Dr. Prepper — editie 8
Levensduur van coatings dankzij een correcte oppervlaktevoorbereiding
In deze achtste editie van Dr. Prepper gaan we verder met de vraag waarom een correcte oppervlaktevoorbereiding van het grootste belang is en hoe de Bristle Blaster een uniek hoog niveau van oppervlaktevoorbereiding levert.
Een slechte oppervlaktevoorbereiding en coatingapplicatie kunnen leiden tot vroegtijdige degradatie van de coating, met name door verlies van hechting en een groter risico op corrosie.
Er zijn al vele jaren passende, duidelijk omschreven normen beschikbaar, maar deze worden niet altijd toegepast, of in elk geval niet altijd correct toegepast.
Waar moet je dus rekening mee houden bij je inspanningen voor een correcte en succesvolle oppervlaktevoorbereiding?
De regelmatig verschijnende RED PAPER van MontiPower®. Vol leuke en noodzakelijke feiten over de meest optimale oppervlaktevoorbereiding sinds 1987.
Dr Prepper voerde een onderzoek uit naar de oppervlaktevoorbereiding met de Bristle Blaster in vergelijking met gritstralen en conventionele roterende draadborstels. Voor ons onderzoek kozen we 3 verschillende uitgangsoppervlakken van ongecoat staal: ‘walshuid’, ‘roest’ en ‘koudgewalst’. De voorbereide oppervlakken werden gekarakteriseerd aan de hand van de voorbereidingsgraad en een reeks ruwheidsparameters. Gecoate proefplaatjes werden volgens DIN EN ISO 12944-6:1998 blootgesteld aan verschillende niveaus van corrosie, in overeenstemming met corrosiviteitscategorie C3, middellange beschermingsduur.
Bristle Blaster elektrisch type
Het eerste gereedschap dat voor het onderzoek werd gekozen, was de Monti Bristle Blaster elektrisch type 3200. Met dit gereedschap onderzochten we verschillende bandconfiguraties om het opruwpotentieel te bepalen. In het eerste geval werd de 23mm-band van koolstofstaal afzonderlijk gebruikt, terwijl we in het tweede geval 2 x 11mm-banden naast elkaar gebruikten. Het stationaire toerental van het gebruikte gereedschap was 3200 RPM. Voor de oppervlaktevoorbereiding werd ofwel 1 borstel met een breedte van 23mm afzonderlijk gebruikt, ofwel werden 2 borstels met een breedte van 11mm naast elkaar gebruikt.
Voor het gritstralen werd een mengsel van hoekige gietijzerkorrels met een korrelgrootte van 0,1 tot 1,0mm gebruikt bij een straaldruk van circa 6 bar.
Voor de tests gebruikten we proefplaatjes van 150 x 100 mm met een materiaaldikte van 3mm. Voor uitgangstoestanden A en C gebruikten we warmgewalst staal S 235 JR en voor het koudgewalste staal DC 01.
Figuur 1: Conventionele roterende draadborstel ter vergelijking
De derde toegepaste methode was een elektrisch aangedreven handboormachine met een conventionele roterende draadborstel met een diameter van 75mm en een breedte van 8-10mm. Het toerental bedroeg 600 RMP (zie figuur 1).
De bristle-blastingmethode werd voor de oppervlaktevoorbereiding beoordeeld volgens ISO8501-1. In detail werden de volgende resultaten verkregen voor verschillende uitgangstoestanden (zie tabel 1 en figuren 3 tot en met 14 in de bijlage-pdf hieronder).
Daarentegen liet het conventionele borstelen met een roterende draadborstel, afhankelijk van de uitgangstoestand van het proefplaatje, ofwel walshuidresten ofwel roestresten achter op het oppervlak van het proefplaatje.
De Bristle Blaster liet na de behandeling geen resten achter op het oppervlak.
Om het ruwheidsprofiel te karakteriseren, werden verschillende ruwheidsindicatoren volgens DIN EN ISO 4287 gebruikt, die de opruwing zowel in verticale als in horizontale richting beschrijven:
‘De ruwheid bij bristle blasting doet niet onder voor die bij gritstralen.’
Concreet werden met nieuwe Bristle Blaster-borstels de volgende resultaten verkregen voor de uitgangstoestanden A, C en koudgewalst (zie tabel 2 in de pdf-download hieronder):
Opruwen met bristle blasting (23mm breed)
Rz: 74 - 92 μm (60 μm overschreden)
RPc: 20-22 pieken/cm
Opruwen met bristle blasting (2 x11 mm breed)
Rz: tweemaal 60 μm bereikt (61 - 84 μm), eenmaal 54 μm
RPc: 22-24 pieken/cm
Vergelijking:
Gritstralen
Rz: 69 - 75 μm (60 μm overschreden)
RPc: 26 - 30 pieken/cm
Roterende draadborstel
Rz: 7 - 24 μm
RPc: 11-32 pieken/cm
De Bristle Blaster met banden van 23mm of 2 x 11mm bereikte ruwheidsprofielen die sterk vergelijkbaar waren met gritstralen, hoewel er bij de banden van 2 x 11mm enige inconsistentie optrad. Ook de oppervlakteruwheid Rz en het piekgetal RPc waren in wezen vergelijkbaar.
De conventionele roterende draadborstel daarentegen leverde slechts een ruwheid Rz van 7-24 um op. Daarmee voldoet deze methode slechts met beperkingen aan de eisen voor het aanbrengen van een coating.
4,1 Coatingsysteem en vereiste parameters
De methoden voor oppervlaktevoorbereiding werden getest op coatingsystemen met een totale dikte van 60 um, wat geschikt is voor corrosiviteitscategorie C3 met middellange beschermingsduur. En dat een oppervlaktevoorbereiding met handmatige mechanische methoden verdraagt:
Primer
Epoxyharsesters, aanbevolen laagdikte: 80 μm penetrerend middel
Topcoat
Alkylacrylaat, kunstharscombinatie, aanbevolen laagdikte: 80 μm
Volgens DIN EN ISO 12944-6:1998 zijn de volgende parameters vereist voor kunstmatige corrosiebelasting:
• Ruitjesproef (DIN EN ISO 2409): 0 of 1
• Trekproef (DIN EN ISO 4624): geen breuk tot op de ondergrond (A/B) toegestaan (behalve bij trekwaarden van 5 MPa en hoger)
• Blaarvormingsgraad (DIN EN ISO 4628-2): 0 (SO)
• Roestgraad (DIN EN ISO 4628-3): Ri 0
• Scheurvormingsgraad (DIN EN ISO 4628-4): 0 (SO)
• Afbladderingsgraad (DIN EN ISO 4628-5): 0 (SO)
• Corrosie bij de kras (DIN EN ISO 4628-8): 1 mm (maximumwaarde)
De proefplaatjes werden afzonderlijk en alleen aan de voorzijde voorbereid door stralen of borstelen.
4,2 Blootstelling aan continue condensatie volgens DIN EN ISO 6270-1
De volgende resultaten werden verkregen nadat gecoate proefplaatjes gedurende 120 uur waren blootgesteld aan continue condensatie volgens DIN EN ISO 6270-1 (zie tabel 3 en 4 in de pdf-download hieronder):
• Voorbereidingsmethoden: opruwen met bristle blasting, stralen, gritstralen, borstelen met roterende draadborstel
• Uitgangstoestanden: A (dunne walshuid), koudgewalst (K)
Resultaten
• Ruitjesproef: niet geslaagd (behalve A Sa 2 ½, stralen)
• Hechtingsbreuk A/B: geslaagd (in het algemeen geen adhesief falen van de coating)
• Blaarvormingsgraad: geslaagd
• Roestgraad: geslaagd
• Scheurvormingsgraad: geslaagd
• Afbladderingsgraad: geslaagd
Ongeacht de voorbereidingsmethode en de uitgangstoestand werden na 120 uur continue blootstelling aan condensatie (DIN EN ISO 6270-1) grotendeels vergelijkbare resultaten verkregen.
4,3 Blootstelling aan neutrale zoutnevel volgens DIN EN ISO 9227
De volgende resultaten werden verkregen nadat gecoate proefplaatjes gedurende 240 uur waren blootgesteld aan neutrale zoutnevel volgens DIN EN ISO 9227 (zie tabel 5 en 6 in de pdf-download hieronder):
• Voorbereidingsmethode: opruwen met bristle blasting, gritstralen, borstelen met roterende draadborstel
• Uitgangstoestanden: A (dunne walshuid), koudgewalst (K)
Resultaten
• Ruitjesproef: niet geslaagd
• Hechtingsbreuk A/B: geslaagd (in het algemeen geen adhesieve breuk)
• Blaarvormingsgraad: geslaagd
• Roestgraad: geslaagd
• Scheurvormingsgraad: geslaagd
• Afbladderingsgraad: geslaagd
Corrosie bij de kras (maximumwaarde)
• Opruwen met bristle blasting: gedeeltelijk geslaagd
• Gritstralen: gedeeltelijk geslaagd
• Conventioneel borstelen: geslaagd
Delaminatie bij de kras (gemiddelde)
• Opruwen met bristle blasting: 7 - 10 mm
• Gritstralen: A: 8 - 10 mm, koudgewalst: 4 - 5 mm
• Conventioneel borstelen: 13 - 20 mm
Ongeacht de voorbereidingsmethode en de uitgangstoestand werden na 240 uur blootstelling aan neutrale zoutnevel (DIN EN ISO 9227) grotendeels vergelijkbare resultaten verkregen. Delaminatie bij de kras vormt hierop een uitzondering. Deze waarde neemt bij conventioneel borstelen met ongeveer een factor twee toe, tot 20 mm.
Zowel opruwen met bristle blasting als gritstralen bereikten vergelijkbare voorbereidingsgraden die grotendeels overeenkomen met Sa 2½.
Bristle blasting met nieuwe banden leidde tot een opruwing van het oppervlak die normaal tussen 60 en 80 μm lag. De oppervlakteruwheid Rz komt overeen met een gemiddelde ruwheidsgraad (G) volgens DIN EN ISO 8503-1, die loopt van 60-100μm.
Gecoate proefplaatjes die met bristle blasting waren opgeruwd, gedroegen zich na blootstelling aan continue condensatie vergelijkbaar met proefplaatjes die met gritstralen waren voorbereid.
Alle geteste methoden presteerden goed bij blootstelling aan zoutnevel. De mate van delaminatie van het proefplaatje bij de kras verdubbelde echter ongeveer bij voorbereiding met de conventionele methode met roterende borstel.
Download Dr. Prepper nr. 8
Je kunt ook de volledige editie van Dr. Prepper downloaden: