasını engellediği bilinmektedir. (boyada zar gibi yapışma zafiyetine neden olabilirler.) Ayrıca, çinko banyolarında bulunan çinko cürufu, çamurları ve lapaları, HDG’nin korozyon dayanımını etkilemese de, DUPLEX sistemleri oluşturacak astar boyanın da galvanizli yüzeye yapışmasını engellediği saptanmıştır.
- Yüzeyin İlk Durumunu Belirleyin
Galvanizli yüzeyde yapılacak doğru yüzey hazırlık işlemlerini belirlemek için, yüzeyin ilk durumumu belirlemek kritik bir öneme sahiptir. Galvanizli yüzeyler, HDG işleminin üzerinden geçen zamana göre 3 ana sınıfta toplanmıştır:YENİ GALVANİZLENMİŞ:
HDG işleminden sonra en fazla 48 saat geçmiş ve atmosferik koşullara maruz kalmış galvanizli çeliklerdir. Yüzey çoğunlukla son derece açık gri renkte ve parlak görünüşlüdür. (sadece en dıştaki saf-çinko yüzey oluşmuş) Bu tip yüzeylerde çinko korozyona uğrarken oluşturduğu çinko oksitler içeren bileşikler henüz oluşmadığı için yüzey temizliği nispeten daha kolaydır ve basit bir temizlik yeterli olabilir. Ancak, parlak kaygan bir yüzey olduğu için, yüzeyi aşağıda anlatılacak uygun yöntemlerle pürüzlendirmek gerekir.KISMEN HAVALANMIŞ/YAŞLANMIŞ:
Genelde normal atmosferik koşullarda 48 saat ile 1 yıl arasında kalan HDG galvanizli çelikler bu sınıfa girmektedir. Bu yüzeylerde yağ, gres, toz gibi çevresel kirliliklere ilave olarak yapısındaki çinko ile hava ve suyun reaksiyona girmesi sonucu üst yüzeylerinde çinkolu bileşikler (çoğunlukla “çinko-oksit” ve “çinko-hidroksit”ler) oluşmuştur ancak yüzeye gevşek yapıştıkları için, boya öncesi mutlaka alınmalıdır. (Alınmazsa zaman içinde yüzeyden boya ile birlikte kopabilirler.)Ayrıca, eğer boyama öncesi bekleme sırasında, galvanizli parçalar aralarında su kalacak şekilde çok sıkışık olarak istiflenmiş ise, “beyaz depolama pası (ing. white storage stain) denilen çinko-oksit ve çinko-hidroksit bileşiklerinin bir tür aşırı oluşumuna neden olur.
Ortam sıcaklığı ve nem düzeyine bağlı olarak büyüme hızı değişen “Beyaz pas” denilen bu gevşek çinkolu bileşikler nedeniyle, boya öncesi yüzey hazırlığı en zor ve en tehlikeli galvanizli çelikler bu sınıftandır ve mutlaka bu tip yüzeylerde kapsamlı bir yüzey temizliği ve yüzey pürüzlendirmek işlemlerini gerçekleştirmek gerekir.
TAMAMEN HAVALANMIŞ/ YAŞLANMIŞ:
Bu sınıftaki HDG galvanizli çeliklerin üzeri tamamen çinkolu bileşikler ile kaplanmıştır. Bu bileşiklerin çoğunluğu yüzeye sıkıca yapışan “çinko-kromat”lı bileşiklerdir. Bu bileşikler yüzeye sıkı yapışmanın yanında su ile çözünmedikleri için, çoğu zaman galvanizin üzerinde diğer kirlilikleri almak için, çinko tabakasını çıkarmayacak seviyede basınçlı su (<100 bar basınçlar önerilir) ile yüzeyi yıkamak yeterli olmaktadır.
Bu tip çinkolu bileşiklerin yüzeye kattığı pürüzlülük nedeniyle ayrıca bir aşındırma / pürüzlendirmeye gerek yoktur. Yüzey hazırlığı en kolay yapılabilen galvanizli çelik olarak bilinir.
- Yüzeyi Temizleyin
Galvanizli yüzeyin ilk durumu kesin olarak belirlendikten sonra, bir sonraki aşama yüzeyi temizlemektir. Yüzeyi temizlemek 3 aşamadan oluşmaktadır:- Tümsek, akıntı ve damlaları kaldırmak
- Organik Malzemelerin Kaldırılması
- Durulama ve Kurutma
- Tümsek, akıntı ve damlaları kaldırmak: Yüzey temizlemede ilk adım, galvanizleme sırasında çeliğin çinko banyosundan çıkarılması sırasında yüzeyde kalan artık çinko kalıntıların temizlenmesidir. Bu tür kalıntılar yüzeyde tümsek, akıntı veya damlacıklar şeklinde olabilir. Yüzeyden uzaklaştırılmazsa boya filminin yapışmasını veya boya filminin bütünlüğünü etkileyebilir. Bunlar; taşlama, zımparalama gibi işlemlerle yüzeyden uzaklaştırılabilir. Burada dikkat edilecek husus, taşlama veya zımparalama sırasında yüzeyde sağlam ancak yumuşak çinko tabakasının çıkarılmamasıdır. (Eğer taşlama sırasında kıvılcım çıkıyorsa çinko tamamen çıkarılmış ve çelik yüzeye ulaşılmıştır!)Galvaniz tamir yöntemlerinin anlatıldığı ASTM A780 standardında bu nokta ayrıntılı olarak incelenmektedir.
- Organik Malzemelerin Kaldırılması: Galvaniz imalat hataları temizlendikten sonra, yüzeydeki kimyasal kirlilikler (yağ, gres, tuzlar gibi) alkaline, asidik ve/veya solvent temizliği (su ile yıkama dahil) ile temizlenebilir. Bu temizliklerin ayrıntıları ASTM D6386 standardında açıkça anlatılmaktadır. Burada dikkat edilmesi gereken iki önemli nokta bu solüsyonları uygulanacak basıncın 100 bardan düşük olması(çinko tabakasını zedelememek için) ve bu işlemlerden sonra mutlaka bir durulama ve kurutma işleminin takip etmesidir.
- Durulama ve Kurutma:Yüzey temizlemesinin son aşaması yüzeyin durulanması ve kurutulma işlemidir. Özellikle asit ile temizlikten sonra 2 kez durulama yapılması kuvvetle önerilmektedir. Durulama ardından yüzey mutlaka kurutma yapılmadan yüzeye profil verme/kazandırma geçilmemelidir. Kurutma ve yüzey profil verme işlemleri arasında bekleme süresi en fazla 12 saat olması önemlidir, zira bu süre aşılırsa çinkonun havayla tepkimesi sonucu istenmeyen oksitler oluşabilir.
Özetlersek, yukarıda bahsedilen 3 adım özellikle YENi GALVANİZLENMİŞ ve KISMİ HAVALANMIŞ/YAŞLANMIŞ galvanizli çelikler için mutlaka yapılmalı, ve TAMAMEN HAVALANMIŞ/YAŞLANMIŞ galvanizli çelik yüzeylerde 1 adım olan mekanik temizlik yapılan incelemeler sonucu atlanabilir. Ancak “Organik malzemelerin kaldırılması ve “Durulama ve Kurutma” adımları kesinlikle hassas bir biçimde yüzeylere uygulanmalıdır.
- Yüzeye Profil/Diş Derinliği Kazandırın:
Temizlik adımının tamamlanmasının ardından, boya/kaplama tabakasının yüzeye çıpa atar gibi sağlam yapışabilmesi için mutlaka galvanizli yüzeye profil/diş derinliği kazandırılmalıdır. Yüzeye profil kazandırmak, yüzeyi pürüzlendirmek yoluyla boyanın yapışması için gerekli oyukları oluşturmak demektir.(Aynı dişin damağa yapışması gibi) Yüzeye profil kazandırmak için izlenecek 4 alternatif metot vardır:
- Süpürme Raspalama
- Yıkama/Aşındırma Astarı (Wash Primer)
- Akrilik Pasivasyon Önişlem
- Çinko-Fosfat Önişlemi
- Yüzey Taşlama
Süpürme Raspalama:
Yüzeye profil kazandırmak için uygulanabilecek bu ilk metot, aşındırıcı ile yüzeyi raspalamanın bir tipidir ve diğer metotlara göre daha iyi diş açması açısından bir adım öndedir. Ancak, normal raspalamaya göre operatörün dikkat etmesi gereken bazı püf noktaları vardır. (30 ile 60 derece açıyla kumlama nozulunun yüzeye yaklaştırılması ve daha düşük basınçlar kullanılması gibi)Bu püf noktalarının neler olduğu SSPC SP 16 standardında ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.Yıkama/Aşındırma Astarı (Wash Primer):
Yüzeye profil kazandırmak için uygulanabilecek bir diğer yöntem, orijinal adı “Wash Primer” olan Yıkama/Aşındırma Astarı kullanımıdır. Bu astarın içeriğinde bir reçine (genelde PVB- Poli-vinil Bütiral), pigmentler ve bir de yüzeyi aşındıracak asit bulunmaktadır. Bu üç bileşenden oluşan astar boya, Çinkolu yüzey ile tepkimeye girerek 13 mikrondan kalın olmayan bir tabaka oluşturur. Kullanılacak uygulama aleti (rulo, fırça veya püskürtme) ve kuruma süresi gibi gerekli uygulama parametreleri, bu kimyasalı üreten firmadan almak gerekir. Bu yöntemin püf noktaları ve ayrıntıları, SSPC Paint Specification 27 standardında açıkça tanımlanmaktadır.Akrilik Önişlem:
Boya öncesi yüzeye profil kazandırmanın 3. yöntemi ise “Akrilik Pasivasyon Önişlemi” dir. Bu yöntemde kullanılan kimyasalın içinde genelde su-bazlı olan zayıf bir asit vardır ve yüzeyi yiyerek pürüzlendirmeyi sağlar. Pürüzlendirmeyi takiben, bu kimyasal yüzeyde 1 µm civarında çok ince bir akrilik tabaka oluşturur. Bu yöntemin ne olduğu ve nasıl uygulanması gerektiği ASTM D6386 standardında ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.Çinko-Fosfat Önişlemi:
Bu yöntemin özü bir boya öncesinde galvanizli yüzeyi boya/kaplama uygulaması için uygun bir yüzeye dönüştürmektir. (ing. conversion coating) Daha çok yeni galvanizlenmiş malzemeler için önerilmektedir. Zira ihtiva ettiği çinko-fosfat bazlı kimyasal solüsyon sadece saf çinkoya etki ederek yüzeyi pürüzlendirebilir. Bu kimyasal yüzeye uygulandıktan son 3-6 dakika bekletilmeli ve sonrasında yüzey iyice su ile durulanmalıdır. (Eğer durulama yeteri kadar iyi olmazsa boya yapışmasını etkileyebilir.) Bu yöntemin biraz değiştirilmiş hali T-wash olarak da bilinir. Bu yöntem de ASTM D6386 standardında ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.Yüzey Taşlama:
Eğer gerekliyse, taş motoru ve zımpara makinaları gibi motorlu aletler ile galvaniz yüzeyi boya için uygun derecede pürüzlü hale getirilebilir. Genelde 25 mikronluk bir yüzey pürüzlülüğü yeterli kabul edilmektedir. Ancak burada dikkat edilmesi gereken galvanizli yüzeydeki çinko tabakayı tamamen çıkarmamak ve yüzeyi parlatmamaktır. Yüzeyde saf çinkonun kalmaması, motorlu aletlerin kıvılcım çıkarmaya başlamasıyla belli olur. Bu yöntem de ASTM D6386 standardında ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.
Uluslararası standartlar
Tüm bu Galvanizli yüzeylerin temizlenmesi ve profil oluşturulması (pürüzlendirme) yöntemleri ile ilgili ayrıntılı ve güvenilir bilgileri şu standartlardan edinebilirsiniz:
ASTM D6386, ASTM A780, AS/NZS 2312, ISO 1461, ISO 12944-5 Tablo A7, ISO 14713, SSPC Guide 14, SSPC SP 16, SSPC Guide 27
ÖZET
Başarılı sağlam bir galvaniz-üstü boya uygulaması yaparak DUPLEX sistem oluşturmanın ilk adımı -tahta üzerinde veya masa başında- önce galvanizli malzemenizin ilk koşullarını belirlemek (eski-yeni galvaniz) sonrasında galvaniz imalatçınız ile konuşarak üzerindeki galvaniz sonrası işlemleri (kromatlama gibi) öğrenmek ve son olarak yukarında bahsedilen yüzey temizliği ve yüzey pürüzlendirme yöntemlerden bir veya birkaçına karar kılmaktır. Burada, yapılacak işlemlerin içeriğini belirleyecek en önemli hususları, yukarıdaki standartlarda bulabilirsiniz. Ayrıca, düzgün bir şartname oluşturabilmek için, Amerikan Galvanizciler Birliği(AGA)’nin aşağıdaki örnek şartnamesindeki maddeler kullanılabilir:
AGA Suggested Specification for Preparing Hot-Dip Galvanized Steel Surfaces for Painting
Referanslar
- Paint_Over_Galvanized_Steel_Duplex_Systems / AGA Publications
- Guide to Preparing Hot-Dip Galvanized Steel for Paint / AGA Publications
- Suggested_Specifications_for_Paint_Preparation_Galvanized_Structures / AGA Publications
- Inspection of Hot Dip Galvanizd Steel Products / AGA Publications
- AGA Suggested Specification for Preparing Hot-Dip Galvanized Steel Surfaces for Painting / AGA Publications
- After Fabrication Hot Dip Galvanizing – Painting Galvanized Steel / NZ Galvanizing Association Publications
- ASTM D6386 – Standard Practice for Preparation of Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coated Iron and Steel Product and Hardware Surfaces for Painting
- ASTM A780 – Standard Practice for Repair of Damaged and Uncoated Areas of Hot-Dip Galvanized Coatings
- AS/NZS 2312 – Australian/New Zealand Standard for Guide to the protection of structural steel against atmospheric corrosion by the use of protective coatings
- ISO 1461 – Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles — Specifications and test methods
- ISO 12944-5 Tablo A7 – Paints and varnishes. Corrosion protection of steel structures by protective paint systems. Protective paint systems for Hot Dip Galvanized Steel
- ISO 14713 – Zinc coatings — Guidelines and recommendations for the protection against corrosion of iron and steel in structures
- SSPC Guide 14 – Guide for the Repair of Imperfections in Galvanized, Organic or Inorganic Zinc-Coated Steel Using Organic Zinc-Rich Coatings
- SSPC SP 16 – Brush-off Blast Cleaning of Non-Ferrous Metals
- SSPC Guide 27 – Brush-off Blast Cleaning of Non-Ferrous Metals