Dr. Prepper — Ausgabe 8

Langlebigkeit der Beschichtung durch richtige Oberflächenvorbereitung

In dieser achten Ausgabe von Dr. Prepper werden wir weiterhin untersuchen, warum die richtige Oberflächenvorbereitung von größter Bedeutung ist und wie der Bristle Blaster ein einzigartig hohes Maß an Oberflächenvorbereitung bietet.

Eine schlechte Oberflächenvorbereitung und Beschichtungsanwendung kann zu einem vorzeitigen Abbau der Beschichtung führen, insbesondere durch Adhäsionsverlust und ein höheres Korrosionsrisiko.

Seit vielen Jahren gibt es geeignete, gut definierte Standards, die jedoch nicht immer oder zumindest nicht immer korrekt angewendet werden.

Was sollten Sie also bei Ihren Bemühungen um eine ordnungsgemäße und erfolgreiche Oberflächenvorbereitung beachten?

Das regelmäßige RED PAPER von MontiPower^®. Voller Wissenswertem – und Notwendigem – über die optimalste Oberflächenvorbereitung seit 1987.

Dr. Prepper führte eine Untersuchung durch, um die Oberflächenvorbereitung des Bristle Blasters im Vergleich zum Sandstrahlen und konventionellen rotierenden Drahtbürsten zu untersuchen. Für unsere Untersuchung wählten wir 3 verschiedene Ausgangsoberflächen aus – „Walzzunder“, „Rost“ und „kaltgewalzt“ – unbeschichteter Stahl. Die vorbereiteten Oberflächen wurden nach dem Grad der Vorbereitung und einer Reihe von Rauheitsparametern charakterisiert. Beschichtete Proben nach DIN EN ISO 12944-6:1998 wurden verschiedenen Korrosionsstufen gemäß der Korrosivitätskategorie C3, mittlerer Schutzdauer, ausgesetzt.

Bristle Blaster Elektromodell

Das erste für die Untersuchung ausgewählte Werkzeug war der Monti Bristle Blaster Elektromodell 3200. Mit diesem Werkzeug untersuchten wir verschiedene Bandkonfigurationen, um das Aufrauungspotenzial zu untersuchen. Im ersten Fall wurde das 23 mm breite Kohlenstoffstahlband allein verwendet, während wir im zweiten Fall 2 x 11 mm breite Bänder nebeneinander verwendeten. Die Leerlaufdrehzahl des verwendeten Werkzeugs betrug 3200 U/min. Für die Oberflächenvorbereitung wurde entweder 1 Bürste mit einer Breite von 23 mm allein oder 2 Bürsten mit einer Breite von 11 mm nebeneinander verwendet.

Für das Sandstrahlen wurde eine Mischung aus kantigen Gusseisengranalien mit einer Korngröße von 0,1 bis 1,0 mm bei einem Strahldruck von ca. 6 bar verwendet.

Für die Tests verwendeten wir Proben von 150 x 100 mm mit einer Materialstärke von 3 mm. Für die Ausgangspunkte A und C verwendeten wir warmgewalzten Stahl S 235 JR und für den kaltgewalzten Stahl DC 01.

Abbildung 1: Konventionelle rotierende Drahtbürste zum Vergleich

Die dritte Methode war ein elektrisch betriebener Handbohrer mit einer konventionellen rotierenden Drahtbürste mit einem Durchmesser von 75 mm und einer Breite von 8-10 mm. Die Drehzahl betrug 600 U/min (siehe Abbildung 1).

Die Bürststrahlmethode wurde gemäß ISO8501-1 auf Oberflächenvorbereitung bewertet. Im Detail wurden für verschiedene Ausgangszustände die folgenden Ergebnisse erzielt (siehe Tabelle 1 und Abbildungen 3 bis 14 im Anhang PDF-Download unten).

Im Gegensatz dazu hinterließ die konventionelle rotierende Drahtbürste je nach Ausgangszustand der Probe entweder Zunder- oder Rostrückstände auf der Probenoberfläche.

Der Bristle Blaster hinterließ nach der Behandlung keine Rückstände auf der Oberfläche.

Zur Charakterisierung des Rauheitsprofils wurden verschiedene Rauheitskennwerte gemäß DIN EN ISO 4287 verwendet, die die Rauheit sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung beschreiben:

„Die Rauheit des Bristle Blasting ist im Vergleich zum Sandstrahlen günstig.“

Konkret wurden für die Ausgangszustände A, C und kaltgewalzt mit neuen Bristle Blaster-Bürsten folgende Ergebnisse erzielt (siehe Tabelle 2 im PDF-Download unten):

Bristle Blasting-Aufrauen (23 mm breit)

Rz: 74 - 92 μm (überschreitet 60 μm)

RPc: 20-22 Spitzen/cm

Bristle Blasting-Aufrauen (2 x 11 mm breit)

Rz: 60 μm zweimal erreicht (61 - 84 μm), einmal 54 μm

RPc: 22-24 Spitzen/cm

Vergleich:

Sandstrahlen

Rz: 69 - 75 μm (überschreitet 60 μm)

RPc: 26 - 30 Spitzen/cm

Rotierende Drahtbürste

Rz: 7 - 24 μm

RPc: 11-32 Spitzen/cm

Der Bristle Blaster mit 23 mm oder 2 x 11 mm breiten Bändern erreichte Rauheitsprofile, die denen des Sandstrahlens sehr ähnlich waren, obwohl es bei den 2 x 11 mm breiten Bändern eine gewisse Inkonsistenz gab. Sowohl die Oberflächenrauheit Rz als auch die Spitzenanzahl RPc waren ebenfalls im Wesentlichen ähnlich.

Die konventionelle rotierende Drahtbürste hingegen erzeugte nur eine Rauheit Rz von 7-24 µm. Somit erfüllt diese Methode die Anforderungen für Beschichtungen nur mit Einschränkungen.

4.1 Beschichtungssystem und erforderliche Parameter

Die Oberflächenvorbereitungsmethoden wurden an Beschichtungssystemen mit einer Gesamtschichtdicke von 60 µm getestet, die für die Korrosivitätskategorie C3 mittlerer Schutzdauer geeignet sind. Und eine Oberflächenvorbereitung durch manuelle mechanische Methoden zulassen:

Grundierung

Epoxidharzester, empfohlene Schichtdicke: 80 µm Eindringmittel

Decklack

Alkylacrylat, Kunstharzkombination, empfohlene Schichtdicke: 80 µm

Nach DIN EN ISO 12944-6:1998 sind für die künstliche Korrosionsprüfung folgende Parameter erforderlich:

• Gitterschnittparameter (DIN EN ISO 2409): 0 oder 1

• Abreißtest (DIN EN ISO 4624): kein Bruch zum Untergrund (A/B) zulässig (außer bei Abreißwerten von 5 MPa und mehr)

• Blasenbildung (DIN EN ISO 4628-2): 0 (SO)

• Rostbildung (DIN EN ISO 4628-3): Ri 0

• Rissbildung (DIN EN ISO 4628-4): 0 (SO)

• Abplatzungen (DIN EN ISO 4628-5): 0 (SO)

• Korrosion an der Ritzlinie (DIN EN ISO 4628-8): 1 mm (Maximalwert)

Die Probenplatten wurden nur auf der Vorderseite durch Strahlen oder Bürsten einzeln vorbereitet.

4.2 Exposition gegenüber Dauerkondensation gemäß DIN EN ISO 6270-1

Nach der Exposition beschichteter Proben gegenüber Dauerkondensation gemäß DIN EN ISO 6270-1 über einen Zeitraum von 120 Stunden wurden folgende Ergebnisse erzielt (siehe Tabelle 3 und 4 im PDF-Download unten):

• Vorbereitungsmethoden: Bristle Blaster Aufrauen, Strahlen, Sandstrahlen, rotierende Drahtbürsten

• Ausgangszustände: A (dünner Walzzunder), kaltgewalzt (K)

Ergebnisse

• Gitterschnittparameter: nicht bestanden (außer A Sa 2 ½, Strahlen)

• Bruch der Haftung A/B: bestanden (im Allgemeinen kein Haftbruch der Beschichtung)

• Blasenbildung: bestanden

• Rostbildung: bestanden

• Rissbildung: bestanden

• Abplatzungen: bestanden

Unabhängig von der Vorbereitungsmethode und dem Ausgangszustand wurden nach 120 Stunden kontinuierlicher Kondensationsbelastung (DIN EN ISO 6270-1) weitgehend ähnliche Ergebnisse erzielt.

4.3 Einwirkung von neutralem Salznebel nach DIN EN ISO 9227

Nach der Einwirkung von neutralem Salznebel gemäß DIN EN ISO 9227 über einen Zeitraum von 240 Stunden auf beschichtete Proben wurden folgende Ergebnisse erzielt (siehe Tabellen 5 und 6 im PDF-Download unten):

• Vorbereitungsmethode: Bristle Blast Aufrauen, Sandstrahlen, rotierende Drahtbürste

• Ausgangszustände: A (dünner Walzzunder), kaltgewalzt (K)

Ergebnisse

• Gitterschnittparameter: nicht bestanden

• Haftungsbruch A/B: bestanden (im Allgemeinen kein Haftungsbruch)

• Blasenbildung: bestanden

• Rostbildung: bestanden

• Rissbildung: bestanden

• Abplatzungen: bestanden

Korrosion an der Ritzlinie (Maximalwert)

• Bristle Blast Aufrauen: teilweise bestanden

• Sandstrahlen: teilweise bestanden

• Konventionelles Bürsten: bestanden

Unterrostung an der Ritzlinie (Mittelwert)

• Bristle Blast Aufrauen: 7 - 10 mm

• Sandstrahlen: A: 8 - 10 mm, kaltgewalzt: 4 - 5 mm

• Konventionelles Bürsten: 13 - 20 mm

Unabhängig von der Vorbereitungsmethode und dem Ausgangszustand wurden nach 240 Stunden Salznebelprüfung (DIN EN ISO 9227) weitgehend ähnliche Ergebnisse erzielt. Die Unterrostung an der Ritzlinie ist eine Ausnahme. Dieser Wert erhöht sich beim konventionellen Bürsten um das etwa Zweifache auf bis zu 20 mm.

Sowohl das Bristle-Blasting-Aufrauen als auch das Sandstrahlen erreichten ähnliche Oberflächenvorbereitungsgrade, die weitgehend Sa 2½ entsprachen.

Das Bristle-Blasting mit neuen Bändern führte zu einer Oberflächenrauheit, die normalerweise zwischen 60 und 80 µm lag. Die Oberflächenrauheit Rz entspricht einem mittleren Rauheitsgrad (G) gemäß DIN EN ISO 8503-1, der von 60-100 µm reicht.

Mit Bristle-Blasting-Aufrauen vorbereitete beschichtete Proben verhielten sich nach der Exposition gegenüber Dauerkondensation ähnlich wie die mit Sandstrahlen vorbereiteten Proben.

Alle getesteten Methoden schnitten bei Salznebel gut ab. Der Grad der Delamination der Probe an der Ritzlinie verdoppelte sich jedoch ungefähr, wenn sie mit der konventionellen rotierenden Bürstenmethode vorbereitet wurde.

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