Kollegen und Fachkollegen im technischen Außendienst stoßen bei Bauarbeiten häufig auf Probleme, bei denen Beschichtungen nicht richtig auf Kanten, scharfen Ecken oder spitzen Bereichen von Bauteilen haften, was zu freiliegendem Substrat oder frühem Rosten führt. Ich bin in meiner Arbeit schon mehrfach auf dieses Problem gestoßen. Lassen Sie uns dieses Problem im Detail untersuchen.
1. "Kantenretentionsrate" oder "Kantendeckungsrate"
Problemübersicht:
Wenn Beschichtungsmaterialien auf scharfe Kanten von Stahlkonstruktionen aufgetragen werden, ist eine häufige Problematik die mangelhafte Deckung an Kanten, Ecken oder Spitzen (zusammenfassend als Kanten bezeichnet). Dies ist besonders bei hellen Beschichtungen auffällig, oft gefolgt von frühem Rosten.
Traditionelle Perspektive:
In der Elektrotauchlackindustrie ist die konventionelle Annahme, dass eine reduzierte Beschichtungsdicke an Kanten, die dadurch verursacht wird, dass der Beschichtungsfilm während des Trocknens und Aushärtens abgezogen wird, der Hauptgrund für lokale Korrosion an Kanten ist. Diese Ansicht ist jedoch weder aus mechanischer noch aus praktischer Sicht haltbar.
2. Diskussion über "Kantenretentionsrate" oder "Kantendeckungsrate"
Das Konzept der "Kantenretentionsrate" oder "Kantendeckungsrate" wird oft diskutiert, erklärt aber möglicherweise nicht vollständig, warum Korrosion an Kanten auftritt. Darüber hinaus liefern aktuelle Testmethoden möglicherweise keine zuverlässigen Beweise, um die Wirksamkeit der Kantenbeschichtung zu validieren.
Kanten von Stahlkonstruktionen gehören zu den anspruchsvollsten Bereichen, die vor Korrosion geschützt werden müssen, typischerweise dort, wo sich zwei Ebenen in einem Winkel von 90° schneiden. Die traditionelle Ansicht führt Korrosion an diesen Kanten auf eine reduzierte Trockenfilmdicke (DFT) an der Kante zurück, die dadurch verursacht wird, dass der Beschichtungsfilm während des Aushärtens oder Trocknens abgezogen wird. Die Fähigkeit, eine ausreichende DFT an der Kante aufrechtzuerhalten, wird als Kantenretentionsrate bezeichnet, die durch Standards wie MIL-PRF-23236D und NACE TM0304 definiert ist. Diese Standards messen die Kantenretentionsrate als das Verhältnis der DFT an der Kante zur DFT auf benachbarten flachen Oberflächen, ausgedrückt als:
Gemäß MIL-PRF-23236D gilt eine Beschichtung als beständig gegen Kanteneffekte, wenn die durchschnittliche Kantenretentionsrate über drei Testproben 70 % beträgt, wobei keine einzelne Probe unter 50 % liegt.
3. Garantiert eine Kantenretentionsrate von 70 % Korrosionsbeständigkeit?
3.1 Antwort: Wahrscheinlich nicht
Das Konzept der Kantenretention für den Korrosionsschutz und die Reproduzierbarkeit oder Aussagekraft von Kantenretentionsratentests können mehrere Probleme aufweisen:
Aus der Definition ergibt sich, dass eine erfolgreiche Kantenretention von einer konsistenten DFT sowohl auf flachen Oberflächen als auch an der Kante abhängt. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, sicherzustellen, dass die Nassfilmdicke (WFT) an der Kante mit der auf flachen Oberflächen übereinstimmt. Für einen gültigen Vergleich sollte die WFT in beiden Bereichen während des Auftragens gleichmäßig sein, so dass die DFT nach dem Trocknen/Aushärten vergleichbar ist, vorausgesetzt, dass keine äußeren Kräfte die Beschichtung beeinflussen. Weder MIL-PRF-23236D noch NACE TM0304 erfordern die Messung der WFT an der Kante, wodurch es unmöglich ist, zu bestätigen, ob ausreichend oder übermäßig viel Beschichtung an der Kante aufgetragen wurde.
Beispiel:Wenn eine Beschichtung mit 50 % Feststoffgehalt mit einer WFT von 250 μm auf eine flache Oberfläche aufgetragen wird, beträgt die DFT 125 μm. Wenn jedoch aufgrund von Anwendungsvariationen nur 150 μm WFT an der Kante aufgetragen werden, beträgt die resultierende DFT 75 μm, was eine Kantenretentionsrate von 60 % ergibt und die Mindestanforderung von 70 % nicht erfüllt. Ohne die WFT an der Kante zu kennen, ist unklar, ob die reduzierte DFT auf äußere Kräfte oder ungleichmäßiges Auftragen zurückzuführen ist. Darüber hinaus können DFT-Messungen auf flachen Oberflächen variieren, und die Standards legen nicht fest, wie viele Messungen erforderlich sind oder wo sie durchgeführt werden sollen. Wenn beispielsweise eine flache Oberfläche eine DFT von 150 μm und eine andere 100 μm aufweist, beträgt die durchschnittliche DFT 125 μm, aber dieser Durchschnitt hat keine Relevanz im Vergleich zur Kanten-DFT. Die Oberflächenkontur der Kante hat ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf die DFT-Messungen auf flachen Oberflächen.
3.2 Beschichtungsauftragsmethoden:
Die Methode zum Auftragen von Beschichtungen kann die Dicke beeinflussen. Spritzauftrag auf Kanten kann zu ungleichmäßiger Beschichtung führen:
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Direktes Spritzen auf flache Oberflächen kann dazu führen, dass Kanten unbeschichtet oder unterbeschichtet bleiben.
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Abgewinkeltes Spritzen kann Kanten überbeschichten und gleichzeitig flache Oberflächen unterbeschichten.
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Direktes Spritzen auf Kanten kann die Beschichtungsdicke an der Kante reduzieren.
MIL-PRF-23236D erfordert das zuerst Spritzen flacher Oberflächen, gefolgt von direktem Spritzen auf Kanten. Diese Methode kann ausreichend Beschichtung um die Kante herum ansammeln, aber die Dicke direkt an der Kante reduzieren.
4. Fazit
Das Obige deutet darauf hin, dass die Kantenretentionsrate zwar als Indikator für den Kantenschutz dienen kann, Fehler in den Testmethoden jedoch die Fähigkeit beeinträchtigen, sie aussagekräftig zu messen. Diese Einschränkungen unterstreichen die Notwendigkeit verbesserter Testprotokolle, um eine zuverlässige Kantenbeschichtungsleistung zu gewährleisten.