Corrosie bescherming:
Corrosie is een ongewenste chemische of elektromagnetische aantasting van het oppervlak van een metaal.
Er zijn verschillende soorten corrosie:
- Universele corrosie--> het hele oppervlak verkleurd
- contact corrosie--> als een edel en een onedel metaal elkaar raken kan ook corrosie optreden
- beluchtings verschillen--> komt voor op bijvoorbeeld schroefdraad van een moer, door het verschil in klimaat kan ook corrosie optreden
- put corrosie--> corrosie op een specifieke plek
- interkristalijne corrosie--> het materiaal valt uit elkaar als zand
- spannings corrosie--> als er trekspanning op een product staat kan het voorkomen dat er corrosie optreed in een klein scheurtje, wat zich langzaam uitberijd tot het product zijn kracht verliest. Dit komt vooral voor bij RVS constructies in een chloor klimaat (zwembaden), koolstofstaal is beter bestand tegen deze corrosie
Het princiepen van corrosie: er gaat een stroompje lopen van een edel metaal, naar een onedel metaal. onedel komt in een oplossing die het edele metaal beschermt.
er is een standaard verdeling van metalen in edel, onedel en extreem onedel, echter, deze verdeling kan zich aanpassen naar het klimaat waar het materiaal zich in bevind. in een zout klimaat zoals we dat hier aan de kust hebben is zink bijvoorbeeld onedeler dan aluminium.
Corrosie Bestrijding:
- Weet in welke omgeving je product word toegepast
- Hoe lang moet het product mee gaan?
- ontwerp corrosie bewust, als ergens vuil kan ophopen zal dat corrosie bevorderen
- kies je materiaal, en de beveiligingen bewust voor de toepassing
- kan er onderhoud gepleegd worden aan je product
- word er ook onderhoud gepleegd aan je product?
Als uit deze punten komt dat je product waarschijnlijk gaat corroderen (ga er maar van uit), dan is het tijd om na te gaan denken over corrosie voorkomen.
Om corrosie te voorkomen kan je de volgende stappen overwegen.
- een organische deklaag--> verf, een poeder coating
- een metalen deklaag
- een kathodische beschermlaag--> er word door middel van anoden spanning op het oppervlak gebracht, om de chemische werking van corrosie tegen te gaan. Een goed voorbeeld zijn schepen, waar grote aluminium anoden worden aangebracht op de romp.
-een combinatie van een deklaag en een kathodische bescherlaag
de meest betrouwbare bescherming tegen corrosie is het verzinken van je product, dit kan op verschillende manieren.
- thermisch verzinken, discontinu--> het dompelen van je product in een zink bad
- elektrolytisch verzinken --> je product word negatief geladen, en in een bad met zink-ionen gedompeld
- zinkspuiten --> in een spuit "pistool" word een zinkstaaf, of zinkpoeder door een vlam geleid, het zink smelt en word naar het product geblazen, daar slaat het neer. Dit word gebruikt voor producten die te groot zijn om in een dompelbad te passen.
- sheradiseren --> dit is geschikt voor kleine onderdelen. de producten worden in een trommel geplaatst, samen met zinkpoeder. de trommel word in een oven geplaatst waar zich een ijzer-zink corrosie laag vormt. deze laag is zeer slijtage bestand.
- mechanisch verzinken--> onderdelen worden samen met glaskorrels, water en chemicaliën in een roterende hoekige trommel geplaatst, hierna word zinkpoeder toegevoegd. Het resultaat is een egale zinklaag over alle onderdelen en oppervlakken.
- continu verzinken--> dit word gebruikt om plaatstaal en draad te verzinken, het materiaal word op een lopende band door de lijn getransporteerd, voorverwarmt, en door een zink bad geleid.
voor thermisch verzinken worden de volgende stappen toegepast.
- schoonmaken -> alle oppervlakken worden olie en vetvrij gemaakt, en gespoeld.
- roest verwijderen -> in een bad met zoutzuur en beitsremmer word het oppervlak gereinigd, de beitsremmer is toegevoegd om te voorkomen dat het zoutzuur ook het basis materiaal verteerd. Hierna wederom spoelen
- pre flux --> dit is het S39 (bekend van solderen, shame on you als je het niet kent) van thermisch verzinken, dit zorgt dat de zinklaag goed hecht.
- verzinken -> het product word in een zink bad gedompeld van 450 graden Celsius.
Opbouw verzinkings lagen
Na het verzinkings procces vormt zich een legerings laag van 2 micro meter tot 200 micro meter. Bij thermisch verzinken ziet deze er als volgt uit:
een Thermische zinklaag
- is een betrouwbaare applicatie, er vormt een gesloten laag over het product
- is makkelijk te controleren op afwijkingen
- is een uitstekende hechtlaag, met een hoge slijt weerstand
- is een goede beschermlaag van randen en kanten
- is een kathodische beschermlaag
- vraagt weinig onderhoud door de lange levensduur
De diktes van de zinklagen verschillen per methode:
- 3-25 micro meter --> elektrolytisch verzinken
- 15-40 micro meter -> continu thermisch verzinken
- 45-200 micro meter -> discontinu thermisch verzinken
Slijtage van beschermlaagen:
- zink -> 500 "omwentelingen" voor 10 micro meter
- verf -> ~100 "omwentelingen" voor 10 micro meter
een zinklaag is dus gemiddeld 5x zo sterk als een verflaag
Een zinklaag is in het midden het sterkst, daar waar de zink- staal legering vormt.
om deze reden kan de zinklaag een redelijke belasting aan, maar is erg gevoelig voor puntbelastingen. Dikkere zinklagen zijn hier ook gevoelliger voor, om deze reden zijn lagen van 70 micro meter het gunstigst.
Kantendekking
organische deklagen zoals verf hebben de eigenschap dat ze zich terug trekken van hoeken, met een afronding van 1.5mm kan 90% van de dikte worden bereikt op de hoeken.
een zinklaag is juist het dikst op de hoeken, omdat de laag groeit vanuit het materiaal, hier kan de zinklaag dus zwakker worden.
een zinklaag zorgt ook voor kathodische bescherming -> als er een gat valt in de zinklaag, en daar komt vocht bij, vormt er Zn(OH3) -> dit zout zorgt ervoor dat het basis materiaal niet aangetast word, maar kan wel voor verkleuring in het materiaal zorgen.
Ontwerprichtlijnen
- bij holle profielen moeten er voldoende gaten zijn om lucht, water en zink vrij door te laten stromen. Als er vocht op hoopt in een constructie, en deze word in het zink bad gedompeld, vind er een ontploffing plaats omdat het water 1200 keer in volume toeneemt.
- vermijd overlappingen, of op elkaar gelaste vlakken
- las in de juiste volgorde om spanningen in je product te voorkomen (van binnen naar buiten) -> bij 450 graden is staal nog maar half zo sterk, en zullen enige spanningen je product vervormen
- let op de samenstelling van het staal, elementen zoals Si kunnen ongewenste resultaten veroorzaken
- afmetingen van de zinkbaden:
de langste is: 19m
de breedste is 2.5m
de diepste is 3.5m
een bad van 19x2.5x3.5 bestaat niet....
- boor gaten overal waar materiaal kan ophopen, als dit niet gebeurd zal de verzinker dat doen, zonder de ontwerper te raadplegen.
de samenstelling van je staal is ook van grote invloed op de zinklaag, elementen als Si en fosfor hebben een negatief effect op je zinklaag.
verbindingen en montage
- bevestegings middelen ook verzinken
- vermijd contact erosie, RVS in zink gaat, zink in RVS is binnen 2 maanden weg
- lassen: zinklaag wegsleipen, lassen, grondig nabewerken en reconditioneren
- montagebeschadigingen gelijk reconditioneren
de levensduur van een zinklaag is recht evenredig met de dikte van de laag, door vorming van zinkcarbonaat aan het oppervlak.
Locale omstandigheden kunnen dit beïnvloeden, chemicaliën en druk verminderen de levensduur
Corrosie snelheid volgens de ISO 9223 hangt af van:
- time of wetness
- SO2 lichtgehalte
- Cl concentratie
aan de hand van deze criteria is de wereld in klassen verdeeld, C1 tot C5, nederland zit in klasse C3, dit houd in dat er 1, tot 1.2 micron meter per jaar afslijt
- geeft kleur
- voorkomen afspoeling zink corrosie producten
- verlenging levensduur ->synergretisch effect-> er vormt geen onderroest, dus de verf blijft langer zitten
Duurzaamheid
80% van al het zink zal in de toekomst worden hergebruikt
30% van het zink is al hergebruikt
om 1 kg staal te verzinken is 3,4 tot 5,3 MJ nodig, dat staat gelijk aan 0.1 tot 0.33 kg CO2.
de zinklaag heeft een levensduur van +50 jaar
Wat kan er "fout" gaan:
- zinkdruppels -> het product is niet schuin genoeg gehouden, de verzinker zal dit weg moeten veilen
- zinkverdikingen -> als dit de functie van het product belemmerd zal het opnieuw verzonken moeten worden.
nog een tip: als een holle constructie buiten staat, zorg dat water er altijd uit kan, ook al is de bovenkant "dicht".
Het was een stevige presentatie van ongeveer 2 uur, en ik heb er ontzettend veel geleerd. Ik heb naslagwerken die ik de rest van mijn studie kan gebruiken als ik metaalen onderdelen moet ontwerpen voor buiten gebruik.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten