Guidelines for the Protection of Steel Piles : Corrosive Marine Environment

Abstract

The corrosion of steel is a common phenomenon. In a marine environment, steel is corroded at an accelerated rate due to the atmospheric conditions. To combat this corrosion, steel piles are coated in order to protect them. As a major supplier of steel piles, Rautaruukki Oyj (Ruukki) commissioned this project in order to streamline their coating process. Currently Ruukki supplies a different coating system for almost every job; the aim of the project was to reduce the number of systems used to less than five, and then to produce an easy to use sales tool to aid Ruukki’s sales team. Key factors affecting the choice of paints included lead time, VOC content, substrate surface preparation and corrosion protection category.

Each protection system was required to be compatible with cathodic protection as this is common to almost all installations. All systems were required to adhere to the highest standards of protection according to ISO 12944-5, and had to be easily repairable if any transportation or installation damage should occur. One desirable feature of the coatings was the possibility of application in winter conditions; this was due to some uncertainty surrounding the location of the painting facility.

The result of the background research and meetings with both Ruukki’s staff and the paint suppliers was the selection of three different paint systems, all with unique selling points and varied qualities. Each paint was supplied by a different company; Tikkurila Oyj, Nor-Maali Oy and Steelpaint GmbH, and each paint was made from a different base material; epoxy, polyester and polyurethane respectively.

Suggestions for the next stage of the project include: laboratory tests to validate the claims of the paint suppliers; a time-axis flow chart comparison of systems in order to identify any other logistical difficulties such as packing the piles for transport; and finally and most importantly, incorporating all of these ideas into a cost analysis. The cost analysis was impossible to complete in the scope of this project due to suppliers not wanting to negotiate price at this level of proceedings.

Meri-ilmastossa teräs syöpyy nopeasti ankarien ilmasto-olosuhteiden vuoksi. Korroosion estämiseksi teräspaalut tavallisesti suojataan maalipinnoitteilla. Merkittävä teräspaalujen tuottaja Rautaruukki Oyj (Ruukki) antoi tämän opinnäytetyön tehtäväksi järkeistäkseen teräspaalujensa pinnoitusprosessia. Nykyisin Ruukki toimittaa eri pinnoitejärjestelmän lähes jokaiseen hankkeeseensa. Opinnäytetyön tarkoituksena oli vähentää käytettävien pinnoitejärjestelmien määrä alle viiteen ja tuottaa Ruukin myynti-tiimille helppokäyttöinen menetelmä pinnoitusmenetelmän valitsemiseksi. Avaintekijät pinnoitteiden valinnassa ovat läpimenoaika, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden määrä (VOC), perusmateriaalin pintakäsittely ja korroosiorasitusluokka.

Kaikkien pinnoitejärjestelmien on sovelluttava katodiseen suojaukseen, koska sen käyttö on yleistä lähes kaikissa asennuksissa. Kaikilta järjestelmiltä vaaditaan korkeimman suojausluokan mukainen adheesio standardin ISO 12944-5 mukaisesti ja niiden on oltava helposti korjausmaalattavissa, sillä kuljetuksessa tai asennuksessa syntyy helposti vaurioita. Työmaalle sijoitetun maalauslaitoksen vaihtelevista ympäristöolosuhteiden vuoksi maalipinnoitteen on oltava levitettävissä talviolosuhteissa.

Taustaselvitystyön sekä Ruukin henkilökunnan ja maalintoimittajien kanssa käytyjen neuvottelujen lopputuloksena valittiin kolme erilaista maalijärjestelmää, joilla kaikilla olivat omat myyntivalttinsa. Kunkin maalin toimitti eri yritys: Tikkurila Oyj, Nor-Maali Oy ja Steelpaint GmbH. Jokainen maali perustui erilaiseen hartsityyppiin: epoksiin, polyesteriin ja polyuretaaniin.

Ehdotuksina jatkotutkimusaiheiksi ovat: laboratoriotestit maalintoimittajien antamien tietojen todentamiseksi, järjestelmien aikaperusteinen vuokaaviovertailu muiden logististen vaikeuksien havaitsemiseksi, sekä lopuksi tärkeimpänä toimenpiteenä kaikkien näiden ajatusten yhdistäminen kustannusanalyysissä. Kustannustarkasteluja ei voitu tehdä tässä opinnäytetyössä, koska maalintoimittajat eivät halunneet antaa tuotteidensa hintatietoja.