Fusion Bonded Epoxy Resicoat R4® schützt erdüberdeckte Gussrohr Komponenten seit über 25 Jahren vor Korrosion
Fusion Bonded Epoxy (FBE) ist das dominierende duroplastische Beschichtungsmaterial, um Stahl- und Gussrohr Komponenten im Rohrleitungsnetz langfristig bei korrosiven Einsatzbedingungen zu schützen. So findet FBE Einsatz in der Außenbeschichtung von On- und Offshore-Rohren, in der Innenbeschichtung von Öl- und Gasförderrohren oder im Bereich der Armierungsstahlbeschichtung exponierter Bauprojekte wie Staudämmen, Tunneln oder Brücken. Ebenso werden Chemikalien- und Abwassertanks sowie Schwerarmaturen und Formstücke aus Guss oder Stahl für die kommunale und industrielle Gas- und Wasserwirtschaft mit FBE geschützt.
Eigenschaften von FBE bei Gussrohr Komponenten
Der Erfolg von FBE beruht auf seinen funktionalen Eigenschaften, die dieses Material auszeichnet und für den Einsatz im Korrosionsschutz prädestiniert. Es verbindet ausgezeichnetes Haftvermögen zum Untergrund mit hoher elektrischer Durchschlagsspannungsfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit sowie Verformungs- und Wärmedruckfestigkeit.
Herstellung von FBE
Zur Herstellung von FBE werden feste, lösemittelfreie Epoxidharze und korrespondierende Epoxidharzhärter mit weiteren Bestandteilen gemischt, geknetet und anschließend zu Pulver feingemahlen. Mit Hilfe von Katalysatoren wird die Reaktionskinetik auf den Verarbeitungsprozess eingestellt. Anorganischer Füllstoffe werden zur kontrollierten Justierung mechanischer Eigenschaften wie Schlagbeständigkeit, Biegbarkeit oder Dehnung eingesetzt. Ebenso kann die Barrierewirkung des Beschichtungsfilms gegen Diffusion erhöht werden.
Regulatorische Vorgaben und Zulassungen
FBE-Beschichtungen müssen Trinkwasserregularien entsprechen, um eine Verwendungsgenehmigung zu erlangen. Hierzu werden strenge Anforderungen an das hygienische bzw. toxische Verhalten der eingesetzten Rohstoffe gestellt. Das in Deutschland hierfür gültige Regelwerk ist die „Leitlinie zur hygienischen Beurteilung von organischen Beschichtungen im Kontakt mit Trinkwasser„. Die mikrobiologische Unbedenklichkeit nach DVGW-Arbeitsblatt W 270 [1] ist zu erfüllen. Resicoat® verfügt über zahlreiche Hygienezulassungen für den Trinkwassereinsatz: UBA/KTW (D), WRAS-Zulassung (UK), ACS (F), KIWA (NL), Belgaqua (B), NSF61 (US), AS/NZS4020 (Australien)
Oberflächenvorbereitung von Gussrohr Komponenten
Eine Beschichtung ist so hochwertig und langlebig wie die Qualität der Oberflächenvorbehandlung es zulässt. Die Gussrohe und Armaturen bzw. Stahlprodukte werden in Schleuderradanlagen von Oxidationsprodukten oder Verunreinigungen befreit. Energieintensives, mechanisches Strahlen profiliert und vergrößert die Metalloberfläche und erhöht die Filmhaftung. Scharfkantige Radien werden durch Strahlen nicht signifikant gerundet, entsprechend müssen beschichtungsgerechte Kantenradien modellseitig berücksichtigt werden.
Aufbringen von FBE
Das Gussteil wird auf etwa 200 °C Oberflächentemperatur erwärmt und im Elektrostatik-Sprühverfahren oder im Wirbelsinterverfahren einschichtig beschichtet. Die Mindestschichtdicken liegen zumeist im Bereich von 250 µm bis 400 µm. Die Aushärtung des Epoxidharzfilms erfolgt über den Wärmeübergang vom Gussteil in den thermoreaktiven, organischen Kunststofffilm.
Korrosionsschutzwirkung von FBE bei Gussrohr Komponenten
Die zuverlässige Korrosionsschutzwirkung resultiert aus dem Zusammenspiel von Adhäsionsvermögen zum Untergrund und elektrischer Porenfreiheit. Korrosivem Angriff durch allgegenwärtige Elektrolyte ist somit bestens vorgebeugt. Salzsprühbeständigkeiten sind ohne gravierende Unterrostung an der Schnittverletzung erreichbar.
Evaluierung der Schutzwirkung von FBE
Im Gegensatz zum „Aktiven Korrosionsschutz“ (Kathodenschutz) übernimmt beim „Passiven Korrosionsschutz“ die FBE-Beschichtung die Funktion der Oxidationshemmung bzw. -verzögerung. Dem natürlichen Oxidationsvorgang des Eisens (anodische Gleichgewichtsreaktion) steht die Reduktion des Wassers zu Wasserstoff gegenüber. Die kathodische Teilreaktion führt also neben lokaler pH-Werterhöhung (OH-) zur Bildung von Wasserstoffgas. Beide Phänomene stellen einen unmittelbaren Angriff auf die Beschichtung beziehungsweise eine vorhandene Schadstelle in der Beschichtung dar. Mit der Messung und Beurteilung der kathodischen Unterwanderungsbeständigkeit wird die Schutzfunktion aufgebrachter FBE-Beschichtungen quantifiziert.
Ausblick
Beschichtungsspezifikationen zum Schutz von Offshore-Pipelines zeigen einen langjährigen Trend zu erhöhten Mindestschichtdicken, um das Potential der hohen passiven Korrosisonsschutzwirkung von FBE wirkungsvoller auszunutzen. Ähnliches ist im Anwendungsbereich unter- und überirdisch installierter Gussarmaturen und -formstücke ebenfalls denkbar, jedoch stellt der Wert von etwa 600 µm eine Grenze dar, die aus technischen Gründen möglichst nicht überschritten werden sollte.
Autor: Dipl.-Ing. Torsten Leitermann, Akzo Nobel Powder Coatings GmbH
Der Beitrag wurde von der Redaktion gekürzt. Den kompletten Beitag mit diversen Abbildungen finden Sie als PDF im Downloadbereich unter Downloads Jahreshefte EADIPS FGR.