Prot. Construction

쇼트블라스트 및 도장


표면처리의 중요성

도장의 도막의 내구 기간은 적용한 도장 사양에 못지 않게 표면처리된 정도에 따라 크게 좌우되므로 표면처리는 신중한 검토가 요구되는 사항이다.

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쇼트브라스팅 세정 전

철금속

금속은 자연 상태 그대로 방치되면 부식하여 광석과 같은 안정한 상태로 되돌아 가는 경향이 있다. ;따라서 철금속의 부식을 방지하기 위해서는 금속표면으로부터 물과 공기의 접촉을 차단시켜야 하는 것이 방식의 기본원리라 할 것이다. 이러한 방식의 한 방법이 도장이며 또한 도장에 의해 형성된 도막은 탄소 화합물인 유기 도막이기 때문에 물의 침투를 완전히 차단시킬 수 없다는 사실을 알아야 한다. 따라서 이러한 물의 침투에 의해 일어나는 피도물과 도막 사이의 부식으로 인하여 도막이 파괴될 우려가 없지 않으며 이를 방지하기 위해서는 적절한 표면 처리와 부식 억제재의 사용이 따르지 않으면 안된다.

인산철계, 또한 인산 아연계에 의한 금속 표면의 인산염피막 처리는 부식 억제재로써의 기능과 유기도막에 대한 부착력 향상에 기여하기 때문에 도막의 수명과 금속의 방식에 큰 효과가 있다. 이때 도료에 있어서 방청 안료가 함유된 도료의 사용은 금속의 방식 효과를 더욱 증진시킨다. 목재와는 달리 철재 표면은 표면이 다공성이 아니기때문에 도막의 부착력이 떨어지게 된다. 이로 인하여 도막의 가벼운 충격으로 도막이 벗겨졌을 경우, 그 크기가 아무리 미세하다 할지라도 금속 표면에 부식이 일어나며 급기야 표면 전체로 부식이 확대된다.

그러므로 금속에 대한 도막의 부착력을 증진시키는 방법은 (1) 기계적이거나 화학적인 방법으로 표면의 조도를 형성시키는 방법과 (2) 부착력이 우수한 도료를 도장하는 방법이 있다. 여러가지 세척제와 세척방법이 금속의 표면 처리에 사용되고 있다. 5~10% 가성소다 용액의 알칼리 세척제가 표면 세척용으로 가장 많이 사용된다. 이 때, 표면의 잔존 알칼리용액이 도막의 부착력을 감소시키기 때문에 표면을 완전히 세척하는 것이 매우 중요하다.

산 세척제는 표면의 녹과 녹피를 제거하기 위하여 많이 사용된다. 8~10% 황산이나 일반용 염산 수용액이 가장 효과적이다.

그러나 산 세척제의 사용은 작업자의 위험이 따르기 때문에 주의를 요한다. 인산 5% 수용액은 표면의 이물질 제거와 도막의 부착력 향상에 매우 효과적이며 표면에 미세한 결정체를 구성한다.

비누와 청정제 수용액인 에멀젼 세척제는 윤활유 제거에 매우 효과적이다. 부착력을 증진시키기 때문에 도막의 수명을 연장시키며 금속의 부식을 방지해 준다. 도료의 경우에 있어서 방청안료가 포함된 방청 도료의 사용, 피도물의 경우에 있어서 두꺼운 두께를 가진 금속을 사용하면 소지의 부식을 방지하는데 매우 큰 효과가 있다.

최적의 표면처리 방법은 적용할 도장 사양의 종류 및 실제 적용 가능한 장비에 따라 선정하여야 한다. 도장사양서에 표면처리 등급에 대한 별도의 추천이 없는 경우 SIS 05 5900 Sa2.5 혹은 동등한 규격 등급으로 블라스트 세정이 적합합니다.

표면조도

표면처리와 밀접한 관계가 있는 표면조도는 금속표면의불규칙적인 요철을 의미하며 블라스트 세정방법에 의해 얻어질 수 있다. 대부분의 도장사양은 정상적인 도막 부착을 얻기 위해 표면조도를 필요로 한다. 표면조도는 도장사양서 상에 표면처리 항목과 별도로 구분하여 명기되어야 한다. 현장에서 표면조도 상태 확인은 표면조도 검사용 표준 비교판 및 측정기기 또는 육안으로 용이하게 판별이 가능하다.

연마재

블라스트 세정에 사용되는 연마재는 깨끗하게 정재된 철재 그리트(GRIT), 철재볼, 철재와이어와 건조된 규사가 적합하며 후속도장에 적합한 표면조도를 형성할 수 있는 양질의 연마재를 사용하여야 하고 사용하는 연마재는 깨끗하고 건조된 상태이어야 한다.

표면청소

블라스트 세정된 금속 표면은 모든 혹피, 녹이 완전히 제거된 상태이어야 하며 기타 모든 이물질이 잔존하지 않도록 진공세척 및 고압 건조된 공기를 사용하여 철재 그리트(GRIT), 규사, 먼지 등을 완전히 제거하여야 한다.

표면처리의 규격

표면처리 규격은 다음과 같은 SSPC, SIS, BS 및 NACE 규격이 가장 보편적으로 사용되고 있다.

  • 철강 구조물 도장 협회 (Steel Structures Painting Council) - 표면처리 사양 (SSPC-SP)
  • 스웨덴 규격 협회 (Swedish Standards Institution) - 철재 표면의 도장에 의한 표면 처리 규격 (SIS 05 5900)
  • 영국 규격 협회 (British Standards Institution) - 도장에 대하여 블라스트 세정된 철재의 표면 마무리 (BS 4232)
  • 국제 부식기사 협회 (National Association of Corrosion Engineers) - 연마재 블라스트 세정에 대한 표면처리 사양 (NACE)
표면처리규격요약
표면처리규격요약
SSPC-SP1 용제세정 용제, 증기, 알칼리, 에멀션 및 수증기에 의한 세정으로 유분, 먼지, 흙, 염과 오염물을 제거한다.
SSPG-SP2
SIS 05 5900
수공구세정
B, C, D-St 2
수공구, 치퍼, 디스케일러, 연마지, 와이어 브러쉬와 그라인더를 사용하여 지시된 수준으로 들뜬 녹, 들뜬 흑피와 들뜬 도막을 제거한다.
SSPC-SP3
SIS 05 5900
동력공구세정
B, C, D-St 3
동력공구, 치퍼, 디스케일러, 연마지, 와이어 브러쉬와 그라인더를 사용하여 지시된 수준으로 들뜬 녹, 들뜬 흑피와 들뜬 도막을 제거한다.
SSPC-SP4 화염세정 화염을 사용하여 녹, 들뜬 흑피와 약간의 단단한 흑피를 제거한 후 와이어 브러쉬로 마무리 한다.
SSPC-SP5
SIS 05 5900
BS 4232
NACE
"완전나금속"
블라스트 세정
A, B, C, D-Sa3
1급
NO.1
모래, 그리트 및 쇼틀 사용하여 휠 또는 노즐에 의한 블라스트 세정. 건식 혹은 습식으로 눈에 띄는 모든 녹, 흑피, 도막 및 모든 이물질을 제거한다. (세정을 위해 많은 비용을 투자할 수 있는 심한 부식환경에 놓여지는 피도물에 대하여)
SSPC-SP6
SIS 05 5900
BS 4232
NACE
"일반"
블라스트 세정
B, C, D-Sa1
3급
NO.3
표면적의 2/3이상까지 눈에 띄는 모든 잔유물을 블라스트 세정한다. (비교적 심한폭로 상황에 놓여지는 피도물에 대하여)
SSPC-SP7
SIS 05 5900
NACE
"블러쉬오프(저급)"
블라스트 세정(Sweep blast)
B, C, D-Sa1
NO.4
금속표면 전체에 수많은 얼룩을 노출한 채, 단단히 부착된 흑피, 녹 및 도막을 제외한 모든 것을 블라스트 세정한다.
SSPC-SP8 산처리 산처리, 이중 산처리 및 전해 산처리로 녹과 흑피를 완전히 제거한다.
SSPC-SP9 자연방치 후 블라스트 세정 흑피의 일부 혹은 전부를 제거하기 위하여 자연 방치후 위의 규격 중 하나로 블라스트 세정한다.
SSPC-SP10
SIS 05 5900
BS 4232
NACE
"준나금속"
블라스트 세정
A, B, C, D-Sa 2/2
2급
NO.2
표면적의 95% 이상까지 눈에 띄는 모든 잔유물을 완전 나금속 세정에 가까이 블라스트 세정한다. (높은 습도, 화학적인 환경, 해상 및 기타의 부식 환경에 놓여지는 피도물에 대하여)
SSPC-SP11 동력공구세정(Power tool cleaning to bare metal) 동력공구를 이용하여, 흑피, 구도막과 같은 모든 이물질을 완전히 제거하며 Bare metal까지 표면처리한다. 표면 조도 : 25㎛ 이상 요구됨.
SSPC 고압 및 초고압 청수세정
(High and Ultra-high
pressure water jet
cleaning)
No.5
청수를 초고압으로 분사하여 피도체 표면에 존재하는 구도막, 녹, 흑피, 느슨한 녹을 제거하는 세정방법이다. 표면 처리 등급은 구도막 및 이물질을 오염제거 상태에 대한 4단계등급(WJ1, WJ2, WJ3, WJ4)과 수용성 염물질 제거 항태에 대하여 3단계등급(SCI, SC2, SC3)로 구별된다.
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SSPC-SP10(SA 2.5)

본 시방은 도면에 표기된 철재 외부의 우레탄 페인트 마감공사에 적용하며 우수한 방청력, 내후성, 내약품성, 내염수성 및 내마모성이 우수한 무기질 징크 하도, 에폭시 중도 및 우레탄 상도를 SYSTEM으로 하는 사양으로서 견본을 제출하여 감독관의 승인을 득한 후 적용한다.

적용범위

  • 부식환경에 있는 외부 철재 보호용(공장, 해안 지역)
  • 고내후성 및 방청성을 요구하는 철재마감

시공

바탕처리
  • 소지 표면의 먼지, 유분 등 기타 오염물은 완전히 제거하여야 한다.
  • 도장할 부위는 준나금속 Sa 2 ½(표면조도 25∼75㎛)이상 블라스팅 세정하여야 한다.
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도장사양
도장사양
구분 제품명 도막두께 도장방법 색상 비고
하도 무기질 징크 프라이마 75 ㎛ S 무광, 회색 고도의 방청력을 지닌 규산 아연말 도료
중도 에폭시 중도 H.B. 100 ㎛ S 무광, 모든색 부식과 마모의 견딤성이 우수한 소지보호용 중도
상도 우레탄 상도 40 ㎛ B, R, S 유광, 모든색 내화학성 및 내후성이 뛰어난 마감용 도료

※ 도장방법의 약어 : B → 붓, R → 로울러, S → 스프레이

제품별 도장방법
하도
  • 바탕처리가 끝난 후 무기질 징크 프라이마의 주제와 아연말 파우더를 혼합한 다음 스프레이로 도막두께 75㎛ 1회 도장한다.
  • 필요시 희석제를 부피비로 도료량의 최대 20%까지 희석하여 도장한다. (철구조물 외부 도장사양서 우레탄 사양)
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무기질 징크 프라이마 도장 후

중도
  • 무기질 징크 프라이마 도장 후 20℃에서 상대습도 65% 이상에서 최소 24시간 경화한 다음 에폭시 H.B 주제와 경화제를 지정 부피비로 혼합하여 반드시 스프레이로 도장한다. (붓 또는 로울러 도장은 부분 도장이나 보수 도장시에만 사용)
  • 기포발생 방지를 위해 희석제 도료량의 최대 50% 희석하여 MIST COAT로 선행도장 후 본도장을 실시하여 전체 도막두께가 100㎛이 되도록 한다.
  • 에폭시 중도 H.B 본도장 시에는 희석제를 도료량의 최대 25%까지 희석하여 도장한다.
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상도
  • 중도도장 후 20℃에서 최소 18시간 경과후 우레탄 상도 주제와 경화제를 지정 부피비로 충분히 혼합하고 로울러 또는 스프레이로 도막두께 40㎛ 2회 도장하여 마감한다.
  • 이때, 재도장 간격은 20℃에서 18시간 이상 경과후이다.
  • 필요시 희석제를 도료량의 최대 10%까지 희석하여 도장한다.
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상도도장 완료

도장시 주의사항
  • 도장 및 경화시 주위온도는 10℃이상이 적합하며, 수분의 응축을 피하기 위하여 표면온도는 이슬점보다 2.7℃ 이상이어야 한다.
  • 각 도료는 도장전 주제와 경화제를 지시된 혼합비율에 따라 고속교반기(RPM 1,000-1,500)로 약 4-5분간 균일하게 혼합하여 도장하여야 한다.
  • 무기질 징크 프라이마는 상대습도가 낮으면 경화속도가 느리므로 24℃에서 1시간 건조후 물 스프레이로 상대습도를 높이면 경화속도가 빨라진다.
  • 무기질 프라이마는 SILICATE 수지에 다량의 구상 아연분을 첨가하여 제조된 도료로 표면이 다공성 도막이므로 후속 도장시 반드시 MIST COAT하여야 기포발생을 막을 수 있다.
  • 각 도료는 가사시간 및 재도장 간격을 준수하여 시공한다.
    - 무기질 징크 프라이마 ⇒ 가사시간 : 10시간, 재도장간격 : 24시간 이상 (20℃ 기준)
    - 에폭시중도 H.B ⇒ 가사시간 : 8시간, 재도장간격 : 18시간 ~ 7일 (20℃ 기준)
    - 우레탄 상도 ⇒ 가사시간 : 4시간, 재도장간격 : 18시간 이상 (20℃ 기준)