게리 W. 댈린, P. Eng. 건물용 사전 도장된 금속 코팅 강철 패널은 수년 동안 성공적으로 사용되었습니다. 그 인기를 보여주는 한 가지 증거는 캐나다와 전 세계에서 사전 도장된 강철 지붕이 널리 사용된다는 것입니다.
금속 지붕은 비금속 지붕보다 수명이 2~3배 더 깁니다. 1 금속 건물은 북미 전체 비주거용 저층 건물의 거의 절반을 차지하며, 이들 건물 중 상당 부분이 지붕과 벽에 사전 도장되고 금속 코팅된 강철 패널을 갖추고 있습니다.
코팅 시스템(예: 전처리, 프라이머 및 상도)의 적절한 사양은 다양한 응용 분야에서 도장된 강철 지붕 및 금속 코팅 벽의 서비스 수명을 20년 이상 보장할 수 있습니다. 이러한 긴 사용 수명을 달성하기 위해 컬러 도금 강판 제조업체 및 제조업체는 다음과 같은 관련 문제를 고려해야 합니다.
환경 문제 사전 도장된 금속 코팅 강철 제품을 선택할 때 고려해야 할 첫 번째 요소 중 하나는 사용 환경입니다. 2 환경에는 해당 지역의 일반적인 기후와 지역적 영향이 포함됩니다.
위치의 위도에 따라 제품이 노출되는 UV 방사선의 양과 강도, 연간 일조 시간, 사전 도장된 패널의 노출 각도가 결정됩니다. 분명히, 저위도 사막 지역에 위치한 건물의 낮은 각도(즉, 평평한) 지붕에는 조기 퇴색, 백화 및 균열을 방지하기 위해 UV 방지 프라이머 및 마감 시스템이 필요합니다. 반면, 자외선은 흐린 기후의 고위도 지역에 위치한 건물 벽의 수직 클래딩을 훨씬 덜 손상시킵니다.
습한 시간은 비, 높은 습도, 안개 및 결로로 인해 지붕과 벽 클래딩이 축축해지는 시간입니다. 페인트 시스템은 습기로부터 보호되지 않습니다. 충분히 오랫동안 젖은 상태로 놔두면 수분이 결국 코팅 아래의 기판에 도달하여 부식되기 시작합니다. 대기 중에 존재하는 이산화황 및 염화물과 같은 화학 오염물질의 양에 따라 부식 속도가 결정됩니다.
고려해야 할 지역적 또는 미기후적 영향에는 풍향, 산업에 의한 오염 물질 퇴적 및 해양 환경이 포함됩니다.
코팅 시스템을 선택할 때 일반적인 풍향을 고려해야 합니다. 건물이 화학적 오염원의 바람이 부는 방향에 있는 경우 주의를 기울여야 합니다. 기체 및 고체 배기 가스는 페인트 시스템에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 중공업 지역 5km(3.1마일) 내 부식성은 풍향과 현지 기상 조건에 따라 보통 수준에서 심각 수준까지 다양합니다. 이 거리를 넘어서면 식물의 오염 영향과 관련된 영향은 일반적으로 감소됩니다.
도장된 건물이 해안에 가까우면 염수의 영향이 심각할 수 있습니다. 해안선에서 최대 300m(984피트)까지가 중요할 수 있으며, 해상 바람에 따라 내륙 최대 5km까지, 심지어 더 멀리까지 상당한 영향을 느낄 수 있습니다. 캐나다의 대서양 연안은 그러한 기후 강제력이 발생할 수 있는 지역 중 하나입니다.
제안된 건설 현장의 부식성이 분명하지 않은 경우 현지 조사를 수행하는 것이 유용할 수 있습니다. 환경 관측소의 데이터는 강수량, 습도, 기온에 대한 정보를 제공하므로 유용합니다. 산업, 도로, 바다 소금에서 나오는 미립자 물질이 있는지 보호된 노출되고 깨끗하지 않은 표면을 검사하십시오. 인근 구조물의 성능을 점검해야 합니다. 아연 도금 울타리, 아연 도금 또는 사전 도장된 클래딩, 지붕, 홈통 및 후레싱과 같은 건축 자재가 10~15년 후에도 양호한 상태라면 환경이 부식되지 않을 수 있습니다. 불과 몇 년 후에 구조에 문제가 생기면 주의를 기울이는 것이 현명합니다.
페인트 공급업체는 특정 응용 분야에 페인트 시스템을 추천할 수 있는 지식과 경험을 가지고 있습니다.
금속 코팅 패널에 대한 권장 사항 페인트 아래의 금속 코팅 두께는 현장에서 사전 도장된 패널의 사용 수명에 상당한 영향을 미치며, 특히 아연 도금 패널의 경우 더욱 그렇습니다. 금속 코팅이 두꺼울수록 절단 가장자리, 긁힘 또는 도장의 무결성이 손상되는 기타 영역의 언더컷 부식 속도가 낮아집니다.
페인트에 절단 또는 손상이 있고 아연 또는 아연 기반 합금이 노출된 금속 코팅의 전단 부식. 부식 반응으로 인해 코팅이 소모되면서 페인트는 접착력을 잃고 표면에서 벗겨집니다. 금속 코팅이 두꺼울수록 언더커팅 속도가 느려지고 크로스커팅 속도도 느려집니다.
아연 도금의 경우, 특히 지붕의 경우 아연 코팅 두께의 중요성은 많은 아연 도금 강판 제품 제조업체가 용융 아연 도금(아연 도금) 또는 아연-철 합금 강판에 대해 ASTM A653 표준 사양을 권장하는 이유 중 하나입니다. 침지 공정(아연도금 어닐링), 코팅 중량(즉, 질량) 지정 G90(즉, 0.90oz/sqft) Z275(즉, 275g/m2) 대부분의 사전 도장된 아연도금 적용 시트에 적합합니다. 55% AlZn 사전 코팅의 경우 여러 가지 이유로 두께 문제가 더욱 어려워집니다. ASTM A792/A792M, 강판에 대한 표준 사양, 55% 용융 알루미늄-아연 합금 코팅 중량(예: 질량) 지정 AZ50(AZM150)은 장기간 작업에 적합한 것으로 나타났기 때문에 일반적으로 권장되는 코팅입니다.
명심해야 할 한 가지 측면은 롤 코팅 작업에서는 일반적으로 크롬 기반 화학 물질로 부동태화 처리된 금속 코팅 시트를 사용할 수 없다는 것입니다. 이러한 화학 물질은 페인트 라인의 세척제와 전처리 용액을 오염시킬 수 있으므로 부동태화 처리되지 않은 보드가 가장 일반적으로 사용됩니다. 3
아연도금처리(GA)는 단단하고 부서지기 쉬운 특성으로 인해 도장강판 생산에 사용되지 않습니다. 페인트와 아연-철 합금 코팅 사이의 결합은 코팅과 강철 사이의 결합보다 더 강합니다. 성형이나 충격을 가하는 동안 GA는 페인트 아래에서 갈라지고 박리되어 두 층이 모두 벗겨지게 됩니다.
페인트 시스템 고려 사항 좋은 성능을 보장하는 가장 중요한 측면 중 하나는 해당 작업에 사용되는 페인트입니다. 예를 들어, 햇빛이 많이 들고 자외선에 강하게 노출되는 지역에서는 퇴색 방지 마감재를 선택하는 것이 중요하고, 습도가 높은 지역에서는 습기 유입을 방지하도록 전처리 및 마감재를 설계합니다. (용도별 코팅 시스템과 관련된 문제는 많고 복잡하며 이 기사의 범위를 벗어납니다.)
도장된 아연도금 강철의 내식성은 아연 표면과 유기 코팅 사이 계면의 화학적, 물리적 안정성에 의해 크게 영향을 받습니다. 최근까지 아연 도금은 혼합 산화물 화학 처리를 사용하여 계면 결합을 제공했습니다. 이러한 재료는 점점 더 두껍고 부식에 강한 인산아연 코팅으로 대체되고 있으며, 이는 필름 아래의 부식에 더 잘 견딥니다. 인산 아연은 해양 환경과 장기간의 습한 환경에서 특히 효과적입니다.
ASTM A755/A755M은 금속 도금 강판 제품에 적용 가능한 코팅에 대한 일반적인 개요를 제공하는 문서로 "강판, 용융 코팅 금속"이라고 하며, 다음과 같은 영향을 받는 건축 제품에 대해 코일 코팅으로 사전 코팅됩니다. 외부 환경.
사전 코팅된 롤 코팅을 위한 공정 고려사항 현장에서 사전 코팅된 제품의 수명에 영향을 미치는 중요한 변수 중 하나는 사전 코팅된 시트의 제작입니다. 사전 코팅된 롤의 코팅 공정은 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 현장에서 페인트가 벗겨지거나 기포가 생기는 것을 방지하려면 페인트 접착력이 좋아야 합니다. 우수한 접착력에는 잘 제어된 롤 코팅 처리 기술이 필요합니다. 롤 페인팅 과정은 현장의 서비스 수명에 영향을 미칩니다. 다루는 문제:
건물용 사전 도장 시트를 생산하는 롤 코팅 제조업체는 이러한 문제를 적절하게 제어할 수 있는 잘 확립된 품질 시스템을 갖추고 있습니다. 4
프로파일링 및 패널 디자인 특징 패널 디자인의 중요성, 특히 성형 리브를 따른 굽힘 반경은 또 다른 중요한 문제입니다. 앞서 언급한 것처럼 아연 부식은 도막이 손상된 곳에서 발생합니다. 패널이 작은 굽힘 반경으로 설계되면 도장면에 항상 균열이 발생합니다. 이러한 균열은 종종 작으며 흔히 "미세균열"이라고 불립니다. 그러나 금속 코팅이 노출되어 압연 패널의 굽힘 반경을 따라 부식 속도가 증가할 가능성이 있습니다.
굽힘 부분에 미세 균열이 발생할 가능성이 있다고 해서 깊은 부분이 불가능하다는 의미는 아닙니다. 설계자는 이러한 부분을 수용할 수 있도록 가능한 가장 큰 굽힘 반경을 제공해야 합니다.
패널 및 롤 성형 기계 설계의 중요성 외에도 롤 성형 기계의 작동도 현장 생산성에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 롤러 세트의 위치는 실제 굽힘 반경에 영향을 미칩니다. 정렬이 올바르게 수행되지 않으면 굽힘으로 인해 부드럽고 매끄러운 굽힘 반경 대신 프로파일 굽힘에 날카로운 꼬임이 발생할 수 있습니다. 이러한 "단단한" 굽힘은 더욱 심각한 미세균열을 초래할 수 있습니다. 짝을 이루는 롤러가 페인트칠을 긁지 않는 것도 중요합니다. 이렇게 하면 페인트가 굽힘 작업에 적응하는 능력이 감소하기 때문입니다. 쿠션은 프로파일링 중에 식별해야 하는 또 다른 관련 문제입니다. 스프링백을 허용하는 일반적인 방법은 패널을 "꼬이는" 것입니다. 이는 필요하지만 프로파일링 작업 중 과도한 굽힘으로 인해 더 많은 미세 균열이 발생합니다. 마찬가지로 건축용 패널 제조업체의 품질 관리 절차도 이러한 문제를 해결하도록 설계되었습니다.
사전 도장된 강철 패널을 굴릴 때 "오일 캔" 또는 "포켓"으로 알려진 상태가 때때로 발생합니다. 넓은 벽이나 평평한 부분(예: 건물 프로필)이 있는 패널 프로필은 특히 취약합니다. 이러한 상황은 지붕과 벽에 패널을 설치할 때 허용할 수 없는 물결 모양 모양을 만듭니다. 오일캔은 들어오는 Sheet의 평탄도 불량, Roller Press 작업 및 장착 방법 등 다양한 원인으로 발생할 수 있으며, 성형 중 Sheet의 세로 방향으로 압축 응력이 발생하여 Sheet가 좌굴되어 발생하는 경우도 있습니다. 시트. 패널. 5 이러한 탄성 좌굴은 강철의 항복강도 연신율(YPE), 즉 강철이 늘어날 때 발생하는 스틱슬립 변형이 낮거나 0이기 때문에 발생합니다.
압연 중에 시트는 두께 방향으로 얇아지고 웹 영역에서 세로 방향으로 수축하려고 합니다. 낮은 YPE 강에서는 굽힘에 인접한 변형되지 않은 영역이 세로 수축으로부터 보호되고 압축됩니다. 압축 응력이 제한 탄성 좌굴 응력을 초과하면 벽 영역에 포켓파가 발생합니다.
High YPE 강은 굽힘에 초점을 맞춘 국부적인 박화에 더 많은 응력이 사용되어 길이 방향으로의 응력 전달이 적기 때문에 변형성이 향상됩니다. 따라서 불연속(국소적) 유동성 현상이 사용됩니다. 따라서 YPE가 4%보다 큰 사전 도장된 강철은 만족스럽게 건축 프로파일에 압연될 수 있습니다. 낮은 YPE 재료는 밀 설정, 강철 두께 및 패널 프로파일에 따라 오일 탱크 없이 압연할 수 있습니다.
프로파일을 형성하는 데 더 많은 지지대를 사용하고 강철 두께가 증가하며 굽힘 반경이 증가하고 벽 폭이 감소함에 따라 오일 탱크의 무거움이 감소합니다. YPE가 6%보다 높으면 압연 중에 가우징(즉, 상당한 국부적 변형)이 발생할 수 있습니다. 제조 중 적절한 피부 훈련을 통해 이를 제어할 수 있습니다. 철강 제조업체는 제조 공정에서 허용 가능한 한도 내에서 YPE를 생산할 수 있도록 건축용 패널에 사전 도장된 패널을 공급할 때 이 점을 인지해야 합니다.
보관 및 취급 고려 사항 아마도 현장 보관과 관련하여 가장 중요한 문제는 패널을 건물에 설치할 때까지 건조한 상태로 유지하는 것입니다. 비나 결로로 인해 인접한 패널 사이에 습기가 침투하여 패널 표면이 빨리 건조되지 않으면 바람직하지 않은 일이 발생할 수 있습니다. 페인트 접착력이 저하되어 패널을 사용하기 전에 페인트와 아연 코팅 사이에 작은 공기 주머니가 생길 수 있습니다. 말할 필요도 없이 이러한 동작은 사용 중 페인트 접착력 손실을 가속화할 수 있습니다.
때로는 건설 현장의 패널 사이에 습기가 있으면 패널에 흰 녹이 발생할 수 있습니다(예: 아연 코팅 부식). 이는 미적으로 바람직하지 않을 뿐만 아니라 패널을 사용할 수 없게 만들 수도 있습니다.
작업장에서 종이 뭉치를 내부에 보관할 수 없는 경우 종이로 포장해야 합니다. 베일에 물이 쌓이지 않도록 종이를 적용해야 합니다. 최소한 포장물을 방수포로 덮어야 합니다. 물이 자유롭게 배수될 수 있도록 바닥이 열려 있습니다. 또한 응결 시 건조 번들에 자유로운 공기 흐름을 보장합니다. 6
건축 설계 고려 사항 부식은 습한 날씨에 큰 영향을 받습니다. 따라서 가장 중요한 설계 규칙 중 하나는 모든 빗물과 눈이 녹은 물이 건물에서 배수될 수 있도록 하는 것입니다. 물이 축적되어 건물에 닿아서는 안 됩니다.
약간 경사진 지붕은 높은 수준의 자외선, 산성비, 미립자 물질 및 바람에 날리는 화학 물질에 노출되므로 부식에 가장 취약합니다. 천장, 환기, 에어컨 장비 및 통로에 물이 쌓이는 것을 방지하기 위해 모든 노력을 기울여야 합니다.
배수로 가장자리의 침수는 지붕의 경사에 따라 달라집니다. 경사가 높을수록 물받이 가장자리의 부식성이 좋아집니다. 또한, 갈바닉 부식을 방지하기 위해 강철, 알루미늄, 구리, 납 등 이종 금속을 전기적으로 절연해야 하며, 한 재료에서 다른 재료로 물이 흐르지 않도록 배수 경로를 설계해야 합니다. UV 손상을 줄이려면 지붕에 더 밝은 색상을 사용하는 것이 좋습니다.
또한, 건물 내 지붕에 눈이 많이 쌓여 장기간 지붕에 눈이 남아 있는 곳에서는 패널의 수명이 단축될 수 있습니다. 지붕 슬래브 아래 공간이 따뜻하도록 건물을 설계하면 슬래브 옆의 눈이 겨울 내내 녹을 수 있습니다. 이러한 지속적인 느린 용융은 도장된 패널의 영구적인 물 접촉(즉, 장기간의 습윤)을 초래합니다.
앞서 언급한 바와 같이 결국 물이 페인트 필름을 통해 스며들어 부식이 심해져 지붕 수명이 비정상적으로 짧아지게 됩니다. 내부 지붕이 단열되고 지붕널 밑면이 차갑게 유지되면 외부 표면과 접촉한 눈이 영구적으로 녹지 않으며 장기간의 습기로 인한 페인트 기포 및 아연 부식이 방지됩니다. 또한 페인트 시스템이 두꺼울수록 습기가 기판에 침투하는 데 시간이 더 오래 걸립니다.
벽 수직 측벽은 보호된 표면을 제외하고 건물의 나머지 부분보다 풍화 및 손상이 적습니다. 또한 벽 릴리프 및 선반과 같은 보호 구역에 위치한 클래딩은 햇빛과 비에 덜 노출됩니다. 이러한 장소에서는 비와 결로에 의해 오염 물질이 씻겨 나가지 않고 직사광선이 없어 건조되지 않기 때문에 부식이 더욱 심해집니다. 산업이나 해양 환경이나 주요 고속도로 근처의 보호 노출에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
벽 클래딩의 수평 부분은 물과 먼지의 축적을 방지하기 위해 충분한 경사를 가져야 합니다. 이는 지하 썰물에 특히 중요합니다. 경사가 충분하지 않으면 벽 클래딩과 그 위의 클래딩이 부식될 수 있기 때문입니다.
지붕과 마찬가지로 강철, 알루미늄, 구리, 납과 같은 이종 금속도 갈바니 부식을 방지하기 위해 전기적으로 절연되어야 합니다. 또한 눈이 많이 쌓이는 지역에서는 부식이 측면 사이딩 문제가 될 수 있습니다. 가능하다면 건물 근처에서 눈을 치우거나 건물에 영구적인 눈이 녹는 것을 방지하기 위해 우수한 단열재를 설치해야 합니다. 패널 표면.
단열재는 젖어서는 안 되며, 만약 그렇다면 사전 도장된 패널과 접촉하지 않도록 해야 합니다. 단열재가 젖으면 빨리 건조되지 않고(전혀) 패널이 장시간 노출에 노출되게 됩니다. 습기 – - 이 조건은 고장을 가속화하게 됩니다. 예를 들어, 측벽 패널 하단의 단열재가 바닥으로의 물 유입으로 인해 젖을 경우, 패널 하단을 측벽 패널 바로 위에 설치하는 것보다 패널이 바닥과 겹치는 디자인이 더 바람직할 것으로 보입니다. 맨 아래. 이 문제가 발생할 가능성을 최소화하십시오.
55% 알루미늄-아연 합금 코팅으로 코팅된 사전 도장된 패널은 젖은 콘크리트와 직접 접촉해서는 안 됩니다. 콘크리트의 높은 알칼리성으로 인해 알루미늄이 부식되어 코팅이 벗겨질 수 있습니다. 7 적용 분야에 패널을 관통하는 패스너를 사용하는 경우 서비스 수명이 도장된 패널의 수명과 일치하도록 선택해야 합니다. 오늘날 내부식성을 위해 헤드에 유기 코팅이 된 일부 나사/조임쇠가 있으며 이는 지붕/벽 클래딩에 맞게 다양한 색상으로 제공됩니다.
설치 고려 사항 특히 지붕의 경우 현장 설치와 관련된 가장 중요한 두 가지 문제는 패널이 지붕을 가로질러 이동하는 방식과 작업자의 신발 및 도구의 영향일 수 있습니다. 절단 중에 패널 가장자리에 버가 형성되면 패널이 서로 미끄러지면서 페인트 필름이 아연 코팅을 긁을 수 있습니다. 앞서 언급했듯이 페인트의 무결성이 손상되면 금속 코팅이 더 빨리 부식되기 시작하여 사전 도장된 패널의 수명에 부정적인 영향을 미칩니다. 마찬가지로 작업자의 신발도 비슷한 긁힘을 일으킬 수 있습니다. 신발이나 부츠는 작은 돌이나 강철 드릴이 밑창에 들어가는 것을 허용하지 않는 것이 중요합니다.
작은 구멍 및/또는 노치("칩")는 조립, 고정 및 마감 중에 종종 형성됩니다. 여기에는 강철이 포함되어 있다는 점을 기억하십시오. 작업이 완료된 후 또는 그 전에도 강철이 부식되어 심한 녹 얼룩이 남을 수 있습니다. 특히 페인트 색상이 더 밝은 경우 더욱 그렇습니다. 많은 경우 이러한 변색은 사전 도장된 패널의 실제 조기 저하로 간주되며, 미적 고려 사항과는 별개로 건물 소유자는 건물이 조기에 파손되지 않도록 해야 합니다. 지붕의 모든 부스러기는 즉시 제거되어야 합니다.
설치에 낮은 지붕이 포함된 경우 물이 쌓일 수 있습니다. 경사면 설계가 배수가 원활하게 이루어지도록 충분하더라도 물이 고이는 지역적 문제가 있을 수 있습니다. 걷거나 도구를 배치하는 등 작업자가 남긴 작은 찌그러짐은 자유롭게 배수할 수 없는 영역을 남길 수 있습니다. 자유로운 배수가 허용되지 않는 경우 물이 고여 있으면 페인트에 물집이 생길 수 있으며, 이로 인해 페인트가 넓은 영역에서 벗겨져 페인트 아래 금속이 더욱 심하게 부식될 수 있습니다. 건축 후 건물이 안정되면 지붕의 배수가 제대로 이루어지지 않을 수 있습니다.
유지 관리 고려 사항 건물의 도장된 패널의 간단한 유지 관리에는 가끔 물로 헹구는 작업이 포함됩니다. 패널이 비에 노출되는 설치(예: 지붕)의 경우 일반적으로 필요하지 않습니다. 그러나 처마밑 및 처마 아래 벽면과 같이 노출된 보호 구역에서는 6개월마다 청소하는 것이 패널 표면에서 부식성 염분 및 잔해물을 제거하는 데 도움이 됩니다.
만족스러운 결과를 얻으려면 먼저 표면의 작은 영역을 너무 개방되지 않은 곳에서 "시험 청소"하여 청소하는 것이 좋습니다.
또한 지붕에서 사용할 때는 나뭇잎, 흙, 건축물 유출수(예: 지붕 통풍구 주변의 먼지나 기타 잔해물)와 같은 부스러기를 제거하는 것이 중요합니다. 이러한 잔류물에는 가혹한 화학 물질이 포함되어 있지 않지만 오래 지속되는 지붕에 중요한 빠른 건조를 방해합니다.
또한 지붕의 눈을 제거하기 위해 금속 삽을 사용하지 마십시오. 이로 인해 페인트에 심각한 흠집이 생길 수 있습니다.
건물용 사전 도장된 금속 코팅 강철 패널은 수년간 문제 없이 사용할 수 있도록 설계되었습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 모든 페인트 레이어의 모양이 변경되어 다시 칠해야 하는 지점까지 변할 수 있습니다. 8
결론 사전 도장된 아연 도금 강판은 수십 년 동안 다양한 기후에서 건물 클래딩(지붕 및 벽)에 성공적으로 사용되었습니다. 올바른 페인트 시스템 선택, 세심한 구조 설계 및 정기적인 유지 관리를 통해 오랫동안 문제 없이 작동할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 6월 5일