Miten terästä voi suojata ruosteelta?

Teräs on erittäin monipuolinen materiaali. Teräs on hyvin lujaa ja mukautuvaa. Teräksiset rakenteet, kuten sillat, kaiteet tai hallit, ovat edullisia ja nopeita ja helppoja pystyttää. Teräksellä on kuitenkin tunnettu heikkous – ruoste.

Jos suojaamaton teräs altistetaan säärasitukselle, ruostuneita kohtia näkyy jo lyhyen ajan kuluttua. Tämän estämiseksi teräs tarvitsee aina sopivan ruostesuojauksen. Jotta ymmärtäisimme, miten terästä voi suojata ruosteelta, tarkastellaan ensin, miten ruoste ylipäätään syntyy.

Miten ruoste syntyy?

Ruoste syntyy, kun teräksen sisältämä rauta reagoi ilman hapen kanssa. Tällöin syntyy rautaoksidia, jota kutsutaan arkikielessä ruosteeksi. Kosteus ja suolat nopeuttavat tätä prosessia. Siksi ruostesuojaus on meren läheisyydessä sitäkin tärkeämpää.

Aluksi ruoste on vain ulkonäöllinen ongelma, mutta korroosion edetessä osat heikkenevät. Parvekekaiteen putki ohenee tällöin jatkuvasti ja voisi lopulta taittua kuormituksen alla.

Tämä on turvallisuusriski, eikä sitä saa tapahtua. Siksi teräsrakenteiden suojaamiseksi ruosteelta on monia keinoja.

Ruostesuojaus maalaamalla

Terästä voidaan suojata ruosteelta eri menetelmin. Hyvin yksinkertainen ja edullinen menetelmä on maalaus. Maalauksessa teräs päällystetään maalikerroksella, jolloin rauta ei enää pääse reagoimaan ilman hapen kanssa. Tämä korroosiosuoja säilyy niin kauan kuin maalikerros on ehjä ja halkeamaton. Jonkin ajan kuluttua maalikerros tulisi uusia suojavaikutuksen pidentämiseksi. Ongelmallisia ovat tällöin ontelot, koska niitä on vaikea tai mahdoton maalata. Niissä ei siis ole korroosiosuojaa. Nämä alueet ovat yleensä ainakin suojassa kosteudelta, joten hapettuminen etenee hitaammin. Myös ontelot tulisi kuitenkin aina pyrkiä suojaamaan. Jos maalaus ei ole mahdollista, voidaan käyttää myös onteloiden suoja-ainetta.

Ruostesuojaus jauhemaalaamalla

Jauhemaalaus vaikuttaa samaan tapaan kuin maalaus. Maalia ei kuitenkaan levitetä siveltimellä tai ruiskupäällä, vaan erityisellä laitteistolla. Jauhemaalauslaitteistossa maalijauhe varataan sähköstaattisesti, jolloin se tarttuu kappaleeseen. Sen jälkeen osa kuumennetaan, jolloin jauhe sulautuu pintaan yhtenäiseksi maalikerrokseksi.

Ruostesuojaus sinkitsemällä

Sinkityksessä sinkkikerros suojaa terästä paitsi eristämällä sen ympäristöstä myös katodisen korroosiosuojan avulla. Tällä tarkoitetaan lisäsuojaa, joka perustuu sinkkikerroksen ja teräksen erilaiseen sähköiseen potentiaaliin. Teräksen sijaan happi reagoi ensin sinkkikerroksen kanssa, kunnes se on kulunut loppuun. Tämä toimii jopa pienempien vaurioiden kohdalla, kuten naarmuissa, viilloissa tai porauksissa.

Sinkkikerroksen muodostamiseen on erilaisia menetelmiä. Kaiteissa tai suuremmissa teräspalkeissa valitaan yleensä kuumasinkitys. Siinä osat upotetaan sulaan sinkkiin. Sinkityksen toinen etu on, että osat pinnoittuvat myös sisältä. Osiin on kuitenkin porattava reiät, jotta ilma pääsee poistumaan ja sinkki valumaan pois.

Lisää sinkityksen menetelmistä ja kustannuksista.

Ruostumattomat teräkset

On myös teräksiä, jotka eivät ruostu – ainakaan normaaleissa olosuhteissa.

Näitä teräksiä jalostetaan lisäämällä niihin seosaineina kromia ja nikkeliä.

Seosaineiden osuudesta riippuen ruostumattomia teräksiä on eri laatuja, esim. V2A tai V4A. Teollisuudessa käytetään yleensä muita merkintöjä, kuten 304/316 tai 1.4301/1.4401.

On tärkeää tietää, että myös nämä teräkset voivat tietyissä olosuhteissa ruostua. Vaikuttavia tekijöitä ovat esim. suola (meri), kosteus, lämpötila tai kemikaalit. Mitä korkeammat vaatimukset, sitä suurempi on yleensä seosaineiden osuus. Nikkeli on hyvin kallista, minkä vuoksi ruostumaton teräs on selvästi kalliimpaa kuin tavallinen teräs.

Mikä on edullisin tapa suojata terästä korroosiolta?

Edullisimpia ovat yleensä maalaus tai kuumasinkitys. Uusien osien kustannusero ei ole kovin suuri ja riippuu myös osan geometriasta. Olemassa olevissa teräsrakenteissa maalaus on yleensä edullisempaa, koska osia ei tarvitse purkaa kokonaan ja kuljettaa. Ruostumaton teräs on selvästi kalliimpaa, ja siksi sitä käytetään yleensä vain ulkonäkösyistä, esim. kaiteissa, tai prosessiteollisuudessa.

Mikä korroosiosuojaus kestää pisimpään?

Pisimpään korroosiolta säilyy suojattuna ruostumaton teräs. Myös sinkityt osat kestävät ruostetta hyvin pitkään. Jos ne lisäksi maalataan, suoja-aika pitenee huomattavasti. Suoraan ulkona olevat maalatut osat tulisi maalata uudelleen muutaman vuoden kuluttua.

Viimeksi päivitetty 2. joulukuuta 2022, Andreas Janisch