Штрипс: сравнение типов покрытий в разных областях применения и условиях эксплуатации

Стальной штрипс – востребованная заготовка в производстве изделий для строительства и промышленной индустрии благодаря своей точной геометрии, стабильным механическим свойствам, технологичности и доступности.

Конечные изделия из штрипса приобретают необходимую долговечность, эстетичный вид и стабильные потребительские характеристики только при грамотном использовании различных защитных и функциональных покрытий. Рассмотрим основные виды покрытий стального штрипса, их особенности и области применения.

Рисунок 1. Полимерное покрытие штрипса в процессе производства

Основные виды покрытий штрипса

Виды покрытий закрывают много задач: одни защищают сталь от ржавчины, другие повышают износостойкость, обеспечивают технологичность на промежуточных стадиях производства и придают изделиям декоративные свойства. Понимание отличий между покрытиями позволяет подобрать оптимальный материал без избыточных затрат и рисков преждевременного выхода изделий из строя.

Ниже рассмотрим основные типы покрытий штрипса и логика их применения в реальных строительных и производственных задачах.

Оцинкованный штрипс

Наиболее массово выпускается холоднокатаный оцинкованный штрипс. Цинкование – это базовый вид защиты стали, который часто служит первой стадией для нанесения других покрытий. Однако оцинкованный штрипс может использоваться и без дополнительного покрытия.

Схематическое изображение «бутерброда», сочетающего различные виды покрытия стальной полосы показано на рисунке 2. Такой «комбинированный» штрипс состоит из слоёв: сталь → слой цинка → пассивирующий слой → грунт → полимер.

Рисунок 2. Схема расположения слоёв оцинкованного штрипса с полимерным покрытием

Полимерные покрытия могут наноситься и на неоцинкованную («чёрную») металлическую ленту, однако такая технология имеет свои особенности и ограничения по сравнению с оцинкованным прокатом. Без цинка металл защищен только барьерным способом (физически – плёнкой полимера). При появлении глубокой царапины до металла «чёрный» штрипс начинает быстро ржаветь под слоем краски (рисунок 3), тогда как цинк обеспечивает электрохимическую защиту.

Рисунок 3. Коррозия "чёрной" стали под слоем краски

Стальная лента с покрытием без оцинковки используется там, где не требуется экстремальная долговечность на открытом воздухе или где важна экономия:

• Внутренняя отделка: Изготовление декоративных реек, внутренних перегородок, элементов потолочных систем (например, реечные потолки), где нет воздействия влаги.
• Бытовая техника и мебель: Производство корпусов приборов, металлических шкафов и стеллажей.
• Упаковка: Стальная упаковочная лента, окрашенная для защиты от временной коррозии при транспортировке.
• Временные конструкции: Изделия с коротким сроком службы или те, что будут находиться в сухих помещениях.

Во всех остальных случаях (наружные строительные работы, контакт с влагой, длительный срок эксплуатации и т.д.) следует выбирать оцинкованную ленту.

Цинковое покрытие различается по методу нанесения, толщине слоя и химическому составу.

По методу нанесения:

Чаще всего для штрипса применяется горячее цинкование (метод Сендзимира): металлическая лента непрерывно проходит через ванну с расплавленным цинком при температуре около 450–460 °C. После охлаждения образуется прочная связь между сталью и цинковым слоем. Этот метод обеспечивает самую надёжную антикоррозионную защиту.

Также можно встретить сталь с гальваническим цинкованием, полученным методом электролиза. Такое покрытие получается более тонким (обычно 5–15 мкм), гладким и блестящим, но обладает меньшей коррозийной стойкостью по сравнению с горячим цинкованием. Может применяться там, где эстетические качества важнее защитных.

Третий способ – холодное цинкование – заключается в нанесении специальных цинконаполненных красок (содержание цинка до 90% и более) кистью или распылением. Применяется чаще для подкраски срезов или ремонта, но не для заводского производства штрипса.

По толщине:

Согласно ГОСТ 14918-80 оцинкованная сталь делится на три класса в зависимости от массы цинка, нанесенного с двух сторон (проще говоря, по толщине слоя цинка в микрометрах).

Таблица 1. Классы толщины цинкового покрытия

По химическому составу:

• Гальвалюм (Galvalume): сплав цинка (43.4%), алюминия (55%) и кремния (1.6%). Служит в 2-3 раза дольше обычного цинка, выдерживает температуру до 315 °С.
• Гальфан (Galfan): сплав цинка и алюминия (около 5%). Обладает улучшенной пластичностью, что важно при сильном изгибе штрипса, например – при формовке профилей или доборных элементов.
• Цинк-магний (Zn-Mg) или цинк-алюминий-магний (Zn-Al-Mg): сплав цинка, алюминия (4-11%) и магния (до 3%). Служит в 2-4 раза дольше обычного цинка. Обладает эффектом «самозалечивания» непокрытых участков стали и высокой стойкостью в агрессивных средах.

Это помогает защищать обрезные кромки, отверстия и царапины за счёт образования плотного слоя основных карбонатов магния и цинка. В отличие от рыхлой «белой ржавчины» обычного цинка, этот слой надёжно перекрывает доступ кислорода и влаги к стали.

Металлические изделия для кровли включают и гладкий металлический лист, востребованный в растущих сегментах частного строительства. Эксклюзивные виды фальцевой кровли из медного листа находят применение в авторских проектах и реставрации исторических зданий. Вместе с тем этот материал прекрасно вписывается в футуристические проекты (рис. 5).

Новые составы наиболее востребованы при производстве стальных конструкций с большим количеством сверлений, подвергающихся воздействию растворов соли и других агрессивных веществ:

• дорожных ограждений и знаков;
• профилей для теплиц и агрокомплексов, складов удобрений;
• строительных материалов для объектов химической промышленности;
• кровельных и фасадных материалов в прибрежных районах.

По внешнему виду поверхности

• С узором кристаллизации: традиционная «оцинковка» с видимыми «снежинками» (блестками) кристаллов цинка.
• Без узора кристаллизации: матовая поверхность, оптимальная для последующей окраски полимерами, так как обеспечивает лучшую адгезию. Эффект достигается увеличенной скоростью кристаллизации покрытия и отсутствием добавок свинца, висмута или сурьмы.

Рисунок 4. Текстура цинкового слоя на стали: А - с выраженным узором кристаллизации; Б - без узора кристаллизации

Итак, оцинковка – надёжная основа для дальнейшего нанесения покрытий, либо – финишный слой, если к изделиям не предъявляются высокие эстетические требования или не требуется повышенная защита от коррозии.

Полимерные покрытия

На штрипс наносятся различные виды полимерных покрытий, каждое из которых обладает уникальными эксплуатационными характеристиками. Основная технология нанесения – Coil Coating непрерывное нанесение покрытия на рулонный металл. В этом процессе лента проходит через систему валков для нанесения грунта и финишного слоя, а затем термообрабатывается в печи.

Большинство покрытий наносятся на листовой металл именно таким способом. Различия конечных свойств разных покрытий связаны не с технологией нанесения, а с различием химического состава используемых материалов. Рассмотрим наиболее популярные виды полимерных покрытий (их технические характеристики сведены в таблицу 2).

Виды покрытий

1. Полиэстер (полиэфир, PE)
Самое популярное и экономичное покрытие на основе полиэфирной краски. Толщина полиэстера обычно составляет 25 мкм. Обладает хорошей цветостойкостью и гибкостью, но чувствителен к механическим повреждениям.

2. Матовый полиэстер (PEMA) – разновидность обычного полиэстера с модифицированной поверхностью. Имеет микроскопические неровности, которые рассеивают свет, создавая матовый эффект. Он более устойчив к выцветанию и механическим воздействиям, чем глянцевый вариант.

3. Силиконо-модифицированный полиэстер (SMP) – это «продвинутая» версия обычного полиэстера, в состав которой добавлено от 20% до 50% силиконовой смолы. Это делает покрытие более твердым и устойчивым к внешним воздействиям.

4. Пурал (Pural / PUR)
Покрытие на основе полиуретана, модифицированного полиамидом. Толщина около 50 мкм. Отличается высокой износостойкостью, устойчивостью к воздействию ультрафиолета, хорошо выдерживает значительные перепады температур.

5. ПВДФ (PVDF)
Состоит из поливинилфторида (80%) и акрила (20%). Самое долговечное покрытие с максимальной защитой от коррозии и выцветания. Устойчиво к агрессивным химическим средам (соли, кислоты).

6. Пластизол (PVC / ПВХ)
Толстослойное (до 200 мкм) покрытие на основе поливинилхлорида и пластификаторов. Обладает исключительной устойчивостью к механическим повреждениям и эффектом «самозалечивания» мелких царапин.

Таблица 2. Характеристики полимерных покрытий

Срок службы покрытий

Обычно различают гарантийный срок службы (сохранность внешнего вида) и полный или технический срок (до появления сквозной коррозии). Реальный срок эксплуатации сильно зависит от региона. В условиях высокой влажности или промышленного смога срок службы любого покрытия сокращается на 20–30%. В таблице 3 можно найти ориентировочные сроки службы разных видов покрытий.

Таблица 3. Сравнение долговечности полимерных покрытий штрипса

Выбирая покрытие для длительной эксплуатации следует помнить, что базовая защита (оцинковка) и полимерное покрытие должны работать в комплексе. Для максимального уровня защиты рекомендуется выбирать основу с высоким содержанием цинка (1 класс или повышенный).

Назначение штрипса в зависимости от типа покрытия

1. Цинковое покрытие (оцинкованный штрипс)
Наиболее массово применяется в строительстве и машиностроении. Используется для изготовления профнастила, металлических профилей, вентиляционных каналов, кабельных лотков, элементов каркасов и ограждений. Основное назначение – защита стали от коррозии в стандартных атмосферных условиях.

2. «Продвинутые» металлические покрытия (например, алюмоцинковое)
Применяется в кровельных и фасадных системах, а также в изделиях с повышенными требованиями к коррозионной стойкости, конструкциях с множеством отверстий или большим количеством поперечных кромок. Это защитные покрытия для тяжелых условий эксплуатации.

3. Полиэстер, матовый полиэстер, модифицированный полиэстер
Обычные покрытия из полиэстера применяются чаще для внутренней отделки помещений, возведения временных конструкций, бюджетного строительства. Матовый полиэстер применяется для создания кровельных и отделочных элементов, для которых важен внешний вид. Силиконо-модифицированный полиэстер применяется в местах повышенной коррозионной активности среды, при наличии механических воздействий и повышенного УФ излучения.

4. Пурал
Высокая твёрдость, стойкость к царапанию, и низкая скорость деградации под действием УФ излучения обеспечивают применение оцинкованной ленты с полимерным покрытием из пурала для изготовления кровельных элементов, водосточных систем, отделки зданий в регионах с суровым климатом или высокой солнечной активностью.

5. ПВДФ
Самое коррозионно- и светостойкое покрытие для стальной оцинкованной ленты. Применяется для облицовки фасадов, изготовления кровельных элементов в промышленных зонах и прибрежных районах с агрессивным морским воздухом.

6. Пластизол
За счёт большой толщины и эффекта «самозатягивания» царапин не боится механических повреждений. Применяется на промышленных объектах с высоким риском ударного, истирающего воздействия, в т ч. при низких температурах (внутренние перегородки холодильных камер).

7. Порошковая окраска
Окраска изделий из штрипса предназначена не для массового производства, а для ремонта, восстановления или консервации.

8. Грунтовки и пассивирующие покрытия
Предназначены в первую очередь для дальнейшей обработки стали (штамповка, гибка, профилирование). Они обеспечивают временную защиту от коррозии и улучшенную адгезию для последующего нанесения финишных слоёв или соединения с другими материалами.

9. Специальные функциональные покрытия
Включают антифрикционные, химически стойкие или термостойкие системы. Такой штрипс применяется в промышленном оборудовании, электронике, вентиляционных и технологических системах, где требуются специфические эксплуатационные свойства.

Рисунок 5. Доборные элементы для кровли с полимерным покрытием

В зависимости от условий эксплуатации предпочтительно выбирать определённый тип покрытия. Общие рекомендации по соответствию назначения изделия и типа покрытия условиям эксплуатации приводятся в таблице 4.

Таблица 4. Применимость полимерных покрытий штрипса в различных условиях эксплуатации

Рисунок 6. Тактильный индикатор (нержавеющая сталь с порошковой окраской) и стальной отбойник с полимерным покрытием

Условия эксплуатации

Условия применения стальной ленты могут существенно различаться:

• Атмосферные условия: от сухих и умеренных (внутренние помещения) до агрессивных промышленных и прибрежных сред.
• Температурный режим: стандартные цинковые и полимерные покрытия рассчитаны на широкий диапазон температур, тогда как специальные покрытия применяются при повышенных температурах или циклических теплосменах.
• Механические нагрузки: при интенсивной формовке или нагрузках во время эксплуатации предпочтение отдается покрытиям с высокой адгезией и эластичностью.
• Химическое воздействие: в средах с повышенной влажностью, парами кислот или щелочей используются покрытия с повышенной химической стойкостью.

Эксплуатационные условия (влажность, среда, температурный диапазон) учитываются в строительных правилах (СП 28.13330) и ГОСТе 15150, посвященном климатическому исполнению продукции.

Чем сложнее условия эксплуатации – тем более внимательно нужно учитывать наличие сертификатов и протоколов испытаний на ленту с полимерным покрытием. В таблице 5 перечислены стандартные (описанные в стандартах) испытания.

Таблица 5. Виды испытаний и контроля качества покрытий штрипса

Альтернативные технологии нанесения покрытий и альтернативные основы

Хотя Coil Coating – стандарт для стальной полосы с покрытием, существуют и другие методы нанесения полимеров, которые применяются для специфических задач.

1. Порошковое окрашивание изделий
Применяется не для рулонов, а для готовых изделий из штрипса (например, когда из ленты уже нарезали и отформовали изделия). Позволяет получить более толстый и прочный слой (60–100 мкм), но это не непрерывный процесс.

2. Ламинирование
На оцинкованный штрипс наносится не жидкая краска, а готовая полимерная пленка под воздействием давления и температуры. Это тоже часть линии Coil Coating, но вместо покрасочных валов используются ламинаторы.

3. Экструзионное покрытие (для узких лент)
Применяется для создания лент в ПВХ-оболочке (например, рулонной ленты с покрытием ЛКС-П). Штрипс проходит через экструзионную голову, где он «одевается» в сплошной полимерный кокон. Это отличается от классического Coil Coating, где окрашиваются плоскости ленты.

В качестве альтернативной основы можно рассмотреть штрипс из нержавеющей стали, например AISI 304. На него тоже наносятся различные типы покрытий, хотя сама по себе нержавеющая лента не требует дополнительной защиты от коррозии. Покрытия наносятся для решения специфических задач: временной защиты при обработке, повышения износостойкости, изоляции или изменения внешнего вида.

1. Временные защитные покрытия (обычно из полиэтилена). Предназначены для защиты поверхности (особенно зеркальной или шлифованной) от царапин, грязи и повреждений при резке, штамповке, транспортировке и монтаже. Пленка имеет клейкий слой и легко удаляется после установки изделия.

2. Декоративные и функциональные покрытия.

Для изменения цвета или повышения характеристик стали используются:

• PVD-покрытие (Physical Vapor Deposition). Вакуумное напыление тончайшего слоя металлов, оксидов, нитридов или других соединений. Позволяет придать ленте из нержавеющей стали цвета «под золото», «бронзу», «черный графит». Улучшает износостойкость и эстетику.
• Полимерные покрытия (Coil Coating). Наносятся, если изделие из нержавейки должно соответствовать корпоративному цвету или вписываться в дизайн проекта.
• Тефлоновое покрытие (PTFE). Наносится для придания антипригарных и антифрикционных (скользящих) свойств. Используется в деталях промышленного оборудования.

3. Специальные покрытия.

• Изоляционные покрытия. На штрипс могут наноситься постоянные полимерные слои для создания диэлектрических свойств (например, для электротехнических лент).
• Полиуретановые и эпоксидные системы. Используются в экстремально агрессивных химических или морских средах для дополнительной защиты марок стали с низким содержанием легирующих элементов (например, нержавеющая полоса из AISI 201).
• Цинковое фосфатирование. Может применяться как подслой для улучшения адгезии перед последующей окраской или как технологическая смазка при сложной многоступенчатой формовке (нагартовке).

Таким образом, если на стандартный оцинкованный штрипс покрытия наносят в основном для защиты от ржавчины, то нержавеющий штрипс покрывают либо для временной защиты поверхности, либо в дизайнерских целях, или для придания поверхности специальных функций (PVD, тефлон).

Стальной штрипс с полимерным покрытием – это современная инженерная система, каждый элемент которой выполняет важные функции. В зависимости от выбора технологии или материала можно в широких пределах регулировать потребительские свойства стальной ленты с покрытием. Широкий выбор доступных полимерных покрытий позволяет подобрать штрипс практически для любых условий эксплуатации.

Статья проверена, техническая информация верна

Мельникова Ирина Евгеньевна

Начальник отдела качества

Оцените статью:

Поделиться статьей:

ВКонтакте Телеграм Скопировать

Читайте также:

Популярные вопросы по металлическим подвесным потолкам Популярные в строительстве изделия из листового металла в 2025 году Как самостоятельно рассчитать количество профнастила? За кадром производства: качество и красота металлоизделий начинается с листа

Сопутствующие услуги:

Сервисный металлоцентр

0 Комментариев:

Добавить комментарий

Отправить