SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Transkript

1 SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

2 Utvärdering av lackerade ytor Adeline Flogård

3 Ytbeläggningar och nedbrytning Accelererande livslängdprovning Miljöer Kemiska miljöfaktorer: korrosion Klimatiska miljöfaktorer: solljus Referensmaterial

4 Varför ytbeläggning? Många ämnen i vår omgivning påverkar metaller, t.ex. syre, vatten, salt, syra Skydd mot korrosion Estetiskt funktion Speciella funktion: kamouflage, halksydd, andra speciella funktion

5 Olika ytbeläggningar Oorganiska ytbeläggningar (förzinkning, förnickling mm) Organiska ytbeläggningar dvs färger och lacker (uretan, alkyd, epoxi mm) VIDHÄFTNING

6 Nedbrytning av organiska ytbeläggningar Under påverkan av Solljus Fukt, regn Värme Kemikalier Mekaniska faktorer Symptom Blåsbilning Krackelering Vidhäftningsförlust/flagning Estetiska försämringar (glans, kulör) Sprödhet/sämre hållfasthet

7 Accelererad livslängdprovning Viktiga frågeställningar Vilken miljö? Vilka krav? Vad är kritiskt för materialet? Parametrar att ta hänsyn till vid val av test Typ av test Accelerationsfaktor Korrelation Exponeringslängd

8 Accelerationsfaktor a t verklig t acc Om accelerationsfaktorn skiljer väsentligt mellan olika material är korrelationen dålig

9 Miljöer ur korrosivitetssynpunkt Klassificering av miljöer enligt ISO 9223 Corrosion of metals and alloys Corrosivity of atmospheres Classification, determination and estimation ISO 9224 Corrosion of metals and alloys Corrosivity of atmospheres Guiding values for the corrosivity categories Viktförlust per ytenhet (g/m 2 )/förlust i tjocklek (µm), efter första exponeringsår (ISO 9223) och efter följande år (ISO 9224) av rena metaller (Fe, Zn, Al, Cu)

10 Thickness loss Fe (µm/a) Thickness loss Zn (µm/a) Exterior Interior C1 very low C2 low C3 Medium C4 High C5-I Very high C5-M Very high CX Extreme 1,3 0,1 - > 1,3 to 25 > 0,1 to 0,7 > 25 to 50 > 0,7 to 2,1 > 50 to 80 > 2,1 to 4,2 > 80 to 200 > 4,2 to 8,4 > 80 to 200 > 4,2 to 8,4 > 200 to 700 > 8,4 to 25 Atmospheres with low level of pollution Urban and industrial atmospheres. Coastal area with low salinity Industrial areas and coastal areas with moderate salinity Industrial areas (high humidity, aggressive atmospheres) Coastal and off-shore areas with high salinity Extreme industrial or coastal zones Heated building clean atmosphere Unheated buildings (condensation) Production rooms (high humidity and some air pollution) Chemical plants, swimming pools Buildings or areas with almost permanent condensation Buildings or areas with almost permanent condensation, mines Unventilated sheds in humid tropical zones

11 Kemiska miljöfaktorer: korrosionsprovning Kemiska miljöfaktorer som är viktiga Fukt (fuktig luft) Temperatur Vatten Salt Sur miljö Korrosiva gaser (t.ex. svaveldioxid)

12 Accelererande korrosionsprovningar Utomhusprovningar vid fältstation där miljön är extrem ur ett korrosionsperspektiv Exponeringar mot fukt och kondenserande fukt Exponering mot saltdimma Kontinuerligt Intermittent/cykliskt Exponering mot skadegaser

13 Val av accelererande korrosionsprovningsmetod Beroende på Vad man vill uppnå (uppfylla krav, produktutveckling, produktionskontroll, certifiering mm) Typ av basmetall/ytbeläggning Applikationsområde/miljö Hjälpmedel ISO/TR 16335:2013 Corrosion of metals and alloys Corrosion tests in artificial atmospheres Guidelines for selection of accelerated corrosion test for product qualification

14 Category of test Examples of standards A Continuous salt spray tests ISO 9227; IEC B C D E F Tests with alternating immersion of test objects in a salt solution followed by drying or intermittent salt spraying and drying Tests with cyclic variation of humidity (dry/wet) and including also steps of salt spraying Tests with continuous exposure to atmospheres with low concentrations of corrosion promoting gases and at moderately high humidity Tests with continuous exposure to atmospheres with higher concentrations of corrosion promoting gases and at higher humidity including also steps of drying and short period of salt spraying High humidity tests ISO 11130; IEC ISO 11474, ISO 14993; ISO :Cycle B; ISO ; ISO 16151; ISO 16701, ISO ISO 10062; IEC ISO IEC , IEC , NT ELEC 025 (with condensation)[1]

15 Suitability of different categories of corrosion tests Metallic material A (constant salt spray) B (alternate immersion) C (humidity cycling with salt spraying) D (air pollutant exposure) E (air pollutant exposure, drying and salt spray) F (conden sation) Metals and alloys N U P 4) P 5) 7) Metals protected by cathodic coatings Metals protected by anodic coatings Metals protected by conversion coatings on an anodic coating Metals protected by organic coatings Metals with temporary corrosion protection U U P 4) P 5) 7) N N P 1) 4) P 5) 7) N U P 4) P 5) 7) N U P 2), 3) 4) P 5) P6), 7) P 8) P: Preferred kind of method U: Useful for comparative testing of similar products N: Not useful unless for quality control of the same product

16 Kontinuerlig saltdimma Enbart för produktionskontroll Inte för jämförelse av metaller/ytbeläggningar Enligt ISO 9227; IEC ; ASTM B117 mm Förhållande NaCl 5% (NSS) ph 6,5-7,2 35⁰C

17 Intermittent saltdimma/cykliska korrosionsprovningar Bra korrelation med verkligheten Växling mellan olika moment (fukt/salt/tork mm) Exempel Volvo STD ; Volvo VCS 1027,149 (ACT I); Scania STD 4233; ISO (när revidering klar) ISO VDA IEC Volvo VCS 1027,1449 (ACT II)

18 ACT I Nathalie LeBozec et. Al, FCI, Mats Ström VCC

19 ACT II Ref VCS 1027,1449

20 ISO metod B (VDA ) Nathalie LeBozec et. Al, FCI

21 Accelererad korrosionsprovning med skadegaser Ofta hög accelerationsfaktor men bra korrelation Gaser SO 2, NO 2, H 2 S, Cl 2, NH 3 Variant med inslag av saltdimma (ISO 21207) Utvärdering av lackerad aluminium i extrema miljöer Utvärdering av elektronik

22 Klimatisk miljöfaktor: solljus Väderbeständighet = ett materials förmåga att motstå solljus i första hand men också värme, fukt och regn Vad som händer med materialet beror på Kvalitet och kvantitet på infallande strålning Våglängd på strålning som absorberas Om den absorberade strålningen har tillräckligt med energi för att skapa kemisk reaktion

23 Olika typer av provningsmetoder Fältprovning Exponeras oftast i söderläge 45 grader, motsvarar ofta inte normal användning Många fältstationer ligger på extrema platser Vissa metoder innebär koncentration av ljus med speglar (EMMAQUA) På labb, exempel på metoder Plaster, färg ISO 4892 Fordon exteriör SAE J 2527 Fordon interiör SAE J 2412

24 Provning på labb, olika typer av ljuskällor Ljuskälla Fördel Nackdel Xenonbåge UV-fluorescerande ljus (UVA eller UVB) Bäst korrelation Liknar mest solljus Billigare i drift och inköp Dyr i drift och inköp Dålig korrelation, simulerar bara en del av solspektrum Metallhalid Lämpligt för klimathallar eller stora skåp Dyr i drift och inköp Kolbåge Japanska marknaden Dyrt, dålig korrelation, används knappt i Europa eller USA

25 Provning på lab: reproducerbarhet och kvalitet Accelererad provning på lab normalt mer reproducerbar än fältprovning För god kvalitet och uppföljning krävs loggning och lagring av värden på olika parametrar (fukt, temperatur, saltnedfall, mm)

26 Referensmaterial Kvalitet Verifiering av miljö Bestämning av livslängd Olika metaller: Fe, Zn, Cu, Al mm Väldefinierade polymerer

27 Tack för uppmärksamheten!