14 типов покрытий, которые следует рассмотреть для промышленного применения.

Виды покрытий

К распространенным типам покрытий относятся: порошковое покрытиеВ список также входят полиуретановое покрытие, цинкосодержащее покрытие, металлизированное покрытие и акриловое покрытие. Кроме того, сюда входят анодирование, физическое осаждение из паровой фазы (PVD), гальваническое покрытие и керамическое покрытие. 

Для каждого из этих вариантов покрытия существуют свои специфические стратегии нанесения и идеальные условия эксплуатации. 

Таким образом, в данной статье рассматриваются типы покрытий, применяемых в промышленности. 

Что такое защитные покрытия?

Защитные покрытия представляют собой специально разработанные слои материалов, наносимые на поверхность. Их свойства, такие как коррозионная стойкость, износостойкость и химическая стойкость, помогают защитить поверхность от износа, химического воздействия, ультрафиолетового излучения и коррозии. 

Эти покрытия также могут придать поверхности декоративный вид. Они образуют барьерный слой между окружающей средой и основанием. 

Защитное покрытие против краски: в чем разница?

Распространенное заблуждение заключается в том, что краска и защитное покрытие — это одно и то же. Хотя оба вещества наносятся в жидком или полужидком виде и высыхают после нанесения, на этом сходство между ними, пожалуй, и заканчивается. 

Декоративные краски, как следует из названия, предназначены для эстетических целей. Толщина их сухого слоя (DFT) колеблется от 25 до 75 микрон. 

Большинство промышленных защитных покрытий действуют как барьерные покрытия, хотя некоторые системы, такие как покрытия с высоким содержанием цинка, также обеспечивают жертвенную защиту от коррозии. Толщина их сухого слоя составляет от 125 до 2,500+ микрон.  

Прежде чем эти покрытия будут признаны пригодными для промышленного применения, они проходят ряд испытаний, включая испытания на износостойкость, ускоренное атмосферное воздействие и химическую стойкость. 

14 распространенных типов промышленных покрытий

К наиболее распространенным типам покрытий для промышленного применения относятся эпоксидные покрытия, полиуретановые покрытия, полисилоксановые покрытия, цинкосодержащие покрытия, алкидные покрытия, электрофорезные покрытия, металлизированные покрытия и акриловые покрытия. 

К другим вариантам относятся керамические покрытия, вспучивающиеся покрытия, конверсионные покрытия, физическое осаждение из паровой фазы (PVD), гальваническое покрытие и порошковая покраска. Каждое покрытие отличается своими свойствами.

1. Эпоксидные покрытия

Эпоксидное покрытие — одна из наиболее широко используемых барьерных систем для защиты стали от влаги и химического воздействия. Оно образуется при отверждении эпоксидных смол отвердителем. 

Благодаря высокой адгезии к обработанной пескоструйным аппаратом стали, эпоксидные покрытия широко используются в резервуарах для хранения, трубопроводах и напольных покрытиях. Для обеспечения превосходных эксплуатационных характеристик на открытом воздухе рекомендуется нанесение полиуретанового верхнего слоя. 

Промышленное эпоксидное покрытие

2. Полиуретановые покрытия

Говоря о полиуретановых покрытиях, следует отметить их основные свойства: устойчивость к ультрафиолетовому излучению и сохранение цвета. Это покрытие широко используется для конструкций, которые должны сохранять свой внешний вид в течение многих лет, например, для мостов. 

При использовании изоцианатных отвердителей пользователи должны соблюдать строгие требования COSHH и требования к средствам индивидуальной защиты. 

3. Полисилоксановые покрытия

Эти высокоэффективные покрытия получают свою коррозионную стойкость и износостойкость благодаря прочным кремний-кислородным связям. Срок службы такого покрытия на открытых стальных конструкциях может превышать два десятилетия. Именно поэтому полисилоксановые покрытия используются на химических заводах и больших мостах. 

4. Покрытия с высоким содержанием цинка

Принцип цинковое покрытие Это электрохимическое удаление цинка для защиты стали под ним. Такое покрытие может быть органическим или неорганическим. Эпоксидное покрытие является органическим, а этилсиликатное — неорганическим. 

5. Алкидные покрытия 

Это модифицированные маслом полиэфиры, которые поглощают кислород в процессе отверждения. Эти покрытия идеально подходят для общего технического обслуживания, в том числе в легких конструкциях и цехах общего назначения. Поскольку они медленно отверждаются в холодную погоду и обладают низкой водостойкостью, алкидные покрытия редко используются в проектах по защите от коррозии. 

Алкидное покрытие

6. Металлизированное покрытие

Это прочное покрытие из алюминия или цинка, наносимое на металл методом термического напыления. Оно образует плотный пористый слой, который благодаря механической связи может сохраняться десятилетиями. 

Нанесение такого покрытия зачастую обходится довольно дорого, учитывая такие требования, как наличие квалифицированного персонала/оборудования, более медленный процесс нанесения и сложность обработки сложных компонентов. 

7 Акриловые покрытия

Акриловые покрытия — это органические покрытия, широко используемые в промышленности и архитектуре. Эти покрытия на водной основе изготавливаются из эмульсии акрилового полимера, смешанной с частицами пигмента. 

Акриловое покрытие для моста

8. Порошковые покрытия 

Клиенты ценят разнообразие Типы порошковой окраски Благодаря своей эстетической привлекательности и долговечности. Поскольку они не содержат летучих органических соединений (ЛОС), эти покрытия также являются экологически чистыми. 

9. Электрохимические покрытия 

процесс электрофорезного покрытия Этот метод использует электрофоретическое притяжение для осаждения частиц краски на проводящий материал. Он популярен в автомобильной и сельскохозяйственной технике, где часто встречаются сложные геометрические формы и углубления. 

Кузов автомобиля с электростатическим покрытием

Электрофорезные покрытия экономически выгодны при крупномасштабном производстве и обеспечивают превосходную коррозионную стойкость. 

10. Керамические покрытия

Когда температура нанесения покрытия превышает допустимый предел, в качестве альтернативы традиционным органическим покрытиям используются керамические покрытия. Термонапыляемые покрытия идеально подходят для систем в теплообменниках, нефтеперерабатывающих заводах и турбинах. Керамические покрытия износостойки и помогают минимизировать износ покрытия в высокотемпературных абразивных средах. 

Керамическое покрытие на лопатке турбины

11. Вспучивающиеся покрытия

Вспучивающиеся покрытия используются в качестве средств пассивной противопожарной защиты (ППЗ) для бетона, стали и древесины. Они тонкие, но расширяются при воздействии тепла. Образующаяся углеродистая пена минимизирует передачу тепла на основание. 

В конструкциях, подверженных воздействию огня, наличие такого покрытия является обязательным требованием. Оно может отсрочить разрушение конструкции до 120 минут. 

12. Конверсионные покрытия

Конверсионные покрытия образуют защитный слой на металле после реакции с ним. Слой конверсионного покрытия может улучшить адгезию краски, повысить эстетическую привлекательность и помочь защитить от ржавчины. 

Примерами конверсионных покрытий являются:

• анодирование
• Оксидное покрытие
• Хроматное покрытие
• Фосфатное покрытие 

13. Физическое осаждение из паровой фазы (PVD)

PVD покрытие Обладает износостойкостью и декоративными свойствами. Покрытие также универсально, что подтверждается его совместимостью с керамикой, пластиком и металлами, такими как алюминий, медь и титан.   

14. Гальваника

Электроосаждение — это контролируемое электрохимическое нанесение слоя металла на проводящую подложку. 

Гальванизированные детали, обработанные на станках с ЧПУ.

В производстве это имеет смысл, поскольку:

• Помощь производителям в использовании экономически эффективных цветных металлов.
• Повышает износостойкость 
• Улучшает коррозионную стойкость 
• Потенциальное минимизирование затрат на техническое обслуживание

Сравнительная таблица типов покрытий

Приведенная ниже таблица типов покрытий, их характеристик и распространенных областей применения поможет вам выбрать наиболее подходящее покрытие для вашего проекта. 

Что такое твердые покрытия?

Твердые покрытия — это специализированные покрытия, предназначенные для повышения износостойкости. Твердость таких покрытий значительно выше, чем у основного материала. Хорошими примерами таких покрытий являются твердое анодирование типа III, химическое никелирование и PVD-покрытия, твердость которых может достигать 70, 72 и 80 HRC соответственно. 

Эти покрытия актуальны в областях применения, где происходит контакт металла с металлом, и износ покрытия является распространенной проблемой. 

Какой тип покрытия лучше всего подходит для деталей, обработанных на станках с ЧПУ?

Не существует единого наилучшего типа покрытия для деталей, обработанных на станках с ЧПУ – оптимальный выбор всегда зависит от требований к допускам, условий работы, стоимости и других факторов. 

Конечно, в определенных областях применения всегда используются определенные покрытия. Например, алюминиевые детали, изготовленные на станках с ЧПУ и подверженные износу, обычно покрывают твердым анодированием (тип III). 

Химическое никелирование — лучший выбор для обработки алюминиевых или стальных деталей сложной геометрии.  

Есть причина, по которой дорогостоящие PVD-покрытия обычно используются для инструментов и других прецизионных механизмов: они обладают низким коэффициентом трения и высокой твердостью. 

Какое защитное покрытие лучше всего подходит?

Опять же, все зависит от особенностей вашего проекта. На этот вопрос нет однозначного ответа, поскольку необходимо учитывать такие факторы, как требования к производительности, тип основания и условия эксплуатации. 

Рассмотрим случай предприятия по производству металлоконструкций в прибрежной зоне. Рекомендации по нанесению покрытия будут отличаться от требований к прецизионным алюминиевым деталям, изготовленным на станках с ЧПУ. 

Морская стальная конструкция

Для прибрежного проекта потребуется что-то вроде эпоксидной грунтовки с высоким содержанием цинка в сочетании с полисилоксановым финишным покрытием. Если вы выберете более доступное стандартное полиуретановое финишное покрытие, вам, вероятно, придется перекрашивать изделие чаще. 

Что касается прецизионных алюминиевых деталей, то для их изготовления достаточно экономичного решения, такого как твердое анодирование типа III. 

Как долго сохраняются защитные покрытия?

Факторами, влияющими на срок службы покрытия, являются условия окружающей среды, условия эксплуатации, подготовка поверхности, толщина пленки и тип покрытия. Однако существуют практические ориентиры, согласно которым срок службы большинства покрытий составляет от 5 до 25 лет. 

• Алкидные системы: До 10 лет
• Полисилоксановые финишные покрытия: До 25 лет
• Твердое анодирование (тип III): До 25 лет
• Химическое никелирование: До 15 лет
• Вспучивающиеся покрытия: До 25 лет
• Эпоксидные системы с высоким содержанием цинка: До 25 лет 

Сколько стоят промышленные защитные покрытия?

Стоимость защитного промышленного покрытия может значительно варьироваться. На стоимость могут влиять такие факторы, как сложность компонента, объем производства и тип технологического процесса. 

Вот несколько ориентировочных значений предполагаемых затрат, которые вы можете использовать в качестве руководства:

*ЗаметкаЭто ориентировочные оценки, основанные на общих рыночных условиях и типичных параметрах применения. 

Факторы, которые следует учитывать при выборе типов промышленных покрытий

При выборе различных типов покрытий следует учитывать такие факторы, как материал подложки, функциональные требования, нормативные требования, условия эксплуатации, допуски на размеры и стоимость за весь срок службы. 

• Материал основанияХимическая и механическая совместимость покрытия и подложки имеет значение. Различные материалы расширяются и сцепляются с покрытиями по-разному. 
• Функциональные требованияВыполняет ли покрытие несколько функций? Ключевые функциональные качества связаны с химической стойкостью, огнестойкостью, температурным диапазоном и износостойкостью. 
• Нормативные требованияВозможно, вам больше нравится определённая модель пальто, но подождите, правила — это ещё одно серьёзное ограничение. К стандартам, которые следует учитывать, относятся:
  • ISO 12944, NACE/AMPP 
  • REACH
  • RoHS
  • ATEX
  • Конкретные требования к проверке 

• Условия эксплуатацииРассмотрим следующее;
  • Зоны погружения
  • Захороненные или замкнутые среды 
  • Воздействие атмосферы 
• Допуск размеровЭтот элемент принятия решения имеет решающее значение для узлов с плотной посадкой и прецизионных компонентов. Термонапыление может подойти для балки моста, но может иметь катастрофические последствия для резьбового крепежа. 
• Стоимость за весь срок службыЕсли рассматривать стоимость за весь срок службы, то самая высокая удельная стоимость редко оказывается самой высокой. Стандартное полиуретановое покрытие может стоить всего треть от стоимости полисилоксанового финишного покрытия. Однако срок службы полиуретана может составлять около 8 лет по сравнению с 25 годами для полисилоксана. 

Преимущества использования правильного типа защитного покрытия

Причины, по которым стоит рассмотреть возможность нанесения защитного покрытия на ваши детали, включают соответствие нормативным требованиям, минимальную общую стоимость владения, стабильную работу и увеличение срока службы компонентов. 

• Соответствие нормативным требованиямСоответствие требованиям NACE, REACH и другим стандартам позволяет избежать затрат, связанных с остановкой производства и нарушениями правил инспекции. 
• Минимальная общая стоимость владенияСокращение количества доработок и циклов повторного нанесения покрытия приводит к значительной экономии средств. 
• Стабильная производительностьПравильно подобранное и нанесенное поверхностное покрытие обеспечивает стабильные эксплуатационные характеристики, что способствует плановому техническому обслуживанию и прогнозированию бюджета.   
• Увеличенный срок службы компонентов: 

Ограничения применения промышленных защитных покрытий

Промышленные защитные покрытия могут иметь недостатки с точки зрения уязвимости к механическим повреждениям, зависимости от подготовки поверхности, условий нанесения, ограничений совместимости, а также рисков для здоровья и соблюдения нормативных требований. 

• Механическое повреждение – Такие покрытия, как керамические и вспучивающиеся, подвержены истиранию и ударным повреждениям. 

Дефект промышленного покрытия

• Зависимость от подготовки поверхности – Некачественная подготовка поверхности может сделать даже самое лучшее покрытие неэффективным. 
• Условия применения – Эффективность отверждения покрытия зависит от температуры, точки росы и влажности. 
• Ограничения совместимости – Некоторые покрытия плохо сцепляются друг с другом. Например, межслойное расслоение может произойти, если при использовании цинковой грунтовки применяется неправильный промежуточный продукт. 
• Риски для здоровья и соблюдения нормативных требований – Ограничения в отношении шестивалентных хроматов, растворителей с высоким содержанием летучих органических соединений и изоцианатов продолжают ужесточаться. Кроме того, необходимо учитывать условия обращения и утилизации. 

Как наносятся различные виды защитных покрытий

К методам нанесения относятся анодирование, безвоздушное распыление, нанесение кистью и валиком, гальваническое покрытие и термическое напыление. 

Метод анодирования 

Вместо нанесения пленки на металл (алюминий) используется электрохимическая ванна, которая позволяет вырастить плотный оксидный слой из металла. Применительно к алюминию, покрытие получается твердым и имеет однородные размеры. 

Метод безвоздушного распыления  

Краска распыляется в отсутствие воздуха, что обеспечивает быстрое и плотное нанесение на большие площади. Этот метод нанесения предпочтителен для сосудов и конструкционной стали. 

Безвоздушное распыление 

Метод с использованием кисти и валика 

Метод с использованием кисти и валика идеально подходит для труднодоступных мест, головок болтов и сварных швов. Он не является оптимальным для крупномасштабных работ. 

Гальванический метод 

Электролитная ванна подает ионы металла к компоненту в строго контролируемой среде. Этот процесс, управляемый электрическим током, предпочтителен для прецизионных деталей, крепежных элементов и клапанов.  

Метод термического напыления 

Дуговой или газовый пистолет выталкивает расплавленный металл на поверхность, образуя плотный слой алюминия или цинка. 

Будущие тенденции в области защитных промышленных покрытий

Ожидается, что в области защитных промышленных покрытий будут развиваться такие направления, как соответствие экологическим стандартам, процессы с использованием трехвалентного хрома, нанокомпозитные покрытия, плазменное электролитическое окисление (ПЭО) и цифровой мониторинг технологических процессов. 

• Соответствие требованиям устойчивого развития
• Процессы с использованием трехвалентного хрома
• Нанокомпозитные покрытия
• Плазменное электролитическое оксидирование (ПЭО) 
• Цифровой мониторинг процессов

Заключение 

Технологии промышленного нанесения покрытий помогают производителям улучшать внешний вид и эксплуатационные характеристики компонентов без необходимости изготовления целых изделий из специализированных или дорогостоящих материалов для покрытия. 

Мы рассмотрели, как различаются возможности и пригодность этих покрытий, от полиуретановых покрытий, устойчивых к УФ-излучению, до термостойких керамических покрытий. 

Будь то стандартное или специализированное покрытие: в Boda мы помогаем клиентам подобрать покрытие, соответствующее их эксплуатационным и эстетическим требованиям. услуги по порошковой окраске разработаны для обеспечения надежной работы. 

Позвоните нам сегодня!