EonCoat CR. Vinnare av Corrosion Innovation of the Year 2015 I Kategorin: Coatings and Linings

Transkript

1 Vinnare av Corrosion Innovation of the Year 2015 I Kategorin: Coatings and Linings EonCoat CR Summarisk Beskrivning: EonCoat CR är en 2- komponents sprutapplicerad coating från ett område inom materialforskning som kombinerar syror och baser för att skapa keramer i rumstemperatur. Teknologin ger det ultimata korrosionsskyddet för kolstål. Beläggningen fosfaterar stålet i närvaro av ett alkali, vilket skapar ett amorft skikt av järn- magnesiumfosfat. Denna järnmagnesiumfosfatbarriär är kemiskt bundet till stålet, är mycket resistent mot korrosion och är permanent. Ovanpå detta passiva skikt bildas ett keramiskt skikt tillverkad av nästan helt inhiberande pigment. I den osannolika händelsen att både det keramiska och passiva skiktet skadas och korrosion uppstår, erbjuder beläggningen en självläkande funktion. Det keramiska skiktet kommer kontinuerligt att läcka fosfater till metallytan. 4

2 Denna fosfat kommer att göra två saker för att stoppa korrosion och förhindra ytterligare korrosion: 1) Fosfatet bildar tillsammans med järnoxid ett järnfosfat som hejdar korrosion, och 2) fosfatet fungerar som en katalysator för skapande av deltaformen FeOOH (Misawite; Feroxyhyte). Om ett skikt av misawite bildas på stålytan skapas en barriär som minskar korrosionshastigheten med åtskilliga tio- potenser och möjliggör ett underliggande stål att hålla i århundranden. Ovan är en bild på EonCoat CR (stålpanelen till vänster) efter 45 dagar i en ASTM B117 kammare intill en panel målad med en ledande korrosionsresistent coating. 5

3 Full Beskrivning: EonCoat CR är en sprutapplicerad beläggning baserad på oorganisk polymerteknik som genom kemiska reaktioner konverterar ytan på kolstål till en inert järn- magnesium fosfat samt bildar ett keramiskt lager nästan helt skapat av ny typ av korrosionshämmande pigment. Den initiala applikationen fosfaterar stålet i närvaro av en alkali. Denna metod skapar ett amorft (och därmed sammanhängande) skikt av järn- magnesiumfosfat, som är mindre poröst än det kristallina skikt som skapas av typisk fosfatering. Ovanpå det nyskapade passiva lagret bildas ett 500 my tjockt lager av keramik. Det keramiska lagret är kemiskt bundet till underlaget och består helt av hämmande pigment som stoppar korrosion genom att passivisera stålet. EonCoat ger en ny lösning på korrosionsproblemet kontra existerande tekniker. Hittillsvarande beläggningar försöker nå en balans mellan skapandet av en barriär för att hålla elementen borta från stålet och som har tillräckligt med passiva pigment för att förhindra korrosion. Avvägningen blir att varken den ena eller andra blir tillräckligt effektiv. Barriären kommer så småningom att brytas ned, eftersom den är organisk, och där är inte tillräckligt med passiviserande pigment för att stoppa korrosion från att så småningom inträffa. 6

4 P.g.a. EonCoat CR först skapar ett amorft passivt lager genom syra/bas reaktionen, är behovet av att hålla elementen borta inte längre ett problem. Elementen kan inte korrodera eller bryta igenom detta amorfa lager. Och eftersom EonCoat CR är oorganisk kommer det att hålla lika länge som annat oorganiskt, t.ex. sten. Det 500 my tjocka keramiska lagret ovan på det passiva lagret är gjort av nästan 100 % inhibiterande pigment. Det är inte möjligt att i andra befintliga beläggningar ha i närheten så hög andel rosthämmande pigment som i EonCoat CR, och dessa pigment läcker kontinuerligt fosfater till stålet. Om en rostpunkt startar p.g.a. mekanisk skada, kommer fosfaterna att hämma korrosionsutvecklingen där. Den kommer inte att spridas och kommer de facto självläka över tid. Utförda tester som bevisar funktionen. Coatingen har blivit rigoröst testat av oberoende tredjeparts institut. Nedan är de två senaste. examples: NASA TEST: Validering av Miljövänliga beläggningar för avfyringsanläggningar. ings for Launch Facilities NASA utförde 18 månaders test vid sitt Korrosionstests Laboratorium beläget vid Kennedy Space Center (KSC). Det primära skälet för studien var att objektivt identifiera och värdera miljömässigt fördelaktiga alternativ vilka kan adderas till deras "Approved Products List" och användas som specifikation i kontrakt med NASA. Speciellt letade de efter alternativa beläggningar som: Hjälper NASA möta de miljömässiga och säkerhets reglerade krav. Minska risk vid exponering mot miljö, personal och allmänhet. Reducera underhåll och regeringens ansvar. Efter att alla 10 av NASA utvalda system testats för "pot life", lätthet i applicering och ytbeskaffenhet, placerades paneler i ramar och transporterades till KSC Kustnära Korrosion Laboratorie. Detta test utvärderade de alternativa beläggningarna över 18 månaders exponering utomhus inkl. ultraviolett strålning och varierande cykler av naturlig saltspray exponering. Detta test var tänkt att utvärdera beläggningens långsiktiga prestanda. Det finns inget hårdare test än att utsätta stål för sol och hav i månader i sträck. end. 7

5 RESULTAT - 3 beläggningar (inklusive EonCoat CR) har gått vidare till steg 2 test: En är ett 3- färgs system och en är ett 2- färgs system. Bara EonCoat CR är ett 1- färgs system, vilket är viktigt eftersom ett av de primära målen, enligt ovan, var att reducera underhållskostnaderna. Bara 2 coatings hade bättre korrosionsresistens än den jämförande coatingen. Bara en coating var både zink och isocyanat fri: EonCoat CR. För Korrosions prestanda, Miljö och säkerhet och snabbhet till återgång till drift var EonCoat CR den enda coatingen som uppfyllde de högsta kraven för alla. EonCoat CR överträffade kontrollsystemet avseende rostgrad enligt ASTM G10. EonCoat CR presterade lika med kontrollsystemet för underkryp enligt ASTM D1654. EonCoat CR presterade lika med kontrollsystemet för graden av blåsbildning enligt ASTM D714. Som bilden nedan från NASAs rapport illustrerar, EonCoat CR ser likadan ut efter 18 månader i den aggressiva soliga marina utomhusmiljön som de gjorde den dag de målades. 8

6 EWI Test The Edison Welding Institute utförde testet "Rail Base Corrosion & Cracking Prevention Study." för den Federala Järnvägsadministrationen (FRA) Detta dokument (fullständig testrapport) finns tillgängligt på FRAs hemsida på 6 delar av 20 fots räl testades vardera, vid specifika viktbelastningar, genom stress cykler tills delen brast. Av 3 test bitar räl, som var målade, varade endast den målad med EonCoat så länge (utan fallissemang) att testet fick avbrytas, efter nära 3.5 miljoner cykler. Test: 1) För att simulera små sprickor orsakade av belastningsutmattning ristades små skåror i rälen. 2) För att framkalla korrosion utsattes rälbiten för följande cykler i 3 veckor: Placerad 2 dagar i en saltvattenlösning 1 dag torrt 3 dagar i mättad 49 C 1 dag torrt 3) Utmattning mättes genom cykler till brott med en specifik belastning Räls utsätts för utmattningslaster under normal drift. Dessa laster kan leda till små sprickor i skenan. När korrosion uppstår i dessa sprickor, förlorar skenan betydande styrka. För det här programmet undersöktes de kombinerade effekterna av skador, korrosion, och utmattning under kontrollerade förhållanden för att fastställa det relativa bidraget från varje spricka till det allmänna tillståndet för skenan och för att mäta prestanda hos rostskyddssystem att begränsa korrosion och i förlängning rälsens utmattningslivslängd. Ett organometalliskt målningssystem, undersökt av EWI för användning i tryckvattensystem var användbart för att minska effekterna av korrosion avseende utmattningslivslängd. Däremot hindrade det inte korrosion vid närvaro av saltvatten eller kondens. En kommersiellt tillgänglig oorganisk coating (EonCoat CR) var effektiv i att skydda mot korrosion i saltvattenmiljö. Den gav förlängd utmattningslivslängd, även på skadad räls utsatt för aggressiva korrosiva miljöer, och uppvisade prestanda liknande den för oskadad icke korroderad räls. Nedan är deras summerande tabell från testet. EonCoat CR är prov nr 6. Som du kan se i tabellen så utsattes rälen för korrosiv miljö och ristad för att simulera skadad räls, och ändå varade rälen målad med EonCoat CR så länge att testet stoppades till slut. 9

7 Förklaring av ovanstående: clarify chart above: Sample 1 - kontrollbit av räl omålad, oskadad räl Sample 2 var omålad ristad räl utan exponering mot korrosiv miljö. Sample 3 - omålad räl exponerad mot korrosiv miljö, brast efter 61,000 cykler Samples 4& 5- räl ristad och exponerad mot korrosiv miljö och målad med Polymer coating och annat korrosionsskydd varade cykler innan brott. Sample 6 räl ristad och målad med EonCoat CR exponerad mot korrosiv miljö varade nästan 3,5 miljoner cykler utan brott. Förutom stress/utmattningstest utförde EWI ett ASTM B117 test. En stålpanel målad med EonCoat CR testades i en ASTN B117 kammare mot en coating specificerad av US Navy för användning i ballast tankar. Efter 5,000 timmar i kammaren stoppades testet, eftersom EonCoat plåten hade mindre skador efter 5,000 timmar än vad konkurrenten hade efter bara 500 timmar. Se bild på resultatet nedan below: 11

8 EWI ASTM B117 Test Result Photos: Figm t> B-1. EWI (lt>ft) and EonCoa t (1 igbt) aftt>r 500 Homs, Srribt>d to :vlt>tal. Figure B -2. EWI (lt>ft) a nd EonCoat (righ t) aftt>l' 5000 Holll's, Scribt>d to Mt>tal 12

9 I tillägg till ovan nämnda 3- dje parts tester används EonCoat CR nu idag av många stora företag, och de tre största Olje & Gas företagen i världen. Nedan är kort beskrivning av några av användarna: Merck Pharmaceuticals: Det täta produktionsschemat hos Merck Pharmaceuticals kräver att produktionsanläggningarna är i konstant drift och fullt fungerande. För att uppnå detta använder Merck stora tankar fyllda med dieselbränsle för att driva generatorer som ger energi till anläggningen. Dessa tankar visade tecken på korrosion. Tidigare använde Merck mer traditionella 3- färgs system med oorganisk zink, epoxi och polyuretan till att måla tankar som uppvisade tecken på korrosion. För att förhindra att kostsamma tidskrävande ommålningar, med en mindre effektiv beläggning, valde Merck EonCoat CR med EonThane som täckfärg för att skydda sina tillgångar och ge ett miljövänligt korrosionsbeständig lösning. Som ni kan se på bilden nedan, den typiska skyddsutrustning som är standard med farligt korrosion resistenta beläggningar behövs inte med EonCoat CR, eftersom det är helt giftfri och ofarlig. Vad normalt är ett 2 veckors jobb förkortades till 5 dagar, eftersom prepareringen var mindre tidskrävande, flash rost behövde inte tas bort, och det fanns ingen anledning att vänta på EonCoat CR att torka över natten innan övermålning med EonThane.an. Applikationen utfördes i Juni 2014 när temperaturen översteg 35 C i direkt solljus. Nedan ses resultatet: 13

10 Consumers Energy: Consumers Energy, som levererar ström till Michigan, valde EonCoat CR som primer för deras flaktrailers. Deras stora utrustningar sitter på stora trailers som var i trängande behov av renovering. Ett stort problem med släpvagnar är att de rostar kraftigt. De hade två val: 1) Byta ut flatbäddstrailern, eller 2) Finna en väg att stoppa fortsatt korrosion Med EonCoat CR kan de stoppa korrosion och hoppas förlänga livslängden på sina trailers och spara kostanden för utbyte. Consumers Energy har ett miljöengagemang som går tillbaka ända till det tidiga 20- talet. Att använda EonCoat CR stämde med deras engagemang för hållbarhet och miljö, eftersom EonCoat inte innehåller VOC, saknar HAPS, och genererar 1/10 koldioxidavtryck gentemot typiska beläggningar. Plus att med EonCoat blir det inget farligt avfall för deponering. Förra gången vi kontrollerade (ca 6 månader sedan och ungefär 18 månader efter jobbet var avslutat), var släpfordonen fortfarande i gott skick; aldrig har en beläggning hållit så här länge. Förutom ovan nämnda exempel används EonCoat idag av andra stora anläggningar inkluderande Chevron, Shell Oil Canada, and Sinopec in China. 14

11 VAr och hur kan EonCoat användas? EonCoat CR kan enkelt integreras i befintliga korrosionsförebyggande aktiviteter. Var som helst där man för närvarande använder ett korrosionsbeständigt beläggningssystem kan växla till sprutning av EonCoat istället. Det är lätt applicerat med en två- komponents sprutpistol och är faktiskt lättare att använda än polyurea eftersom den inte kräver uppvärmning av materialet när det sprutas. EonCoat CR reducerar dramatiskt tiden för återgång i drift, eftersom det är en en- skiktssystem som blir beröringstorr på 5-10 minuter och härdar i ungefär en timme. Ett stort Olje och Gas företag uppgav i sin interna granskning av beläggningen, att de hade uppskattningsvis 20 skift för att preparera och måla ett flytande tanktank. Med EonCoat CR, avslutade de jobbet på bara 10 skift resulterande i en enorm arbetsbesparing. Fördelarna med EonCoat CR förändrar förutsättningarna för all industri som behöver skydda sina ståltillgångar.: Det skyddar tillgångar på obestämd tid eftersom korrosion elimineras och den har en självläkande funktion (hela tiden fosfaterar stålet). Återgång till drift förkortas så mycket som 50 %. Arbetskraftskostnaden minskar dramatiskt eftersom det är ett enfärgssystem eliminerande behovet av väntetid mellan lagren. Den har inget VOC (inte lågt VOC, utan inget VOC); inga HAP (Hälsoskadliga partiklar), (analyseras och bevisats av Columbia Analytical Services, nu del av ALS Environmental). Dessutom har EonCoat CR ingen flampunkt, noll flamspridning och noll rökutveckling, enligt UL 723 testresultat. Detta innebär att företag bättre kan skydda sina ståltillgångar och samtidigt överträffa även de mest strikta bestämmelser. Dessutom ger beläggningen enorma hälso- och säkerhets fördelar för dem som använder beläggning. Med ingen flampunkt och inga VOC, är risken för brand eller explosion i ett slutet utrymme kraftigt reducerad. Och hälsoeffekterna (illamående, huvudvärk, neurologiska skador) från långvarig exponering för VOC och HAP elimineras. 15