Na czym polega impedancyjna metodyka oceny i monitorowania właściwości powłok farb? Jaka jest możliwość wykorzystania tej metodyki do nieniszczącej oceny właściwości powłok organicznych w realnych warunkach eksploatacji obiektów?
Wymagana trwałość zabezpieczeń antykorozyjnych wynosi obecnie często ponad 15 lat. Laboratoryjne przewidywanie i ocena możliwości ochronnych powłokowych zabezpieczeń antykorozyjnych w tak długim okresie jedynie na podstawie normatywnych, przyspieszonych badań laboratoryjnych jest bardzo niepewne. Badania terenowe ograniczają się do pomiarów grubości i adhezji powłok oraz oględzin wzrokowych. Celowe jest wzbogacenie oceny o technikę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS), pozwalającej na obiektywne określenie i monitorowanie właściwości ochronnych powłok oraz kinetyki przebiegu reakcji elektrodowych na podłożu metalowym w warunkach laboratoryjnych i terenowych.
Stosując metodykę impedancyjną, można bezpośrednio oceniać niektóre właściwości powłok, jak np. hamowanie wnikania wody w głąb powłok, rezystancję powłok, wpływ powłok gruntowych na hamowanie reakcji elektrodowych w porach powłok, wpływ dodatków antykorozyjnych (inhibitorów korozji), adhezyjnych i plastyfikatorów na właściwości ochronne substancji powłokotwórczej. Badania impedancyjne są szczególnie przydatne do selekcji systemów powłokowych jako uzupełnienie przyspieszonych testów korozyjnych lub badań terenowych. Umożliwiają one również ocenę mechanizmu działania powłok ochronnych. Wyniki badań mogą dostarczać informacji o porowatości powłok, ich adhezji do podłoża, stanie podłoża oraz rozwoju korozji podpowłokowej. Zastosowanie metodyki impedancyjnej w badaniach powłok ochronnych ma obecnie obok aspektów podstawowych również znaczenie praktyczne, co znajduje zastosowanie w długoterminowych badaniach terenowych oraz badaniach “in situ” wykonywanych w warunkach przemysłowych, w których ważną pozycję mają badania polskich naukowców. W Instytucie Badawczym Dróg i Mostów w Warszawie wykorzystano pomiary impedancyjne do oceny właściwości ochronnych powłok w warunkach laboratoryjnych i terenowych. Stanowią ważne uzupełnienie oceny systemów powłokowych wykonywanej w celach aprobatywnych.
Metoda pomiarowa
Podstawy metody pomiarowej
Metodyka impedancyjna polega na pomiarze impedancji układu metal/powłoka/elektrolit w zakresie częstotliwości od 0,001 Hz do 1 MHz. Zakres częstotliwości powyżej 1 Hz umożliwia ocenę własności powłok, zakres poniżej 1 Hz ocenę układu metal/elektrolit oraz zjawisk dyfuzyjnych. Pomiar realizuje się poprzez sekwencyjne pobudzanie układu pomiarowego sinusoidalnym sygnałem napięciowym, a następnie badaniu prądowego sygnału odpowiedzi (pierwszej harmonicznej). Ponieważ układy elektrochemiczne są układami nieliniowymi, amplituda sygnału pobudzającego powinna być na tyle niska, aby układ pomiarowy można było traktować jako liniowy. Amplituda sygnału nie powinna być również zbyt niska, gdyż zakłócenia mogłyby wpływać na otrzymywanie niedokładnych lub fałszywych wyników. Stosowany jest tu najczęściej zakres 10-100 mV.
Komentarze (1)