Het is belangrijk om te weten waarom corrosie optreedt. Bij corrosie vindt er een elektrochemische reactie plaats. Metalen zijn in principe heterogene (gemengde) materialen, dat wil zeggen opgebouwd uit verschillende stoffen (elementen). Hierdoor ontstaan aan het oppervlak spanningsverschillen in anodische en kathodische plaatsen de zogenoemde potentiaalverschillen.
De minst edele plaatsen worden anodes (negatief) genoemd en de meest edele plaatsen kathodes (positief). Via vocht (elektrolyt) ontstaan kleine elektrische stroompjes, waardoor de anodeplaatsen gaan reageren met zuurstof uit de lucht. Het metaal gaat dan over in metaaloxide. Dit wordt corroderen genoemd (Zie onderstaand schema).
Bij het ontstaan van corrosie op het metaaloppervlak spelen dus twee factoren een belangrijke rol: de aanwezigheid van zuurstof en vocht. Zuurstof en vocht komen in de lucht voor. De lucht waarin zich vocht bevindt, is meestal verontreinigd door uitlaatgassen en uitstoot van de industrie. Dit versnelt het corrosieproces van metaal. Verder is de vorming van corrosie bij zee erger dan landinwaarts omdat aan zee zoutdampen in de lucht zitten.
Corrosievormen
De belangrijkste corrosievormen voor de schilder zijn oppervlaktecorrosie, putcorrosie, contactcorrosie en filiforme corrosie.
– Oppervlaktecorrosie – Wanneer over het gehele oppervlak een egale corrosie op het metaal ontstaat, wordt het oppervlaktecorrosie genoemd. Het totale anodische oppervlak en kathodische oppervlak is bij deze corrosievorm ongeveer gelijk. De sterkte van een constructie wordt door oppervlaktecorrosie nauwelijks beïnvloed.
– Putcorrosie – Putcorrosie of pitting is te herkennen aan zeer kleine tot middelgrote vlekken die na verloop van tijd diepe naaldvormige gaatjes veroorzaken in het metaal. Putcorrosie treedt plaatselijk op en laat soms grote delen van het oppervlak onaangetast. Het kan bijvoorbeeld beginnen bij een beschadiging van de verflaag. Putcorrosie kan diep in het metaal dringen.
– Contactcorrosie of galvanische corrosie – Wanneer verschillende metalen of legeringen in eenzelfde constructie moeten worden verwerkt, bijvoorbeeld rvs schroeven met verzinkte plaat, kan contactcorrosie ontstaan. Het edelere metaal (rvs) werkt de corrosie van het zink in de hand. Dit wordt contactcorrosie of ook wel galvanische corrosie genoemd. De grootte van de contactvlakken, de aard van het milieu en de temperatuur zijn mede bepalend voor de omvang van de contactcorrosie.
–Filiforme corrosie – Filiforme corrosie vindt plaats bij metalen bouwdelen die zijn voorzien van een verfsysteem. Onder het verfsysteem bevinden zich draadvormige corrosiebanen aan het grensvlak van metaal en lak. Vooral bij beschadiging van de lak is een metaal gevoelig voor filiforme corrosie. Het gaat om een oppervlakkige aantasting van het metaal. Het materiaal wordt niet tot in de diepte aangetast.
Andere verontreinigingen
Naast corrosie komen aan het metaaloppervlak ook andere verontreinigingen voor zoals vet, olie, vuil en stof. Deze vervuiling kan de werking van voorbehandelingen belemmeren. Daarom moeten altijd eerst de verontreinigingen verwijderd zijn voordat andere voorbehandelingen worden uitgevoerd.
Levensduur
Om duurzaam schilderwerk op metaal te realiseren, is het van groot belang dat de voorbehandeling correct gebeurt.Verkeerde of foutieve voorbehandeling beïnvloedt voor 75 tot 80 procent de levensduur. Applicatiefouten tijdens het aanbrengen van een verflaag bepalen 15 tot 25 procent de duurzaamheid van verflagen op metaal. Slechts 2 tot 5 procent is de invloed van niet geschikte verf. Voorbehandelen bepaalt dus voor een groot deel de levensduur van een verfsysteem. In het werkveld ziet men voorbehandelen vaak als een noodzakelijk kwaad en wordt dikwijls onderschat. Van alle schadegevallen wordt een groot deel veroorzaakt door het niet of niet goed voorbehandelen van een metalen ondergrond.
Voorbehandelen
Voorbehandelen is het verwijderen van vuil, vet, corrosieproducten en het creëren van een goede hechting voor het aan te brengen verfsysteem. De mate waarin dit gebeurt, kan worden uitgedrukt in normen. Zo zijn er normen ontwikkeld waarmee de mate van rein- en ruwheid wordt aangegeven. Zowel de reinheid als de ruwheid hebben veel invloed op de hechting van het toekomstige verfsysteem. De keuze van een voorbehandeling hangt onder meer af van de vereiste reinheidsgraad, de aard, vorm, afmeting en seriegrootte van de te behandelen objecten en van de gewenste coating.
Ontvetten
Eerst moeten dus de verontreinigingen van het metaaloppervlak worden weggenomen die de werking van andere voorbehandelingen belemmeren. Want door het borstelen, schuren en dergelijke wordt de vervuiling anders in het metaaloppervlak gewreven. Er zijn ontvettingsmiddelen die volgens verschillende methoden worden toegepast. Het ontvetten kan handmatig gebeuren door emulsiereinigers, alkalische (verzeping) en neutrale reinigingsmiddelen (biologisch afbreekbaar), maar ook door hogedrukreiniging met water of stoom om sterk vervuilde ondergronden in korte tijd te reinigen.
Verwijderen van corrosieproducten
– Warm gewalst staal – Op het oppervlak van warm gewalst staal bevindt ijzeroxide in de vorm van walshuid en roest. Deze oxiden hebben een negatieve invloed op de toepassing van een verfsysteem en moeten daarom worden verwijderd. Een schilder zal staal meestal ontroesten door borstelen, bikken of met de hand of machinaal te schuren. Het handmatig ontroesten van staal gaat prima, mits de gestelde eisen aan het te ontroesten oppervlak niet te hoog zijn. Bovenstaande methoden verwijderen echter de walshuid niet. De vereiste reiniging van corrosieproducten wordt bij hand en mechanische reinigen uitgedrukt in de reinheidsgraden St 2 t/m St 3.
Putcorrosie en walshuid op staal zijn niet te niet verwijderen door handmatig of mechanisch ontroesten. Met straalapparatuur lukt dat wel. Stralen kan op verschillende manieren. De meest toegepaste methoden zijn stralen met perslucht (pneumatisch), nat stralen of door droogijsstralen. De vereiste verwijdering van corrosieproducten wordt bij stralen uitgedrukt Sa 1 t/m Sa 3 conform NEN-EN-ISO 8501-1. De in de praktijk meest toegepaste reinheidsgraad is Sa 2½.
– Koud gewalst staal – Koud gewalst staal bezit aan het oppervlak een dunne olielaag. De voorbehandeling, voorafgaand aan een aan te brengen verfsysteem, bestaat uit een chemische voorbehandeling. Dit is een industriële oppervlaktebehandeling. Zo’n behandeling vindt plaats in een badenreeks of sproeitunnel. Hierbij wordt eerst de olielaag verwijderd. Na het reinigen kan het staal voorzien worden van een conversielaag (dit is een reactie tussen bestanddelen van de badvloeistof en het metaaloppervlak) door middel van fosfatering om goede corrosiewerende eigenschappen te verkrijgen.
Duplexsysteem
– Verzinkte stalen ondergronden en bladzink – Verzinken van staal is eigenlijk ontstaan als een beschermingsmethode. De snelle aantasting van de zinklaag onder de huidige atmosferische invloeden vraagt echter een extra bescherming. Een verzinkte stalen ondergrond met daarop een coatingsysteem heet een duplexsysteem.
Voorbehandelingen op verzinkte of bladzinken ondergronden zijn er om zinkoxides en -zouten te verwijderen, maar ook om de hechting van het aan te brengen verfsysteem te bevorderen. Dit gebeurt door middel van een chemische of mechanische voorbehandeling. Bij een chemische voorbehandeling worden eerst de aanwezige zinkoxides en zinkzouten verwijderd. Daarna volgt een tweede chemische behandeling om de hechting van het toekomstig verfsysteem te bevorderen door een chroomvrije conversielaag aan te brengen.
Mechanische voorbehandeling is het aanstralen van het oppervlak met een inert straalmiddel onder lage straaldruk en een aangepaste straalafstand. Dit is de beste methode voor grote eenheden verzinkt constructiestaal. Door het aanstralen ontstaat een lichte verruwing van het oppervlak, waardoor de hechting van het verfsysteem wordt bevorderd.
– Geschoopeerd staal – Zo als in het vorige artikel is aangegeven, is een zinklaag aangebracht door schooperen erg poreus. De schoopeerlaag heeft maar beperkte beschermende eigenschappen wanneer er geen verdere afwerklaag wordt aangebracht. Daarnaast vervuilt de poreuze zinklaag snel wanneer het aan atmosferische invloeden wordt blootgesteld. Het is daarom belangrijk dat op een geschoopeerde ondergrond een goed hechtend coatingsysteem wordt aangebracht. Meestal wordt dit op industriële wijze gedaan. De voorbehandeling gebeurt dan via een sproeitunnel waarbij een alkalische of dampontvetting een goede basis vormt om geschoopeerd staal te voorzien van een geschikte grondlaag. Dit moet binnen 24 uur na het schooperen gebeuren.
– Aluminium en roestvast staal – Aluminium en roestvaststaal worden in een groot aantal kwaliteiten geproduceerd. Aluminiumlegeringen bezitten een dichte oxidelaag. Bij deze ondergronden is een optimale voorbehandeling noodzakelijk. De voorbehandelingen vinden praktisch altijd plaats via industriële methoden met een badenreeks; hierin worden ontvetting, beitsen, chromaatvrije conversielaag met tussenliggende spoelbehandelingen uitgevoerd. De conversielaag voorkomt verdere oxidevorming van het aluminium en zorgt bij zowel aluminium als roestvaststaal voor een goede hechting van het aan te brengen coatingsysteem.
Auteur: Gerard Scholten
Meer over schilderen en coaten lezen? Bekijk onze categoriepagina.