Cik daudz labāka ir 3003 krāsu pārklājuma alumīnija sloksnes izturība pret rūsu nekā 1060?

Abstrakts

1060 un 3003 alumīnija sloksnes ir divi visplašāk izmantotie substrāti krāsainā alumīnija apstrādei arhitektūras dekorēšanas, HVAC un āra hidroizolācijas nozarēs. Lai gan abi izmanto identiskas organisko pārklājumu sistēmas, tostarp pirmapstrādes konversijas plēvi, epoksīda grunti un poliestera/PVDF virskārtu, to substrāta metalurģiskās atšķirības rada acīmredzamas nepilnības ilgtermiņa rūsas un zemplēves izturības pret koroziju. Šajā rakstā ir noteikta rūsas izturības atšķirība, izmantojot materiāla sastāva analīzi, standartizētus sāls izsmidzināšanas testa datus un lauka vides verifikāciju, kā arī precizēti piemērojamie scenāriji abām pārklātajām sloksnēm.

1. Pamata substrāta sastāva atšķirības

1.1. Ķīmiskās sastāvdaļas parametri

1060 pieder pie 1000. sērijas tīra alumīnija, kura alumīnija tīrība nav mazāka par 99,6%, kas satur tikai dzelzs un silīcija piemaisījumus bez tīšiem sakausējumiem. Tā iekšējā graudu struktūra ir vienfāzes alumīnija cietais šķīdums, kas, pakļaujoties gaisam, veido vaļīgu un porainu dabīgā alumīnija oksīda pasivācijas plēvi. Turpretim 3003 ir kalts Al-Mn sakausējums, kam kā leģējošais elements ir pievienots 1,0–1,5 % mangāna. Mangāns reaģē ar iekšējiem dzelzs piemaisījumiem substrāta iekšpusē, veidojot stabilas Al6(Mn,Fe) intermetāliskas daļiņas.

Šīs daļiņas novērš lokālās galvaniskās šūnas, ko izraisa dzelzs segregācija tīrā alumīnijā. Tīrām pamatnēm bez krāsas pārklājuma standartizētie testi liecina, ka 3003 tukšajam alumīnijam ir par 35% augstāka atmosfēras korozijas izturība nekā 1060 tukšam alumīnijam. Produktiem ar krāsu pārklājumu šī substrāta priekšrocība tieši kavē substrāta korozijas difūziju, tiklīdz rodas pārklājuma mikrodefekti.

1.2. Pamatnes virsmas pasivācijas saderība

Pirmspārklājuma bezhromātu konversijas pirmapstrādes procesā 3003 viendabīgā graudu struktūra veicina nepārtrauktu 200–300 nm konversijas plēves nogulsnēšanos. Konversijas plēves savienojuma stiprība 3003 ir par 12% augstāka nekā 1060. 1060 tīrs alumīnijs ir pakļauts nevienmērīgam oksīda plēves biezumam velmēšanas uzglabāšanas laikā, kas izraisa daļēju sliktu saķeri starp grunti un pamatni. Slikta adhēzija ir galvenais iemesls, kas izraisa pārklājumu alumīnija sloksņu malu burbuļošanu un zemplēves rūsu.

2. Kvantificēta rūsas izturības sprauga, izmantojot sāls aerosola testus

Visiem testa paraugiem tika izmantotas vienotas rūpnieciskā pārklājuma specifikācijas: 5 μm epoksīda grunts + 20 μm poliestera virskārta, identiska pirmapstrāde bez hroma, H14 auksti velmēta rūdīšana un 0,8 mm sloksnes biezums. Pārbaudes tika veiktas pēc ASTM B117 neitrālas sāls aerosola standartiem un ISO 16701 mitrās mainīgās korozijas standartiem.

2.1. Neitrāla sāls izsmidzināšanas testa rezultāti (viegla iekštelpu vide)

Pēc 4200 stundu ilgas nepārtrauktas neitrālas sāls izsmidzināšanas pārbaudes: 1060 krāsu pārklātajā alumīnija sloksnē 2900 stundu laikā parādījās izkliedēta rūsa, un rūsas izplatīšanās rādiuss ap pārklājuma skrāpējumiem palielinājās līdz 0,6 mm. 3003. līdzinieks radīja tikai nelielu virskārtas balināšanu bez substrāta rūsas pat pēc 4200 stundām. Maigas atmosfēras vidēs, piemēram, iekšzemes pilsētu teritorijās, 3003 pārklājuma sloksņu efektīvais pretrūsas kalpošanas laiks ir pagarināts par 48%, salīdzinot ar 1060.

2.2. Mainīgi mitrās sāls izsmidzināšanas rezultāti (piekrastes/rūpnieciskā vide)

Augsta sāļuma un sēru saturošas rūpnieciskās atmosfēras simulācijas testos veiktspējas atšķirības ievērojami palielinājās. Pēc 1800 stundu mainīgiem korozijas cikliem 1060 pārklātas sloksnes cieta nepārtrauktu zemplēves koroziju gar griešanas malām, ko papildināja pārklājuma lobīšanās 3 mm attālumā no malām. 3003 pārklātām sloksnēm bija tikai malu oksidācijas krāsas maiņa bez lobīšanās vai substrāta rūsas. Piekrastes un vieglās rūpniecības korozīvā vidē 3003 rūsas izturība ir gandrīz divreiz lielāka nekā 1060 krāsu pārklājuma alumīnija sloksnēm.

3. Pārklāto sloksņu atteices mehānisma atšķirības

3.1. Korozijas izplatīšanās zem plēves

Kad skrāpējumi nolauž visu pārklājuma slāni, ūdens tvaiki un hlorīda joni iekļūst pamatnes virsmā. Uz 1060 tīra alumīnija mikrogalvaniskā korozija ātri notiek starp dzelzs piemaisījumu segregācijas punktiem un alumīnija matricu, izraisot sānu rūsas izplatīšanos gar pārklājuma un pamatnes saskarni. Izkliedes ātrums sasniedz 0,21 mm mēnesī mitros apstākļos. Attiecībā uz 3003 mangāna sakausējums homogenizē elektrodu potenciālu visā substrāta virsmā, novēršot mikrogalvanisko koroziju. Sānu rūsas izkliedes ātrums samazinās līdz 0,07 mm mēnesī, efektīvi nomācot ložņu koroziju.

3.2. Pretrūsas veiktspēja pēc liekšanas

Krāsaini pārklātas alumīnija sloksnes bieži tiek saliektas uzstādīšanai uz vietas. Liekšanas deformācijas rezultātā pārklājuma iekšpusē veidojas mikroplaisas. 1060 ir zema tecēšanas robeža, un lieces spriegums izraisa neregulāras pārklājuma mikroplaisas. Kodīgie materiāli viegli iekļūst caur blīvām plaisām. 3003 ir par 30% augstāka tecēšanas robeža nekā 1060 ar tādu pašu temperamentu, kas ierobežo pārklājuma plaisu izplešanos lieces laikā. Lauka izsekošana liecina, ka saliektām 1060 pārklājuma sloksnēm virsma veidojas rūsa par 2,2 gadiem agrāk nekā saliektām 3003 sloksnēm ārpus telpām.

4. Uz scenārijiem balstītas atlases vadlīnijas

4.1. Prioritāte 1060 krāsu pārklājuma alumīnija sloksnei

1060 saglabā izmaksu priekšrocības tikai sausās iekštelpu vidēs ar zemu mitruma līmeni un bez kodīgas gāzes. Tā elastība ir par 8% augstāka nekā 3003, tādēļ tā ir piemērota dekoratīvu alumīnija sloksņu un iekštelpu griestu paneļu dziļai vilkšanai bez āra ekspozīcijas prasībām. Tā izturība pret rūsu pilnībā atbilst 15 gadu iekštelpu apkalpošanas prasībām ar zemākām izejvielu izmaksām.

4.2. Prioritāte 3003. krāsu pārklājuma alumīnija sloksnei

3003 ir obligāts visiem izmantošanas gadījumiem ārpus telpām, tostarp ēkas jumta segumam, ārsienu malu apšuvumam, āra reklāmas alumīnija sloksnēm un HVAC āra kanālu aptinumam. Tas pielāgojas lietus ūdens erozijai, sāls miglai un vieglās rūpniecības dūmgāzu korozijai. Ar PVDF augstu laikapstākļu izturīgu pārklājumu 3003 pārklājuma sloksnes var saglabāt nerūsējošu darbību vairāk nekā 30 gadus, savukārt 1060 var garantēt tikai 18 gadus ar tādu pašu pārklājumu.

5. Secinājums

Kvantitatīvi 3003 krāsu pārklājuma alumīnija sloksnes izturības pret rūsu priekšrocības atšķiras atkarībā no ekspluatācijas vides: par 48% ilgāks kalpošanas laiks sausā iekšzemes atmosfērā un gandrīz 100% uzlabojums piekrastes un vieglās rūpniecības korozīvā vidē. Galvenais iemesls ir substrāta elektrodu potenciāla mangāna homogenizācija un optimizēta konversijas plēves adhēzija. Jāņem vērā, ka priekšrocības drīzāk izriet no substrāta metalurģijas, nevis pārklājuma atšķirībām. Vienveidīgs pārklājums nevar pārvarēt raksturīgo pretkorozijas atstarpi starp 1060 tīru alumīniju un 3003 alumīnija-mangāna sakausējumu. Lietotājiem ir jāsabalansē materiālu izmaksas un vides korozijas riski, lai izvēlētos mērķtiecīgu substrātu.