Lunac: de uitzonderlijke combinatie van hoge hardheid en
corrosiebestendigheid
alsook kathodische beschermingscapaciteit in het geval van Lunac
2+ duplex
|
Bijna geen betaalbaar constructiemetaal is in staat om goede corrosieweerstand en hoge hardheid / hoge treksterkte te combineren. Edele metalen zijn over het algemeen te zacht om bestand te zijn tegen elke significante (adhesieve of abrasieve) slijtagebelasting. Staal met een hoge treksterkte of gehard staal biedt onvoldoende corrosiebestendigheid om bestand te zijn tegen matig tot hoog corrosieve omstandigheden. Veel toepassingen vereisen dat deze |
twee
eigenschappen wel gelijktijdig aanwezig zijn en vragen
daarmee speciale oplossingen. Deklagen kunnen een
oplossing bieden. Echter, bijna elke deklaag die zowel
hard als corrosiebestendig is, vertoont fijne kraken,
porositeit of regelmatig ook hechtingsproblemen. We
hebben deze wijdverbreide beperking met succes
opgelost na een lang onderzoeksprogramma met de harde,
corrosiebestendige en scheurvrije Lunac-coatings.
|
Corrosiebeproeving:
In het diagram hieronder vindt u de mate van corrosie voor
diverse materialen in een halogen HCl/HF zuur mengsel.
Diagram 1
|
In
corrosie-opzicht geeft dit diagram twee verschillende
metaal (legerings)groepen weer:
|
|
Metalen
met een verbeterde weerstand tegen een oxiderend
milieu zoals HNO3 of H2O2. Deze metalen kunnen
baat hebben bij de metaaloxide-versterkende werking van
deze chemicaliën, op voorwaarde dat de metaaloxidelaag
dicht is en een goede hechting biedt. Chroom, titanium,
roestvrij staal of aluminium zijn goede voorbeelden van
deze metalen of legeringen. Lunac-coatings, koper of
koolstofstaal reageren niet volgens dit mechanisme en
zijn minder chemisch resistent in deze chemicaliën.
|
|
Metalen
met een verbeterde weerstand tegen een niet-oxiderend
milieu zoals HCl, H2SO4, HF, azijnzuur, etc.
(de meest voorkomende zuren). Deze groep metalen en
legeringen profiteren meestal van hun hogere
elektropotentiaal, dus de meer edele basismetalen en
edelmetalen. Koper, brons, nikkel, Lunac 1 en 2+ of
zilver zijn goede voorbeelden van deze metalen of
legeringen. De metalen zoals vermeld bij 1. laten visa
versa over het algemeen geen goede corrosieweerstand
tegen deze zuren zien.
|
Corrosiemechanismen:
|
De zowel harde als corrosiebestendige industriële
Lunac 1 en 2+ deklagen blijven volledig micro-scheur
en porievrij in het geval het substraat: |
of een coating met een lager
elektropotentiaal toch vaak dezelfde corrosieweerstand
bieden als een edeler kristallijn / minder homogeen
materiaal. Het extra voordeel van het tweede systeem
is dat er geen nadelige galvanischcorrosieve
activiteit zal kunnen optreden en een aanzienlijke
kostenbesparing. Er zijn Lunac-versies die voldoen aan
deze voorwaarden. Harde coatings zoals de
Lunac-systemen die scheurremmende drukspanningen
bevatten en ondercorrosieremming vertonen, zijn zeer
zeldzaam. Er zijn inmiddels veel voorbeelden van de
laatst ontwikkelde Lunac 2+ duplo-versie waarbij
ondercorrosie geblokkeerd is na plastische
vervormingen of steenslag (voornamelijk hydraulische
cilinders) en niet onthechten vanwege de uitstekende
substraatverbindingskwaliteit.
|
Foto 1: De gevolgen van porositeit in een HVOF keramische deklaag op 1.4462 (duplex RVS) met weerstand tegen put- en interkristallijne corrosie, werden zichtbaar pas nadat de keramische coating van deze schroefas was verwijderd. De corrosie onder de coating reikte tot meer dan 4 mm diepte. Aannemelijk was dat het staal deze corrosie ondervond vanwege een zoutconcentreereffect en hoge lokale temperaturen, ondanks de toepassing van het doorgaans goed zeewaterbestendige duplexstaal. Lunac 2+ deklagen bleken dit effect te blokkeren vanwege de dichte structuur, goede warmtegeleiding (waardoor tevens de afdichtingstemperaturen daalt) en chemische resistentie.
Foto 2: Lunac 1 (links afgebeeld) en Lunac 2+ deklagen
bevatten drukspanningen en zullen bijgevolg microscheurvorming
tijdens het uitharden voorkomen. Hardchroom (hieronder
weergegeven) ontwikkelt microscheuren na te zijn afgezet als
gevolg van hoge trekspanningen. Deze microscheuren beperken in
het algemeen de corrosiebestendigheid in hoge mate.
Figuur 3: In zeewater ondergedompelde fijngeslepen St
S355 koolstofstalen staven, voorzien van 50 μm Lunac 2+ (= Lunac
2+ mono), niet gehard (links) en gehard (rechts). Start van
tests: 06/10/07 en 01/04/08. De corrosiebestendigheid van de
geharde Lunac 2+ mono-versie is verminderd, maar nog steeds goed
genoeg om goed te presteren in zeewater. Lunac 2+ is mogelijk
zelfs geheel uniek in het zowel zeer hard zijn (Hv 1170 (HRc 72)
/ Hv 2100) alsook corrosiebestendig en porievrij. Vanwege deze
combinatie van eigenschappen wordt de high-end Lunac 2+ (duplo)
coating vaak toegepast op hydraulica en assen in maritieme
omgevingen. Het oppervlak van Lunac 2+ kan langzaam verkleuren
zoals koper (het oppervlak van de staaf in de rechter fles werd
een langzaam antraciet grijs na een paar maanden). Datum foto:
december, 2015.
WMV-corrosietester voor neutrale en zure
zoutsproeitesten.
Lunac 2+ duplo lagen zijn in staat om stalen oppervlakken
volledig
af te dichten en te voldoen aan de ASTM NSS B117,> 3500
uur zoutsproeitest met beoordeling 10 (geen enkele roestplek).
De standaard Lunac 2+ coating lost op met 0,21 μm / jaar
in zeewater bij 20 ° C. Dit biedt een theoretische> 100
jaar levensduur.
Corrosie van Lunac 2+ duplo bekleed koolstofstaal in een
coatingdefect of coating eindzone wordt nagenoeg geheel
geblokkeerd
|
In een corrosieve omgeving zullen
(t.o.v. staal) meer edele (metallische) coatings of
coatings met spanningen (zoals hardchroom) in
beschadiging of andersoortige grensvlakken galvanische
corrosie in de ondergrond doorgaans versnellen.
Kathodische deklagen zoals zink
|
of aluminium vertonen juist een
beschermend gedrag. Lunac 2+ duplo coatings zijn
geoptimaliseerd en komen dicht bij deze beschermende
coatings in de buurt en zullen derhalve ook geen
significante ondercorrosie veroorzaken.
|
Links: 30 μm chroom op koolstofstaal vertoont reeds grote ondercorrosievelden na 37 ° C / 400 ° C, 400 uur 4% zoutsproeitest.
Midden: 30/30 μm duplexchroom op koolstofstaal met een gat van (oorspronkelijk) 3,0 mm. De ondercorrosie (verbreding van het gat) na 8 dagen testen is duidelijk zichtbaar.
Rechts: 120 μm Lunac 2+ duplex op koolstofstaal met een gat van 3,0 mm. Geen ondercorrosie tussen het substraat en de coating kan worden waargenomen na 8 dagen corrosiebeproeving.
Hardchroom op koolstofstaal
Lunac 2+ duplo op koolstofstaalAfbeelding 2: 1000 uur NSS-corrosietesten in vooraf aangebrachte gaten (tot in de staalondergrond) van 3,0 mm (800 μm diep) bij 37 ° C, toont bovendien de hoeveelheid corrosieproduct na de eerste 8 dagen zoutwater corrosietest.
Neutrale
zoutsproeitesten waarbij deuken vooraf zijn aangebracht
Corrosie na indeuken
Hoewel nikkel-chroomdeklagen op koolstofstaal doorgaans goed
presteren tot 1000 uur in de neutrale zoutsproeitesten en ook in
staat zijn kleine ongelukken te doorstaan, beginnen ze
regelmatig roestvlekken te ontwikkelen na 1250 uur. Niet
verontachtzaamd moet worden dat chroom niet goed bestand is
tegen chloriden in het algemeen. Alle geteste harde (en brosse)
mono deklagen vertonen corrosie langs de micro-gekraakte randen
(afbeelding 6 en 7). Alleen de Lunac 2+ duplex-coating bleek
zowel een langdurige corrosiebeschermende werking te bieden
(> 3200 uur verlengde NSS-test), alsook kleine ongevallen te
kunnen doorstaan zonder corrosievorming.
Lunac 2+ antraciet verkleuring
- Het grijze uiterlijk van het Lunac 2+ oppervlak na langdurig
contact met water wordt veroorzaakt door de ontwikkeling van een
stabiele conversielaag van +/- 0,2 μm , die de werking verder
niet beinvloedt.
Vergelijking HVOF-keramiek, hard
chroom en Lunac 2+
- In tegenstelling tot keramische HVOF-duplexcoatings, zal Lunac
2+ duplo niet afschilferen na een stootbelasting (zo ook de
meeste chroom-nikkellagen). In het opzicht van hardheid en
(zand) krasbestendigheid moet Lunac 2+ vergeleken worden met de
hardere HVOF keramische coatings.
Lunac
2+ duplo is sinds 26 september 2011 gekwalificeerd volgens
NBD 10300 (Rijkswaterstaat) waarin een norm gesteld is voor
langdurige
corrosiebescherming. Deze test is gebaseerd op de (zware)
EPQ-test
zoals beschreven in ASTM G59-97 (2003) en ASTM G61-86 (2003).
Test
performed by Independent testing institute C-Cube (English)
