Stralersgids voor roestpreventie

U hoeft niet ver te zoeken om geconfronteerd te worden met de enorme kosten van corrosie: gebarsten oliepijpleidingen, ingestorte bruggen, met lading beladen schepen op de bodem van de zee.

3,1%

van het BBP

       Geschatte kosten van corrosie voor de VS voor 2015:

          meer dan

            $ 500.000.000.000

Volgens politici is het repareren van onze afbrokkelende infrastructuur een van de
grootste uitdagingen van Amerika, en ze reserveren hiervoor geld.

Dit is geweldig nieuws voor stralers.

Oppervlaktevoorbereiding en beschermende coatings behoren tot de weinige industrieën die van deze 
wereldwijde verslechtering profiteren. Het vertegenwoordigt een groeimogelijkheid voor stralers die
begrijpen hoe oppervlakken voorbereid kunnen worden op het voorkomen van roest.

 

 

 

$ 1760

per persoon

rust-prevention-cover.jpg

WAT IS ROEST?

HOE ONTSTAAT ROEST?

HOE KAN U ROEST VOORKOMEN?

 

 

WAT IS ROEST?

Alle metalen corroderen door chemische reacties met de omgeving - met uitzondering van vier zeldzame metalen: iridium, niobium, osmium en tantaal.

Wanneer ijzer en ijzerlegeringen corroderen noemen we dit roesten.

Het product van corrosie is roest, ook wel gehydrateerd ijzeroxide genoemd:

IJZEROXIDE: FE203

iron-III-oxide-molecule-fe2o3-notext.png

Fe2O3.xH2O

oxygen-iron1-notext.png

Zuurstof wil
zich koppelen aan
deze twee
elektronen

WAAROM ONTSTAAT ER ROEST?

Zuurstof (O) is een zeer reactief element. Slechts één ander element (fluorine) heeft een hogere elektronegativiteit - dat wil zeggen, meer geneigd om elektronen te stelen dan zuurstof. Zuurstof zal stabiele bindingen vormen met vrijwel alle andere elementen om oxiden te vormen.

IJzer wil
deze
twee elektronen afgeven

oxygen-iron2-notext.png

 

 

IJzer (Fe) is een onedel metaal, wat betekent dat het geneigd is om elektronen af te geven (in tegenstelling tot edele metalen zoals goud en platina, die geen elektronen afgeven, niet reageren en niet corroderen onder normale omstandigheden). IJzer is in massa het meest voorkomende element op aarde.

Wanneer zuurstof en ijzer elkaar ontmoeten, neemt de zuurstof de elektronen van ijzer over en binden ze zich aan elkaar, waardoor ijzeroxide wordt gevormd.

Deze reactie, oxidatie, treedt op waar zuurstof het oppervlak raakt, waardoor een dunne film op het substraat ontstaat (minder dan 0,005 micron/0,0002 mil dik). Deze passiveringslaag voorkomt dat er nog meer zuurstof in contact komt met en reageert met het metaal.

passivating-layer-notext.png

Zuurstof en ijzer vormen een passiveringslaag van ijzeroxide op het oppervlak die verdere oxidatie gedeeltelijk voorkomt. 

Bijna alle metalen vormen passiverende oxidelagen. Koper heeft zijn groene patina. Zilver wordt zwart. Op roestvrij staal beschermt een passiverende laag chroomoxide het staal tegen corrosie.

In het geval van ijzer en koolstofstaal is de passiverende oxidelaag echter niet zo nuttig. De broze en omvangrijke ijzeroxidelaag hecht niet aan het substraat - biedt dus geen bescherming voor het onderliggende ijzer - en is bovendien hygroscopisch, wat betekent dat het vocht uit de lucht trekt.

De aanwezigheid van zuiver water op het oppervlak is op zichzelf niet voldoende om corrosie te veroorzaken.* Maar wanneer het water opgeloste zouten bevat, of zuur of basisch is, zijn de omstandigheden rijp voor de vorming van een corrosiecel.

*Als zuiver water in een scheur of spleet terechtkomt, kan zuurstofgebrek een opeenhoping van waterstofionen veroorzaken, waardoor een zure oplossing ontstaat die tot corrosie kan leiden.

 

Binnenin een corrosiecel

Een corrosiecel vormt wanneer een elektrolytoplossing, d.w.z. zout dat in water is opgelost, twee plaatsen op een metaaloppervlak afsluit met verschillende elektrische potentiëlen, zoals:

  • De ontmoetingsgrens tussen twee verschillende metalen, tussen twee korrels binnen hetzelfde metaal, of tussen twee concentraties met onzuiverheden in de legering
  • Aan de randen en hoeken van misvormde kristalstructuren

[1] Onder deze omstandigheden geeft IJzer (Fe) zijn elektronen aan de anode af, waarna het wordt afgebroken in Fe2+ -ionen.

[2] Fe2+ en OH binden in een reeks reacties die uiteindelijk roest, ook wel gehydrateerd ijzeroxide genoemd, produceren.

[3] De OH-ionen worden via de elektrolytoplossing naar de nieuwe, tegengesteld geladen Fe2+ -ionen bij de anode gezogen.

Corrosion Cell Callouts

De elektronen [4] stromen van de anode [6] naar de kathode [7], waar ze reageren met water en zuurstofmoleculen om hydroxyionen te produceren [5], OH.**

**Dit is de reactie in een neutrale of basisoplossing. In een zure oplossing worden twee waterstofionen gereduceerd tot een molecuul waterstofgas.

VORMEN VAN CORROSIE

NACE onderscheidt tien vormen van corrosie.
De meest relevante voor stralers zijn:

 

Algemene corrosie

Corrosie die gelijkmatig over het grootste deel of het gehele oppervlak verschijnt, door de "dansende" beweging van anoden en kathoden over het oppervlak. Uniforme corrosie zorgt voor meer metaalverlies dan welke andere vorm dan ook, maar de effecten veroorzaken minder snel structurele defecten dan plaatselijke vormen van corrosie - maar zijn nog steeds mogelijk, als ze ongecontroleerd doorgaan.

 

general-corrosion-thumb.jpg

Spleetcorrosie

Corrosie die optreedt in krappe ruimtes tussen oppervlakken. De vorm van de spleet verhindert dat zuurstof binnendringt en waterstofionen vermenigvuldigen (een proces dat hydrolyse wordt genoemd) waardoor een zure oplossing ontstaat die corrosie versnelt. De corrosiesnelheid in spleten kan oplopen tot 400x de snelheid op een vlak oppervlak.
 

Roestmassa’s

Als er geen actie wordt ondernomen, kan roestvorming in een spleet leiden tot een roestmassa die oppervlakken vervormt, platen uit elkaar duwt en structuren verstoort.
 

Barsten door corrosiespanning

Deze moeilijk te detecteren vorm van corrosie kan catastrofale gevolgen hebben. Aangezien structurele spanningen scheuren in het substraat veroorzaken, vormt roest zich in de scheuren, waardoor de structuur wordt verzwakt door metaalverlies. Omdat ijzeroxiden meer volume innemen dan ijzer, zorgt roest in een scheur voor extra druk die het probleem verergert.

crevice-corrosion thumb.jpg

Galvanische corrosie

Corrosie die optreedt op de grens waar twee verschillende metalen samenkomen. Door verschillen in de spanning van de metalen ontstaat een anode bij het minder edele metaal, met de kathode bij het edelmetaal. Bedenk dat onedele metalen geneigd zijn om elektronen op te geven, ionen te worden en te oxideren.

galvanic-corrosion-thumb.jpg
pitting-thumb.jpg

Putvorming

Bij putcorrosie corrodeert het metaalverlies aan de anode een put in het substraat, wat kan leiden tot perforatie van het metaal. De ernst van de put is gemakkelijk te onderschatten bij visuele inspectie, omdat de put een grot kan vormen onder het oppervlak, en de putmond kan worden verduisterd door roest. Als er geen actie wordt ondernomen, kan putvorming structureel falen veroorzaken.

Putvorming is een kenmerk van alle gelokaliseerde corrosieaanvallen. Het wordt versneld wanneer agressieve ionen zoals chloride (Cl-) aanwezig zijn in de oplossing, dat wil zeggen zout (NaCl) opgelost in water, omdat agressieve ionen de passiverende laag aanvallen en oplossen.

chloride-attack-notext.png

Chloride-ionen dringen door in de passiverende laag, waardoor de ijzeroxidemoleculen worden afgebroken en het onderliggende metaal wordt blootgelegd. 

Hoe chloride een passiverende laag aanvalt

Na zuurstof is chloor het meest reactieve (electronegatieve) element. Chloride-ionen willen elektronen afstaanen ervaren een sterke aantrekkingskracht van de tegengesteld geladen ijzerionen aan het oppervlak.

Naar het oppervlak toe getrokken, dringen de chloride-ionen door de passiverende ijzeroxidelaagen reageren daarmee, waardoor deze oplost tot het metaaloppervlak wordt blootgesteld aan de elektrolytoplossing en er zich een corrosiecel vormt.

Vliegroest

Vliegroest is een algemene corrosieaantasting die een belangrijk probleem vormt voor stralers.

Het stralen beschadigt de passiverende laag, die het metaal beschermt tegen corrosie. In het geval van Vapour Abrasive-stralen is er ook water aanwezig op het oppervlak en in direct contact met het metaal door de verstoorde passiverende laag.

Als er zouten aan het oppervlak zijn, zullen deze oplossen in het water om een elektrolytoplossing te vormen en zal zich een corrosiecel vormen. Deze snelwerkende aantasting kan zichtbaar roesten veroorzaken in slechts 30 minuten.

Vliegroest is ook een probleem bij droogstralen - en elke vorm van oppervlaktevoorbereiding. Wanneer de luchtvochtigheid hoog is, zullen zouten vocht uit de atmosfeer naar het metaaloppervlak trekken en zo een corrosiecel vormen. Natriumchloride kan bij 75% relatieve luchtvochtigheid vocht uit de atmosfeer trekken. Andere, minder overvloedige zouten trekken vocht aan bij een relatieve luchtvochtigheid van slechts 25-35%. Bij schone lucht (en een zoutvrij oppervlak) zal bij een relatieve luchtvochtigheid van minder dan 45% geen atmosferische corrosie optreden. Maar als de relatieve luchtvochtigheid toeneemt, neemt de corrosiesnelheid exponentieel toe.

Als u binnenshuis straalt, kan de luchtvochtigheid worden geregeld met ontvochtigers. Vermijd stralen in de regen. Vroege vogels, pas op: dauw op vers gestraald staal vormt een probleem. Naarmate de atmosfeer warmer wordt, blijft het metaal langer koel en ontstaat er condensatie op het staal.

 

Hoeveel vliegroest is aanvaardbaar?

Terwijl lichte niveaus van vliegroest binnen de toleranties voor sommige coatings kunnen vallen, zullen ze in alle gevallen de hechting aantasten. Het aanbrengen van een coating over zware vliegroest zal de coating doen afschilferen en er kunnen ook verdere corrosieve reacties optreden.

Controleer bij de coatingfabrikant de aanvaardbare niveaus van vliegroest. De coatingspecificaties kunnen een aanvaardbaar tijdsinterval aangeven tussen het stralen en het aanbrengen van de coating.

flash-rust-grades-notext.jpg
Licht Gemiddeld Zwaar
Het oppervlak is zichtbaar.
Kleine hoeveelheden roest worden waargenomen. 
Het oppervlak is donker geworden. 
Roest is goed gehecht.
Het oppervlak is donker geworden.
Roest is losjes gehecht.

Draadvormige corrosie

Deze vorm van spleetcorrosie bouwt zich op onder de verf zodra de coating is doordrenkt met water.De corrosie neemt het uiterlijk van filamenten aan, omdat het een oppervlak roest dat door osmotische blaarvorming wordt blootgelegd.

osmotic-blistering.png

Osmotische blaarvorming

Corrosie door oplosbare zouten (chloride, sulfaten en nitraten)

Deze vorm van spleetcorrosie bouwt zich op onder de verf zodra de coating is doordrenkt met water.De corrosie neemt het uiterlijk van filamenten aan, omdat het een oppervlak roest dat wordt blootgesteld door osmotische blaarvorming. Alsof de reputatie van oplosbare zouten nog niet slecht genoeg was, zijn ze ook betrokken bij een soort coatingaantasting, genaamd osmotische blaarvorming.

Een coating is een semi-permeabel membraan dat water doorlaat, maar geen andere oplosbare ionen, zoals zout of zoutzuur. Wanneer het water dat door het membraan gaat de ionen op het metaaloppervlak oplost, verlaagt het de stoomdruk van de oplossing onder de coating en raakt het water "vastgeplakt" onder de blaren.De ionen kunnen niet door het membraan heen om de druk gelijk te maken, maar dat houdt het water niet tegen om het te proberen. Als er meer water in de blaar stroomt dan dat er uit de blaar komt, laat de coating los. In de blaar vormt zich een corrosiecel.

Puntroest

In tegenstelling tot de andere soorten corrosie is puntroest een patroon, geen proces. Wanneer het diepteprofiel van het ankerpatroon de droge filmdiepte van de aangebrachte coating overschrijdt, slaagt de coating er niet in de pieken te bedekken. De film is daar ultradun en gaat snel achteruit, waardoor het substraat wordt blootgesteld aan corrosie.

Een vuistregel om puntroest te voorkomen is om een ​​ankerpatroon te maken dat 25-30% van de diepte van de droge laagdikte van het gehele coatingsysteem is. Raadpleeg de coatingsspecificaties voor de door de fabrikant aanbevolen diepteprofielen.
 

DEEL II

OPLOSSINGEN

Zoutverwijdering

Zuiver water op een schoon, vlak metalen oppervlak zal geen corrosie veroorzaken. De corrosiecel heeft een elektrolyt nodig, en zout is de grootste vijand.

Zout onttrekt niet alleen vocht aan de atmosfeer, maar eenmaal opgelost in een oplossing, eroderen de agressieve ionen de passiverende laag om het metaal bloot te leggen, en de resulterende elektrolytoplossing maakt de ionenstroom mogelijk die nodig is voor de vorming van corrosiecellen.

De eerste verdedigingslinie tegen roest is dus het verwijderen van oplosbare zouten van het oppervlak.

Mechanische methoden (hand- en elektrisch gereedschap, droogstralen) hebben bewezen grotendeels ineffectief te zijn bij het verwijderen van zouten. Maar omdat zouten oplosbaar zijn, is het oplossen ervan met water de voorkeursmethode.

Dit is waar Vapour Abrasive-straalapparatuur een rol speelt. De waterstraal onder druk transporteert niet alleen straalmiddel, maar lost ook zout op en spoelt het weg.

 

organic-passivator-notext.png

Stikstof op een organisch passivatormolecuul bindt zich aan FE-ionen. De koolwaterstofketen verhindert dat zuurstof en chloride in contact komen met het ijzeren oppervlak. 

Corrosie-inhibitoren

Corrosie-inhibitoren kunnen aan de watertoevoer van Vapour Abrasive-straalapparatuur worden toegevoegd om vliegroest te voorkomen, maar ze kunnen ook ongewenste neveneffecten hebben.

Passivatoren creëren een beschermende folie tussen het oppervlak en de omgeving. Organische moleculen zoals aminen hebben vrije elektronenparen die zich aan het metaal binden, en een lange koolwaterstofstaart om de opname van inkomende agressieve ionen aan het metaaloppervlak te remmen.

Van passivatoren is echter bekend dat ze de hechting van de coating en de effectiviteit van corrosiewerende primers verstoren, vooral die welke zink bevatten, die contact moeten maken met het metaal om een ​​galvaniserend effect te produceren.

Zoutverwijderaars zijn chemisch samengesteld om zouten op te lossen. Deze oplossingen ontbinden de oxidelaag om direct in contact te komen met het metaal. Als ze echter niet worden afgespoeld, kunnen deze vaak zure toevoegingen andere ongewenste neerslag op het oppervlak achterlaten die osmotische blaarvorming kan veroorzaken.

Oppervlakte-actieve stoffen verminderen de oppervlaktespanning van het water, waardoor het "natter" wordt, waardoor het water beter kan doordringen en de zoutafzettingen kan oplossen. Ze kunnen ook helpen bij de verdamping en laten geen restverontreinigingen achter op het oppervlak.

Er zijn meer dan 200 soorten roestremmers. Veel coatings verdragen ze niet, zijn niet allemaal milieuvriendelijk en sommige zijn bekende carginogenen. Vraag de fabrikant van de coating om advies voordat u een roestremmer gebruikt.

 

Regel #1 - Breng de primer zo snel mogelijk aan.

De meest effectieve manier om roest te voorkomen is om de door de coatingfabrikant gespecificeerde primer zo snel als praktisch mogelijk is aan te brengen.

Er zijn vochttolerante primers die op vochtig staal kunnen worden aangebracht. Primers op zinkbasis bieden extra roestbescherming door een galvaniserende verbinding met het oppervlak te vormen.

Controleer de coatingspecificaties van de fabrikant voor aanbevelingen voor de primer.

paint-spray1-thumb.jpg

 

 

best-practices-thumb.png

BESTE PRAKTIJKEN

Voor de beste resultaten op het gebied van roestpreventie en coatinghechting moet u deze beste praktijken volgen:

  • Maak het juiste ankerpatroon.
  • Laat een zo schoon mogelijk oppervlak achter.
  • Straal bij lage luchtvochtigheid.
  • Breng de primer zo snel mogelijk aan.
  • Werk volgens de specificaties van de coatingfabrikant.

Neem contact op met een straaldeskundige

Voer een waarde in
Maak een keuze
Voer een waarde in
Voer een waarde in
Maak een keuze
Voer een waarde in
Voer een waarde in
Graco