表面保護
特に厳しい要件が求められるのは、船舶交通、海洋エネルギー発電、沿岸施設などの海洋環境です。ここでは、塩化物、湿度の変化、紫外線、機械的負荷が同時に作用します。
化学技術装置の製造においても、効果的な表面保護は極めて重要です。高合金材料でさえ、悪条件では腐食する可能性があります。これは Ni-Cr-Mo 合金にも当てはまります。局所的な腐食は、主に傷、エッジ、応力ゾーン、または低合金鋼との接触ゾーンで発生します。
Alloy 59 などの高合金ニッケル基材料は、非常に高い耐食性を備えています。しかし、混合構造では、電気化学的に結合する場合があります。非合金鋼や低合金鋼と組み合わせると、腐食が局所的に加速する場合があります。これは、保護表面が機械的に損傷している場合に特に当てはまります。このような場合、欠陥部分を研磨して除去する必要があります。
強酸性媒体では、ゴムコーティングが頻繁に使用されます。弾力性があり、耐薬品性のあるコーティングが、金属と媒体を分離します。多層システムは特に効果的です。これは、耐久性に優れた硬質ゴムコーティングと、より柔らかい上層コーティングを組み合わせています。これにより、耐薬品性と耐摩耗性が両立されます。このようなシステムは、攪拌槽、ミキサー、固体および懸濁液用の装置でよく使用されます。
長寿命を実現するには、腐食に強い構造が不可欠です。これには、十分な肉厚、適切な半径、溶接部の後処理などが含まれます。空洞は避ける必要があります。
耐薬品性に加え、水蒸気透過性もコーティング材の重要な選択基準となります。一部のポリマーコーティングは、酸に対して安定性があります。同時に、水蒸気や酸成分に対して透過性がある場合もあります。これらは、コーティング層をゆっくりと拡散します。その結果、浸食や気泡の発生が起こります。物質移動は、フィックの第一法則で説明することができます。
J = −D · ∂c/∂x
- J はコーティング層を通る物質の流れ
- D は有効拡散係数
- ∂c/∂x は層厚にわたる濃度勾配
拡散係数が増加し、濃度差が大きくなるほど、浸透の駆動力は大きくなります。したがって、水性酸や高温媒体には、拡散の少ないシステムが必要です。多くの場合、最小層厚や多層システムが使用されます。