Przebieg korozji powłok duplex
Schemat przebiegu procesu korozji powłoki duplex oraz powłoki lakierowej przedstawia rys. 4. Jeżeli w warunkach środowiska korozyjnego powłoka cynkowa będzie zabezpieczać podłoże przez 40 lat, powłoka lakierowa 10 lat, to zastosowanie systemu kompleksowej ochrony powłoki duplex pozwoli na użytkowanie pokrycia przez ok. 75 lat bez konserwacji, min. 1,5 razy dłużej niż podczas stosowania systemów ochronnych osobno [1,7]. Ta zwiększona trwałość ochrony jest wynikiem zupełnie odmiennego mechanizmu degradacji materiału. Powłoka malarska stanowi ciągłą barierę dla reakcji związków utleniających obecnych w środowisku korozyjnym z powierzchnią stali. Przerwanie ciągłości powłoki ochronnej skutkuje powstawaniem ogniwa korozyjnego i natychmiastowym rozpoczęciem procesu korozji elektrochemicznej. W wyniku utleniania i redukcji pomiędzy warstwą lakierniczą a podłożem stali tworzą się uwodnione tlenki żelaza o większej objętości w porównaniu z żelazem: FeO, Fe2O3, Fe3O4. Proces postępuje ze znaczną szybkością, prowadzi do tworzenia pęcherzy i odpadania lakieru od podłoża. Powłoki duplex posiadają pod warstwą lakierniczą powłokę cynkową stanowiącą dodatkową barierę chroniącą stal. W przypadku przebicia powłoki lakierniczej funkcje zabezpieczenia antykorozyjnego przejmuje ta właśnie część systemu ochronnego. Powłoka cynkowa może zabezpieczać powierzchnie stali na trzy sposoby [7,8]. Ciągła warstwa cynku oraz warstwa faz międzymetalicznych Fe-Zn stanowi barierę oddzielającą stop żelaza od środowiska korozyjnego. W wyniku korozji elektrochemicznej tworzą się stabilne związki cynku (tlenek ZnO, wodorotlenek Zn(OH)2 oraz węglan ZnCO3), których jednolita warstewka wypełnia szczeliny w powłoce lakierniczej i w ten sposób chroni powierzchnie stali. Ich objętość jest tylko niewiele większa od cynku, więc nie następuje odwarstwienie się lakieru od podłoża. Trzeci sposób ochrony powierzchni stali występuje w przypadku uszkodzenia również samej powłoki cynkowej. Cynk jako metal o niższym potencjale elektrochemicznym od żelaza staje się anodą w ogniwie korozyjnym i ulega destrukcji, protektorując podłoże stalowe.
Podsumowanie
Odporność korozyjna dobrze wykonanej powłoki duplex zależy od właściwości zewnętrznej warstwy lakierniczej oraz wewnętrznej warstwy cynkowej. W przypadku wystąpienia nieszczelności powłoki organicznej, podłoże stalowe jest nadal chronione barierowo oraz protektorowo za pomocą cynku i nie jest narażone na bezpośrednie działanie czynników zewnętrznych. Jak wspomniano, związki cynku mają podobną objętość jak sam cynk, a ich pozbawiona defektów struktura stanowi barierę dla postępującego procesu korozji. Stąd obserwowany efekt synergii trwałości ochrony korozyjnej powłok kompleksowych. Można powiedzieć, że systemy duplex są więc idealnym zabezpieczeniem antykorozyjnym w agresywnym środowisku przemysłowym czy morskim, a posiadają również wysokie walory dekoracyjne i estetyczne.
Komentarze (0)