Miksi valaisinkotelot syöpyvät.

Mitä todella näet kentällä

Valkoisia saostumia alumiinissa, punaruskeaa rautapitoisten osien ruostetta ja pinnoiterakkuloita tai hilseilyä on syytä tutkia. Pelkkä ulkonäkö ei tunnista saostuman koostumusta tai syytä. Tarkista liitokset, kiinnikkeet, vaurioituneet pinnat ja alueet, joihin voi kerääntyä vettä tai suoloja.

Näkyvät muutokset edellyttävät materiaalin, liitoksen ja altistusolosuhteiden tarkastusta. Niiden ulkonäkö ei yksinään kerro, milloin korroosio alkoi, kuinka nopeasti se etenee tai vaikuttaako se kotelon toimintaan.

Mekanismi – mitä korroosio itse asiassa vaatii

Metallikorroosio on sähkökemiallinen prosessi, joka vaatii suljetun piirin, jossa on neljä osaa. Anodi on metalli, joka luovuttaa elektroneja ja liukenee siten. Katodi on jalompi metalli tai pintavyöhyke, joka vastaanottaa nämä elektronit. Elektrolyytti, yleisimmin kosteus, kuljettaa ioneja pintojen välissä. Elektronit tarvitsevat myös johtavan polun metallin läpi tai sähköisen yhteyden eri metallien välillä. Prosessi aktivoituu huomattavasti, kun kosteus sisältää suolasta liuenneita ioneja. Katkaise mikä tahansa piirin osa ja tämä sähkökemiallinen prosessi pysähtyy.

Tästä syystä kaksi erilaista metallia, jotka ovat kosketuksissa keskenään voi olla paljon huonompi kuin kumpikaan metalli yksinään. Galvaanisessa sarjassa metallit, kuten sinkki ja alumiini, asettuvat reaktiiviseen päähän, kun taas ruostumaton teräs ja kupari ovat lähempänä jaloa päätä.

Kun epäjalompi metalli joutuu sähköiseen kosketukseen jalomman metallin kanssa kosteuden läsnäollessa, pari toimii kuin pieni akku. Eristämätön ruostumattomasta teräksestä valmistettu kiinnike suoraan alumiinikotelossa on yksi esimerkki. Vähemmän jalometalli kulutetaan nopeammin kuin se olisi kulunut yksinään. (TWI)

Alumiini yleensä suojaa itseään ohuella, tiheällä oksidikerroksella, joka muodostuu luonnollisesti joutuessaan alttiiksi ilmalle. Merisuolasta tai tiesuolasta peräisin olevat kloridi-ionit voivat hajottaa tämän kerroksen paikallisesti ja käynnistää niin sanotun pistekorroosion, jossa hyökkäys keskittyy pieniin kohtiin eikä leviä tasaisesti. Samanlainen paikallinen hyökkäys – rakokorroosio – kehittyy usein tiivisteiden, aluslevyjen ja muiden piiloliitosten alle, joihin kosteus jää loukkuun eikä voi kuivua.

Ympäristön rooli – ja pintapinnoitteiden ikääntyminen

Elektrolyytti ei yksinään riitä – se tarvitsee reitin metalliin. Orgaaniset pinnoitteet, kuten märkämaali ja jauhemaalaus eroavat anodisoinnista. Niiden pitkäaikaiseen suorituskykyyn voivat vaikuttaa UV-säteily, lämpötilan vaihtelut, kosteus, mekaaniset vauriot ja esikäsittelyn laatu, kalvon paksuus ja tarttuvuus. Jos orgaaninen pinnoite menettää jatkuvuuden, alla oleva metalli voi altistua kosteudelle ja suolalle.

Anodisointi on anodioksidikerros alumiinille, ei maalille. Sen suorituskyky riippuu tekijöistä, kuten metalliseoksesta, kerroksen paksuudesta, tiivistämisestä, vioista ja todellisesta altistumisesta. Ympäristö voi siksi vaikuttaa orgaanisiin pinnoitteisiin ja anodioksidikerroksiin erilaisten mekanismien kautta; jokaista pintakerrosta ei voida kuvata väistämättä hauraammaksi, kunnes muodostuu mikrohalkeamia.

Standardin ISO 9227 mukainen korroosiotesti ei vahvista IP66-tunkeutumissuojausluokitusta.

Kiinnitysongelma

Yksi huomiotta jääneimmistä katuvalaisimien korroosioriskeistä ei ole itse kotelo, vaan sen kokoamiseen ja asennukseen käytetyt kiinnikkeet ja kannakkeet. Alumiinikoteloon upotettu sinkitty teräspultti luo klassisen galvaanisen kennon heti, kun kosteus siltaa liitoksen. Alumiini toimii anodina ja kuluu kiihtyvällä vauhdilla, jolloin muodostuu tunnusomaista valkoista oksidijauhetta kiinnityspään ympärille – ja ajan myötä liitoksen rakenteellinen heikkeneminen.

Korjaus on joko samasta tai yhteensopivasta metallista valmistettujen kiinnittimien käyttäminen tai erilaisten metallien eristäminen johtamattomilla aluslevyillä tai pinnoitteilla siten, että niiden välillä ei ole jatkuvaa sähköpolkua. Käytännössä tämä yksityiskohta määritellään usein epäjohdonmukaisesti: kotelo voidaan luokitella syövyttävälle ympäristölle, kun taas sen mukana toimitetut kiinnikkeet eivät.

Miten materiaalivalinta muuttaa kuvaa

Se, mistä materiaalista kotelo on valmistettu, määrittää, miten tämä prosessi etenee – mutta mikään tavallinen metalli ei ole täysin muuttumaton. Käsittelemätön tai vaurioitunut teräs ruostuu suhteellisen nopeasti ilman omaa suojaa. Kuumasinkitty teräs on suojattu sinkkikerroksella, kunnes kerros kuluu, jolloin alla oleva teräs syöpyy samalla tavalla kuin käsittelemätön teräs.

Alumiinissa on luonnostaan suojaava oksidikerros, mutta kloridit voivat aiheuttaa kuoppia ja kosketus jalompiin materiaaleihin voi lisätä galvaanista hyökkäystä. Ruostumaton teräs voi myös kärsiä piste- tai rakokorroosiosta. Vertaa määritettyjä metalliseoksia ja pintaolosuhteita samalla altistuksella.

Ei-metallisella SMC-materiaalilla itsessään ei ole metallipohjaisen sähkökemiallisen korroosion kaltaista metallista hilarakennetta. Galvaanista korroosiota ja pistesyöpymistä ei siksi voi esiintyä itse SMC-materiaalissa. Tämä rajoitus ei ulotu metallisiin kiinnikkeisiin tai muihin koko valaisimen komponentteihin. SMC-kotelon soveltuvuus riippuu edelleen tarkasta materiaalilaadusta, täydellisestä suunnittelusta ja todellisesta UV-, lämpö-, kosteus-, kemiallisesta ja mekaanisesta altistumisesta.

Hankinnassa neljä kysymystä ovat hyödyllisempiä kuin pelkkä kysymys siitä, onko kotelo "korroosiosuojattu":

1. Mitä asiaankuuluvaa nykyistä syövytysluokkaa on käytetty metallisilla alustoilla, joissa on ISO 12944:n mukaiset suojamaalijärjestelmät, ja onko todellisen alustan täydellisen pinnoitusjärjestelmän valinta dokumentoitu?
2. Mistä materiaalista itse kotelo on tehty ja sisältääkö se metallia, joka voi altistua galvaaniselle korroosiolle?
3. Jos metalliosat – kiinnikkeet, saranat, lukot – ovat eristettyjä muista metalleista vai ovatko ne suorassa sähköisessä kosketuksessa niihin?
4. Kun viitataan ISO 9227 -testaukseen, mikä testinäyte, menetelmän muunnos, altistuksen kesto, arviointikriteerit ja tulos mainitaan testiraportissa?

Yhteenveto

Korroosio ei ole satunnainen vika, vaan sähkökemiallinen prosessi, jossa on neljä osaa: anodi, katodi, elektrolyytti ja sähköä johtava reitti anodin ja katodin välillä. Niin kauan kuin piiri pysyy suljettuna, prosessi jatkuu - ja ympäristö määrittää, kuinka usein ja kuinka kauan tämä ehto täyttyy.

Metallit, kuten sinkki ja alumiini, sijaitsevat galvaanisen sarjan reaktiivisessa päässä ruostumattomaan teräkseen verrattuna, mikä tekee niistä herkempiä sekä hajoamiselle että galvaaniselle korroosiolle joutuessaan kosketuksiin jalometallien kanssa. Kertomuovikomposiitista, kuten SMC, puuttuu sähkökemiallisen korroosion edellyttämä metallirakenne. Metalli-, galvaaninen ja sähkökemiallinen korroosio ei siksi voi tapahtua itse SMC-kotelossa; muut ikääntymismekanismit on arvioitava materiaalin laadun ja altistumisen perusteella.

Hankinnalle selkeä materiaaliseloste tarjoaa huomattavasti luotettavamman perustan kuin pelkkä epämääräinen väite "korroosiosuojattu". Standardin ISO 12944 soveltamisalaan kuuluvien metallisten alustojen osalta asianmukainen syövytysluokka on liitettävä dokumentoituun suojamaalijärjestelmän valintaan todellista alustaa varten. tämä ei ole kaikkien valaisinkoteloiden yleinen luokitus. (ISO 12944-2)

Rannikkokatuvalaistus: materiaalivalikoima ja Smögen

Lähteet ja lisätietoa

• TWI – Mikä on galvaaninen korroosio ja miten se voidaan estää?
• AMPP – Mitä korroosio on? (sähkökemiallinen kenno)
• ISO 9227:2022 – Korroosiotestit keinotekoisissa ilmakehissä – Suolasumutestit
• ISO 12944-2:2017 – Maalit ja lakat – Teräsrakenteiden korroosiosuojaus suojamaalausjärjestelmillä – Osa 2: Ympäristöjen luokitus