Hvaða tegund af lithúðuðum álræmum er ónæm fyrir ryð og fölnun til notkunar í strandumhverfi með mikilli seltu?

Ágrip

Strandumhverfi með mikilli seltu er með viðvarandi saltúða, sterka útfjólubláa (UV) geislun, háan raka og til skiptis þurr-blaut hringrás, sem veldur hröðu ryði undirlags, flögnun húðunar og litarflögnun fyrir venjulegar lithúðaðar álræmur. Þessi grein greinir kerfisbundið umhverfistæringarkerfi, ber saman almennt hvarfefni úr áli og lífræn húðunarkerfi og auðkennir ákjósanlega samsetta gerð af lithúðuðum álstrimlum með langtíma ryðvörn og afköst. Vitnað er í viðeigandi ASTM saltúða- og veðrunarprófunargögn til að styðja við leiðbeiningar um efnisval fyrir byggingarlistar-, hafnar- og sjávaraðstöðu við strendur.

1. Tæringar- og dofnunarkerfi á strandsvæðum með mikla seltu

1.1 Rafefnafræðilegt ryð af völdum salts

Strandsaltúði inniheldur 3% til 5% natríumklóríðagnir sem festast þétt við yfirborð álræma. Þessar agnir gleypa raka úr lofti til að mynda leiðandi saltvatnssaltafilmu. Ál hvarfefni gangast undir rafskautsupplausn í þessum raflausn, sem kallar fram staðbundna gryfjutæringu frekar en einsleitt yfirborðsryð. Ólíkt kolefnisstáli, framleiða álræmur sjaldan sýnilegt rautt ryð en mynda hvítar duftkenndar álhýdroxíð tæringarvörur, sem skemma burðarvirki og brjóta viðloðun húðarinnar. Samkvæmt ASTM B117 saltúðaprófunum mynda óhúðaðar 1000-röð hreinar álræmur augljós gryfju eftir aðeins 700 klukkustunda samfellda útsetningu fyrir saltúða.

1.2 UV-drifin húðun hverfur og niðurbrot

Sjávarvatn endurkastar meira en 40% af útfjólubláum geislum sólar og tvöfaldar styrkleika útfjólubláa geislunar á efnum sem verða fyrir ströndum. Venjulegar sameindakeðjur með pólýesterhúð innihalda óstöðug estertengi sem brotna við langvarandi UV geislun. Þetta leiðir til þriggja bilana í röð: húðkrítar, niðurbrots litarefna og ójafnrar litarfölnunar. Á suðrænum strandsvæðum missa staðlaðar pólýesterhúðaðar álræmur meira en 30% af upphaflegri litamettun innan 5 ára, ásamt smásæjum sprungum sem gera saltjónum kleift að komast inn í álundirlagið.

2. Val á ryðvarnar ál undirlagi fyrir strandnotkun

Húðunarárangur getur ekki vegið upp á móti eðlislægum undirlagsgöllum, þannig að undirlag úr álblöndu af sjávargráðu er skylda fyrir aðstæður með mikla seltu. Þrjár almennar seríur eru bornar saman hér að neðan:

2.1 5052 Al-Mg álfelgur (fyrsta val undirlag)

5052 álfelgur inniheldur 2,2%-2,8% magnesíum og minna en 0,1% kopar. Lágt koparinnihald útilokar galvaníska tæringarhættu í saltlausu umhverfi, en magnesíum stuðlar að myndun þéttra óvirkra oxíðfilma á yfirborði áli. H32 og H34 tempranir þess koma í veg fyrir stífleika burðarvirkis og sveigjanleika, hentugur fyrir vinnslu á rúlluðum áli. Vettvangsgögn sýna að 5052 ál undirlag án húðunar standast saltúða tæringu í meira en 2000 klukkustundir, þrefalda endingu hefðbundinna 3003 álræma.

2.2 Óhæft undirlag til að forðast

1060 hreint ál hefur veikan óvirkan filmustöðugleika og þjáist af hröðum holum í hringlaga saltúða. 6061 ál inniheldur mikil koparaukefni, sem flýtir fyrir rafefnafræðilegri tæringu þegar það verður fyrir strandklóríðjónum. Hvort tveggja er bannað fyrir varanlega strandlithúðaðar álræmur og eiga aðeins við í fullkomlega skjólgóðum strandatburðum innandyra.

3. Samanburður á lífrænum húðunarkerfum sem ekki hverfa

Byggt á AAMA 2603/2604/2605 byggingarlistarhúðunarstöðlum, eru þrjú almenn spóluhúðunarkerfi metin með tilliti til ryðvarnar og fölnunar:

3.1 PVDF (pólývínýlídenflúoríð) húðun: ákjósanleg strandhúð

Auglýsinga 70/30 PVDF formúlan (70% flúorfjölliða plastefni + 30% akrýl lím plastefni) hefur ofurstöðug kolefni-flúor samgild tengi með bindingarorku sem er langt umfram UV ljóseindorku, sem kemur í veg fyrir að sameindakeðja brotni. Hefðbundin tveggja laga tvíbökuð PVDF húðun með heildarþykkt 25-28 μm inniheldur krómatfrían umbreytingargrunn og flúorkolefni yfirhúð. Saltúðaprófun staðfestir núll undirlagsryð og húðblöðrumyndun eftir 5000 klukkustunda samfellda útsetningu. Eftir 25 ára váhrif á ströndum utandyra er litamunurinn ΔE áfram undir 2,0, sem uppfyllir strangar kröfur til að draga úr hverfingu. Það er vottað af AAMA 2605, hæsta stigi strandhúðunarstaðalsins.

3.2 SMP (kísill breytt pólýester) húðun: skjólgóður strandvalkostur á miðstigi

SMP húðun bætir sílikon einliðum við venjulegan pólýester til að bæta UV viðnám. Líftími þess nær 12-15 árum í skjólsælum strandsvæðum með óbeinni saltúða. Hins vegar er saltþol þess takmörkuð: það þróar staðbundna húðflögnun eftir 2200 klukkustunda saltúðaprófun, þannig að það er ekki hægt að nota það fyrir yfirborð sem verða fyrir sjávarsíðu vindátt.

3.3 PE (Pure Polyester) húðun: aðeins til notkunar innanlands eða í fullu skjóli

PE húðun er með litlum tilkostnaði og framúrskarandi beygjuafköstum en lélegri veðráttu. Í strandumhverfi vindsins á sér stað augljós fölnun innan 3-5 ára og saltjónir komast í gegnum húðunareyður til að valda gryfju í undirlaginu. Það er ekki mælt með því fyrir aðstæður sem eru útsettar með mikilli seltu.

4. Endanleg Mælt vörutegund

Eina samþætta lithúðuðu álræman sem uppfyllir bæði langtíma ryðvarnar- og fölvunarkröfur fyrir strandumhverfi með mikilli seltu vindátt er 5052-H32 ál undirlag með tveggja laga tveggja baka PVDF húðun . Ítarlegar tæknilegar breytur eru staðlaðar sem hér segir:

• Undirlag: AA5052-H32 álræma, þykkt 0,4-2,0 mm, í samræmi við EN 485 staðal

• Yfirborðsformeðferð: Krómlaus umbreytingarmeðferð til að auka viðloðun lagsins og tæringarþol brúnarinnar

• Húðunarbygging: 5-8 μm epoxý ryðvarnargrunnur + 20 μm PVDF yfirhúð, tvíhliða húðun

• Árangursvísar: 5000+ klst hlutlaus saltúðaþol, ΔE≤1,8 litamunur eftir 10 ára hraða veðrunarprófun

5. Aðstoðarleiðbeiningar um uppsetningu og viðhald

Jafnvel viðurkenndar PVDF húðaðar 5052 álræmur standa frammi fyrir tæringarhættu við skurðbrúnir og rispur. Bygging á staðnum verður að nota brúnþéttingarlím fyrir alla skera þversnið til að hindra íferð saltjóna. Snerting við kolefnisstálfestingar verður að nota nylon einangrunarþéttingar til að forðast galvanísk tæringu. Venjulegt viðhald krefst aðeins árlegrar ferskvatnsskolunar til að fjarlægja saltagnaútfellingu, án þess að þörf sé á endurmálun innan 20 ára.

6. Niðurstaða

Í strandumhverfi með mikilli seltu með sterkri UV og saltúða, geta venjulegar PE og SMP lithúðaðar álræmur ekki uppfyllt langtíma ryðvarnar- og fölvunarkröfur. Samsvörun samsetning 5052-H32 ál undirlags úr sjávargráðu og AAMA 2605 vottaða tveggja laga tveggja baka PVDF húðun skilar alhliða endingu. Fyrir skjólgóð strandbyggð hjálparmannvirki með lágan váhrifastyrk eru SMP húðaðar 5052 álræmur hagkvæmur valkostur, en hreinar pólýesterhúðaðar vörur ættu að vera alfarið út af lista yfir strandefni.