Beschichtung, Pulverbeschichtung und Oberflächenbehandlung – Warum kleine Mängel zu großen Problemen werden können

Was bewirkt die Oberflächenbehandlung?

Bei beschichtetem Metall im Außenbereich kann die Beschichtung eine Barriere bilden, die den Zutritt von Wasser und gelösten Salzen begrenzt. Geschlossenheit und Haftung der Beschichtung, Untergrund, Vorbereitung und vollständig spezifizierter Systemaufbau bestimmen den Schutz. Farbe und Glanz sind zusätzliche Funktionen.

Ein System kann ein gereinigtes und vorbereitetes Substrat, ggf. eine Grundierung und eine oder mehrere Deckschichten umfassen. Pulvertyp, Dicke, Beschichtungsaufbau, Kantenabdeckung und Anwendung wirken sich alle auf die Leistung aus; Kein einzelner Parameter bestimmt das Ergebnis.

Wie funktioniert Pulverbeschichtung?

Pulverlack wird als trockenes Polymerpulver – zum Beispiel Polyester, Epoxidharz oder ein Hybrid – auf ein leitfähiges, geerdetes Werkstück aufgetragen. Das Pulver wird normalerweise elektrostatisch aufgeladen und dann erhitzt, sodass es fließt und zu einem kontinuierlichen Film aushärtet. Aushärtetemperatur, Objekttemperatur, Zeit und Dicke müssen dem angegebenen System und nicht einem universellen Bereich folgen.

Epoxidharz kann unter UV-Strahlung auskreiden oder sich verfärben. Polyester kann für den Einsatz im Freien formuliert werden, die tatsächliche UV-, Korrosions-, chemische und mechanische Leistung muss jedoch für das angegebene System dokumentiert werden. Die Beschreibung „pulverbeschichtet“ allein stellt keine Aussage über die Leistung dar.

Nasslackierung und Pulverbeschichtung

Nasslack wird in flüssiger Form mit einem wasser- oder lösungsmittelhaltigen Träger aufgetragen. Normalerweise wird Pulverlack trocken aufgetragen und anschließend ausgehärtet. Dicke, Haltbarkeit, Geometrieabdeckung, UV-Leistung und Reparaturfähigkeit hängen von der Formulierung, dem Systemaufbau und der Verarbeitung ab. Beides kann eine organische Barriere in einem Korrosionsschutzsystem bilden.

Was passiert, wenn die Beschichtung zerkratzt wird?

Ein kontinuierliches, gut haftendes System begrenzt den Elektrolytzugang. Korrosion durch diesen Mechanismus erfordert Schäden, die das Metall erreichen oder die Haftung soweit beeinträchtigen, dass der Elektrolyt das Metall oder die Grenzfläche erreichen kann. Stahl kann rosten, während Aluminium in Chloridumgebungen Löcher bilden kann.

Kleine Defekte können von Bedeutung sein, sind aber nicht grundsätzlich schlimmer als große. Das Ergebnis hängt von der Tiefe und Geometrie, dem Substrat, der Materialkombination, dem Anoden-zu-Kathoden-Flächenverhältnis, dem Beschichtungssystem und der Umgebungsbelastung ab. Siehe Was ist galvanische Korrosion?

Warum mikroskopische Kratzer wichtig sein können

Durch Kapillarwirkung kann Elektrolyt in einem engen Defekt zurückgehalten werden. Lokale Geometrie, Flächeneffekte und Korrosionsprodukte können den Angriff konzentrieren und die Beschichtung abheben. Eine haarfeine Oberflächenmarkierung, die weder den Untergrund erreicht noch die Haftung beeinträchtigt, löst diese Prozesse nicht automatisch aus.

UV-Licht und Alterung

UV-Strahlung, Temperatur, Feuchtigkeit und mechanische Belastung können organische Beschichtungen beeinträchtigen. Je nach Bindemittel, Pigmenten, Schichtdicke und Einwirkung kann die Beschichtung auskreiden, ausbleichen, an Glanz verlieren, sich mechanisch verändern oder durchlässiger werden. Diese Änderungen sind systemspezifisch und es gilt kein fester Ablauf für jede organische Beschichtung.

Salz, Feuchtigkeit und Chemikalien

Feuchtigkeit kann den für die Metallkorrosion benötigten Elektrolyten liefern. Salzablagerungen können die Nässe verlängern und eine leitfähigere Lösung bilden. Chloride können passive Oxidschichten destabilisieren, die Wirkung hängt jedoch vom Material, der Konzentration, der Temperatur, der Entwässerung, der Trocknung und der Einwirkung ab.

Wenn der Schaden das Metall oder die Grenzfläche erreicht, kann die Salzlösung zum Angriff oder zur Unterschichtkorrosion beitragen. Auch Industrieabgase, Tausalz und Reinigungsmittel können Beschichtungen angreifen. Die Eignung muss für das genaue System, den Stoff und die Umgebung überprüft werden.

Wie Korrosion unter einer Beschichtung beginnen kann

Unterwanderungskorrosion kann entstehen, wenn Elektrolyt durch einen durchgehenden Defekt oder durch Haftungsverlust an das Metall beziehungsweise die Grenzfläche gelangt. Filiformkorrosion bei Aluminium und Unterwanderung bei Stahl sind unter bestimmten Bedingungen möglich, aber keine zwangsläufige Folge jedes Defekts.

Blasenbildung und Abblättern

Blasen können durch osmotische Prozesse, eingeschlossene Feuchtigkeit oder Gas, schlechte Haftung oder Korrosionsprodukte entstehen. Eine Blase allein ist kein Beweis für Korrosion; Bei der Untersuchung müssen möglicherweise Haftung, Untergrund und Beschichtungsaufbau beurteilt werden.

Kantenkorrosion

Scharfe Kanten können aufgrund der Geometrie, des Beschichtungsflusses und der Anwendung eine schwächere Abdeckung aufweisen. Abgerundete Kanten und ein an die Geometrie angepasstes System können die Abdeckung verbessern, die Leistung muss jedoch für das tatsächliche Design und den tatsächlichen Prozess überprüft werden.

Schäden während Transport und Installation

Bei der Handhabung können Kratzer oder Schlagspuren entstehen, das Korrosionsrisiko hängt jedoch davon ab, ob der Schaden das Metall erreicht oder die Haftung beeinträchtigt. Beim Bohren oder Schneiden nach dem Beschichten wird Metall nur dort freigelegt, wo die Bearbeitung das gesamte System durchdringt. Befestigungselemente und vor Ort bearbeitete Oberflächen können ebenfalls Schnittstellen oder Feuchtigkeitsfallen bilden.

Wie sich Korrosivitätskategorien auf die Lebensdauer auswirken

ISO 12944 behandelt Schutzanstrichsysteme für Stahlkonstruktionen. Die Ausgabe von 1998 verwendete C5-I und C5-M; ISO 12944-2:2017 verwendet C1–C5 und CX. ISO 12944-1:2017 definiert Haltbarkeitsbereiche bis zum ersten größeren Wartungsanstrich: H beträgt 15–25 Jahre und VH mehr als 25 Jahre. Dabei handelt es sich nicht um Garantien, genaue Nutzungsdauern oder die Lebensdauer eines kompletten Produkts. (ISO 12944-1:2017) (ISO 12944-2:2017)

C5-M ist daher eine ältere Bezeichnung. Die Auswahl muss auf der aktuellen Kategorie, dem Untergrund, der Vorbereitung, dem kompletten Anstrichsystem, dem Haltbarkeitsbereich, der Verarbeitung und den dokumentierten Prüfnachweisen basieren. Siehe IP66, IK10 und C5-M.

Das Metall schützen – oder das richtige Material wählen

Metalle können durch Lackieren, Eloxieren oder Verzinken geschützt werden. Ein nichtmetallisches Material wie SMC verfügt nicht über die metallische Struktur, die für eine metallbasierte elektrochemische Korrosion erforderlich ist. Edelstahl ist immer noch ein Metall, dessen Beständigkeit von Legierung, Umgebung und Design abhängt.

Metallische, galvanische und andere metallbasierte elektrochemische Korrosion kann im nichtmetallischen SMC-Material selbst nicht auftreten. Durch Oberflächenschäden wird kein korrodierbares Metall im SMC freigelegt, aber Tiefe, Faserschäden oder -freilegung, Oberflächenbehandlung und die Auswirkungen von Chemikalien, Feuchtigkeit, UV-Strahlung und mechanischer Belastung müssen dennoch beurteilt werden.

Oberflächenbehandlungen aufrechterhalten

Eine regelmäßige Sichtprüfung von Kanten, Löchern, Befestigungselementen und Bereichen, in denen sich Salz und Schmutz ansammeln, kann sichtbare Kratzer, Blasen und Beschädigungen erkennen, aber versteckte Korrosion unter der Beschichtung oder verlorene Haftung nicht ausschließen. Die Reinigung kann die Belastung verringern, wenn sie gemäß den Anweisungen des Systems durchgeführt wird.

Eine kompatible Reparatur, die nach korrekter Reinigung und Vorbereitung durchgeführt wird, kann eine lokale Barriere wiederherstellen und weitere Angriffe reduzieren. Es ist keine Garantie dafür, dass versteckte Korrosion aufgehört hat oder dass die Werksleistung wiederhergestellt wurde.

Zusammenfassung

Pulverbeschichtung kann Teil eines vollständigen Korrosionsschutzsystems sein, dessen Leistung vom Untergrund, der Vorbereitung, dem Beschichtungsaufbau, der Haftung, der Anwendung und der Einwirkung abhängt. Schäden, die das Metall erreichen oder die Haftung beeinträchtigen, können Elektrolyt eindringen lassen und eine Korrosion unter dem Film ermöglichen. Durch Inspektion und richtiges frühzeitiges Eingreifen kann der Angriff zwar reduziert, aber keine Garantie für die Lebensdauer gegeben werden.

Häufig gestellte Fragen