Кој тип на алуминиумска лента обложена со боја е отпорен на 'рѓа и избледување за употреба во крајбрежни средини со висока соленост?

Апстракт

Крајбрежните средини со висока соленост се карактеризираат со постојано прскање со сол, интензивно ултравиолетово (УВ) зрачење, висока влажност и наизменични циклуси на суво-влажно, кои предизвикуваат брзо 'рѓа на подлогата, лупење на облогата и избледување на бојата за обичните алуминиумски ленти обложени со боја. Оваа статија систематски ги анализира механизмите за корозија во животната средина, ги споредува главните подлоги од алуминиумска легура и системите за органски облоги и го идентификува оптималниот композитен тип на алуминиумски ленти обложени со боја со долготрајни перформанси против 'рѓа и бледнее. Релевантните податоци од ASTM спреј за сол и тестови за атмосферски влијанија се наведени како поддршка на упатствата за избор на материјали за крајбрежни архитектонски, пристанишни и морски помошни објекти.

1. Механизми за корозија и избледување во крајбрежни области со висока соленост

1.1 Електрохемиска 'рѓа предизвикана од сол

Спреј за крајбрежна сол содржи 3% до 5% честички на натриум хлорид кои цврсто се прилепуваат на површините на алуминиумските ленти. Овие честички ја апсорбираат влагата од воздухот за да формираат проводен солена електролитна фолија. Алуминиумските подлоги се подложени на растворање на анодата во овој електролит, предизвикувајќи локализирана корозија со дупчиња наместо униформа 'рѓа на површината. За разлика од јаглеродниот челик, алуминиумските ленти ретко произведуваат видлива црвена 'рѓа, но формираат бели прашкасти производи од корозија на алуминиум хидроксид, кои го оштетуваат структурниот интегритет и ја прекинуваат адхезијата на облогата. Според тестовите за прскање со сол ASTM B117, необложените чисти алуминиумски ленти од серијата 1000 развиваат очигледни дупчиња по само 700 часа континуирано изложување на прскање со сол.

1.2 Избледување и распаѓање на облогата управувана од УВ

Водата од океаните рефлектира над 40% од сончевите УВ зраци, удвојувајќи го интензитетот на УВ зрачењето на материјалите што се изложени на крајбрежјето. Обичните молекуларни синџири со полиестерски облоги содржат нестабилни естерски врски, кои се распаѓаат под долгорочно УВ зрачење. Ова доведува до три последователни дефекти: креда на облогата, распаѓање на пигментот и нерамномерно избледување на бојата. Во тропските крајбрежни зони, стандардните алуминиумски ленти обложени со полиестер губат повеќе од 30% од почетната заситеност на бојата во рок од 5 години, придружени со микроскопски пукнатини што овозможуваат јони на сол да навлезат во алуминиумската подлога.

2. Избор на алуминиумска подлога против 'рѓа за крајбрежна употреба

Перформансите на облогата не можат да ги надоместат вродените дефекти на подлогата, така што подлогите од алуминиумска легура од морска класа се задолжителни за сценарија со висока соленост. Три мејнстрим серии се споредуваат подолу:

2,1 5052 Al-Mg легура (подлога од прв избор)

Легурата 5052 содржи 2,2%-2,8% магнезиум и помалку од 0,1% бакар. Ниската содржина на бакар ги елиминира ризиците од галванска корозија во солените средини, додека магнезиумот промовира формирање на густи пасивни оксидни фолии на алуминиумските површини. Неговите H32 и H34 ја балансираат структурната крутост и формабилноста на свиткување, погодни за обработка на валани алуминиумски ленти. Податоците од теренот покажуваат дека 5052 алуминиумски подлоги без премаз се спротивставуваат на корозија со прскање со сол повеќе од 2000 часа, што е тројно поголема од издржливоста на конвенционалните алуминиумски ленти 3003.

2.2 Неквалификувани подлоги што треба да се избегнуваат

Чистиот алуминиум 1060 има слаба пасивна стабилност на филмот и трпи брзо дупчење при циклично прскање со сол. Алуминиумот 6061 содржи високи бакарни адитиви, кои ја забрзуваат електрохемиската корозија кога се изложени на крајбрежни хлоридни јони. И двете се забранети за трајно изложени алуминиумски ленти обложени со крајбрежни бои и се применуваат само за целосно заштитени затворени крајбрежни сценарија.

3. Споредба на системи за органско обложување против избледување

Врз основа на стандардите за архитектонски облоги AAMA 2603/2604/2605, три главни системи за обложување на намотки се оценуваат за перформанси против 'рѓа и бледнее:

3.1 PVDF (Поливинилиден флуорид) слој: оптимален крајбрежен слој

Комерцијалната формула 70/30 PVDF (70% флуорополимерна смола + 30% акрилна адхезивна смола) има ултрастабилни јаглерод-флуор ковалентни врски со енергија на врската која далеку ја надминува енергијата на UV фотонот, што го спречува кинењето на молекуларниот синџир. Стандардните PVDF облоги со две печени облоги со вкупна дебелина од 25-28 μm вклучуваат прајмер за конверзија без хромати и флуоројаглероден горен слој. Тестирањето со прскање со сол потврдува нулта 'рѓа на подлогата и пликови на облогата по 5000 часа континуирана изложеност. По 25 години изложеност на отворено крајбрежје, неговата разлика во боја ΔE останува под 2,0, исполнувајќи ги строгите барања против избледување. Сертифициран е со AAMA 2605, стандард за крајбрежни облоги на највисоко ниво.

3.2 SMP (Силиконски модифициран полиестер) слој: заштитна крајбрежна опција со средно ниво

SMP облогите додаваат силиконски мономери на обичниот полиестер за да ја подобрат отпорноста на УВ. Неговиот работен век достигнува 12-15 години во заштитени крајбрежни области со индиректно прскање со сол. Сепак, неговата отпорност на сол е ограничена: развива локално лупење на облогата по 2200 часа тестирање со прскање со сол, така што не може да се користи за површини кои се изложени на морскиот брег.

3.3 PE (чист полиестер) слој: само за внатрешна или целосно заштитена употреба

PE облогите се карактеризираат со ниска цена и одлични перформанси на свиткување, но слаба отпорност на временски услови. Во крајбрежните средини на ветер, очигледното избледување се случува во рок од 3-5 години, а јоните на сол продираат во празнините на облогата за да предизвикаат дупчење на подлогата. Не се препорачува за какви било сценарија изложени на висока соленост.

4. Дефинитивен препорачан тип на производ

Единствената интегрирана алуминиумска лента обложена во боја која ги исполнува долгорочните барања против 'рѓа и бледнее за крајбрежните средини со висока соленост на ветерот е алуминиумската подлога 5052-H32 со двослоен PVDF слој со две печења . Деталните технички параметри се стандардизирани на следниов начин:

• Подлога: AA5052-H32 алуминиумска лента, дебелина 0,4-2,0 mm, во согласност со стандардот EN 485

• Предтретман на површината: третман за конверзија без хромати за подобрување на адхезијата на облогата и отпорноста на корозија на рабовите

• Структура на облогата: 5-8 μm епоксиден антикорозивен прајмер + 20 μm PVDF горен слој, двострана облога

• Индикатори за изведба: 5000+ часа неутрална отпорност на прскање со сол, ΔE≤1,8 разлика во боја по 10-годишен забрзан тест за атмосферски влијанија

5. Насоки за помошна инсталација и одржување

Дури и квалификуваните алуминиумски ленти 5052 обложени со PVDF се соочуваат со ризици од корозија на сечените рабови и позициите на гребење. Изградбата на самото место мора да примени лепак за запечатување на рабовите за сите исечени пресеци за да ја блокира инфилтрацијата на јоните на сол. Контактот со прицврстувачите од јаглероден челик мора да користи најлонски изолациски заптивки за да се избегне галванска корозија. За рутинско одржување е потребно само годишно испирање со свежа вода за да се отстрани таложењето на честичките од сол, без потреба од пребојување во рок од 20 години.

6. Заклучок

Во крајбрежни средини со висока соленост со силен УВ и прскање со сол, обичните алуминиумски ленти обложени со боја PE и SMP не можат да ги задоволат долгорочните барања против 'рѓа и бледнее. Соодветната комбинација на подлога од алуминиумска легура од морско ниво 5052-H32 и AAMA 2605 сертифициран со два слоја PVDF облога со две печења обезбедува сеопфатна издржливост. За заштитени крајбрежни помошни структури со низок интензитет на изложеност, алуминиумските ленти обложени со SMP 5052 се исплатлива алтернатива, додека производите обложени со чист полиестер треба целосно да се елиминираат од листите на крајбрежни материјали.