Hawle korrosionsskydd allmänt

Allmänt om epoxypulverbeläggning

Beläggningsprocesser - två typer:

a) Pulverbäddsmålning
b) Elektrostatisk epoxypulvermålning (sprutmålning)

a) Pulverbäddsmålning
En behållare är fylld med epoxypulver. I botten är en tryckluftsslang ansluten som med ett tryck av 0,3-0,4 bar leder komprimerad luft in i behållaren och åstadkommer turbulens i epoxybädden. För jämn luftfördelning, passerar luften via en filterplatta. Den förvärmda komponenten (180-200 grader), sänks därefter ned helt i badet som håller rumstemperatur. Beroende på komponentens geometri, roteras den sedan runt sin egen axel och överblivet epoxypulver faller ned i behållaren igen. Den genomsnittliga nedsänkningstiden för att erhålla en beläggningstjocklek på 250-300 µm är c:a 1,5 sek. När komponenten är nedsänkt i badet smälter epoxypulvret på ytan och fäster omedelbart. Färgen har alltså redan torkat när den lyfts ur behållaren p g a epoxypulvrets höga reaktionshastighet.

b) Elektrostatisk epoxypulvermålning
Komponenten som är förvärmd till 180-200 grader. laddas elektriskt och det negativt laddade pulvret sprutas på komponenten med en sprutpistol. Lufttrycket är c:a 0,1-0,3 bar. Tjockleken på målningen är beroende på applikationstiden. Hawle har valt Pulverbäddsmålning eftersom denna metod har följande fördelar jämfört med elektrostatisk epoxypulvermålning:

• jämn tjocklek på beläggningen, såväl in- och utvändigt samt i alla fördjupningar och kanter.
• ingen förlust av pulver då överskottet åker tillbaka i behållaren.
• datorstyrda robotar garanterar konstant resultat på alla komponenter.
• beläggningsprocessen blir extremt kort.

Tillsammans med ett antal andra ventiltillverkare grundade Hawle GSK, Gutegemeinschaft Schwerer Korrosionsschutz, en organisation för högkvalitativt korrosionsskydd. Alla medlemmar i GSK använder epoxypulver för ventiler och kopplingar och har anslutit sig till de kvalitets- och testdefinitioner som gäller inom organisationen. Kvalitets- och testdefinitioner är baserade på DIN-standard 30677, del 1 och 2 och uppnås genom att alla medlemmar gör kvalitetskontroller. Kontroll av tredje part görs flera gånger per år av en materialtestinspektör.

Teknisk beskrivning av epoxybeläggning hos Hawle

A) Förbehandling
Våra ventiler och kopplingar  är huvudsakligen tillverkade i segjärn (GG 400) och/eller gjutjärn (GGG 200/250), och blästras därför före beläggningsprocessen. Detta för att avlägsna all form av restprodukter från gjutningen som har negativ påverkan för beläggningens vidhäftning. Hawle använder två olika sorters material för blästring: stålkorn och sand. Bägge materialen används i en mix och har en kornstorlek på 0,4-1,2 mm. De har en självhärdning på 55-64 Rockwell(HRC). Vanligtvis används enheter för centrifugalblästring där komponenterna roteras runt sin egen axel eller passeras av centrifugalhjulen på upphängningsanordningar. Vid vår fabrik finns en enhet för centrifugalblästring med upphängningsanordning installerad. Här stålsandblästras ventilhusen via ett kontrollsystem så att de invändiga ytorna vänds under en längre tid mot centrifugalhjulet. Aggregaten för stålsandblästring har en utgångshastighet på 60-70 m/sek. Daglig kontroll av materialet som används till blästringen görs med hjälp av ett filter. Ungefär 70% av materialet har en kornstorlek på 0,4-0,7 mm. För små eller för stora partiklar skiljs bort av filtret. Blästringsmaskinen är inställd på att separera de finaste kornen. Det önskade djupet på gjutgodsets blästrade yta är 60-70 µm. De blästrade komponenterna får ej lagras mer än 12 timmar innan transport sker till epoxybeläggningen, och de får heller ej vidröras med annat än torra och rena handskar tills dess de belagts med epoxy.

B) Förvärmning
Hawle använder både elektriskt uppvärmda ugnar med värmeregenerator och oljeuppvärmda ugnar för att förvärma de blästrade komponenterna. All utrustning fungerar enligt varmluftsprincipen. Ugnarna har en genomsnittlig längd på 6-8 meter och är konstruerade för de största gjutgodskomponenterna (tvärsnitt 800-1000 mm). Transport av komponenterna sker på ett transportband i metall. Beroende på komponenternas storlek och antal, skiftar genomloppstiden i ugnarna mellan 20-50 min. Innan de blästrade komponenterna läggs på transportbandet in till ugnarna, blåses de från alla sidor med oljefri och torr komprimerad luft. Denna process avlägsnar det damm som uppstått under blästringen. Under hela transporten in till ugnarna används torra och rena handskar. De värmda komponenterna tas sedan ut ur ugnen. Om de är förbearbetade och har gängor, skyddas dessa med gummipluggar, och ansluts vid gängorna till upphängningsanordningen. Anslutning av upphängningsanordningen görs med motorborr, vilket gör att tiden från uttagandet från ur ugnen till roboten tar mindre än en halv minut. Komponenterna, som normalt har en väggtjocklek mellan 7-12 mm, svalnar endast ca 3^oC i temperatur per minut. Temperaturen vid uttagandet mäts kontinuerligt, och registreras både med kontakttermometer och en kontaktlös termometer in i en databas. Temperaturen skall vara 190grader, och med en maxdifferens på +/- 10grader. Vid avvikande temperatur görs blästrings- och förvärmningsprocessen om från början  för att undvika oxidering  och försämrad vidhäftningsförmåga.

C) Epoxybeläggningen
De förvärmda komponenterna ansluts till upphängningsanordningen och förs över till och fästes på roboten. Roboten sänker ned komponenten i pulverbadet, i optimal position med avseende på utformning. Under nedsänkningsprocessen, som tar c:a 1-1,5 sek, vrids komponenten flera gånger runt sin egen axel samt i olika riktningar. Komponenten skakas och vänds hela tiden, från början av processen tills den tas ut ur pulverbehållaren. Komponenten förflyttas sedan ovanför behållaren så länge som löst och överflödigt epoxypulver faller ut från de inre delarna och försänkta ytorna.
Därefter tas den belagda komponenten av roboten och skickas vidare till en anslutning med transportband. Tack vare den snabba reaktionstiden hos epoxypulvret är färgen i detta skede helt torr, och kan därför läggas direkt på en lastpall med en underlagsplatta i metall.
Det 20-30 m långa transportbandet ser till att överskottsvärme absorberas från komponenten och leds tillbaka till återuppvärmningsprocessen, respektive kyler ner komponenten så den kan transporteras i gallerlådor eller lastpallar utan metallplatta.

D) Förbättring
När komponenten tagits bort från anslutningen separeras den från upphängningsanordningen och förbättras om nödvändigt med ett reparationset (epoxyharts och härdare). Genom att komponenten fortfarande håller relativt hög värme, 100-150 grader, binds förbättringsfärgen vid den existerande beläggningen och får likvärdiga egenskaper. Naturligtvis fästes behållaren om möjligt vid de ställen på komponenterna som senare kommer att fräsas, borras eller skäras.

E) Test av epoxybeläggningen
En viss kvantitet av ett dygns poduktion testas enligt kvalitets- och testregler uppsatta av GSK.

• Tjocklek på epoxybeläggningen (minst 250 µm)
• Förekomst av porer (testas med instrument med högspänning 3 kV)
• Slaghållfasthet (följs av ytterligare porositetstest vid slagpunkten)
• Dragtest (test av vidhäftningsförmågan, enl. DIN ISO 4624 )
• Tvärbindningstest (görs efter 24 timmars torktid)
• Katodiskt vidhäftningstest

Beläggningstjocklek, förekomst av porer, slaghållfasthet och tvärbindningstest görs dagligen på ett visst antal av de färdiga produkterna. Stickproven bestäms enligt en godkänd testplan. Test av vidhäftningsförmågan görs på alla runda in- och utvändiga ytor med ett test enligt ett speciellt testprogram fyra gånger per år. Innan dragtestet ”åldras” komponenterna artificiellt genom att placeras i avjoniserat vatten med en temperatur av 90grader i 7 dagar. Härefter krävs en vidhäftningsgrad på minst 12 N/mm². I vidhäftningstestet skapas en cirkel med 6 mm diameter genom att mekaniskt avlägsna epoxybeläggningen från ytan. Denna nedsänkes i saltvatten vilket värmts upp till 65 grader och anslutes därefter till elektrisk spänning 1,5 V. Följande utrustning behövs för att genomföra ovan nämnda tester:

• mätinstrument för att testa beläggningstjockleken
• testinstrument för högspänning med konstant spänning mellan 0-15 kV
• instrument för slaghållfasthet med 0,5 kg fallvikt och minsta fallhöjd 1,0 m
• metylisobutylaceton för tvärbindningstest
• instrument för draghållfasthet för vidhäftningstestet testplåtar storlek ca. 40x60x10 mm, tillverkade av samma gjutgodsmaterial som komponenterna, och en rundstav med diameter 20 mm
• vattenbehållare för hetvattentest vid 90grader i 7 dagar

Testernas utförande 

Beläggningstjocklek
Tjockleken på beläggningen mäts med ett instrument, vilket är justerat efter utgångsmaterialet(gjutjärn eller segjärn). Mätpunkterna är förbestämda enligt ett testprotokoll. Detta instrument kan lagra de uppmätta värdena på beläggningstjockleken i en databas, vilket gör det möjligt att i efterhand kontrollera min-, max- samt statistiskt medelvärde för varje parti. Kontroll av tjockleken görs inte enbart för att kontrollera kvalitet och testföreskrifter, utan ger också en bild av pulverförbrukningen. Är beläggningen för tjock, förändras processen.

Förekomst av porer
Detta mäts genom ett testinstrument för högspänning. Man använder en spänning på 3 kV. Testet genomförs med en gummielektrod som läggs mot plana ytor in- och utvändigt på ventilhuset. Ev. porer som upptäcks, indikeras med en ljussignal eller akustiskt via en högtalare. Dessa porer förbättras.
Erfarenheten har visat att med den nuvarande beläggningsprocessen uppstår inga porer på de invändiga ytorna. En genomslagssäkerhet på 15 kV har noterats med en beläggningstjocklek på 250 µm. Ev. upptäckta porer noteras i en testrapport.

Slaghållfasthet
Slaghållfastheten testas genom att man låter en kula som har en diameter av 25 mm, falla från en höjd av 1 meter mot en jämn yta på en komponent. Slagkraften är här 5 Nm. Komponenten ”stöttas upp” för att motverka fjädring i materialet. Efter varje slag testas slagmärket med ovan nämnda testinstrument för högspänning. Man använder en strömstyrka på 1 kV och genomslag eller gnistor får ej förekomma.

Tvärbindningstest
Tvärbindning testas med Metylisobutylaceton-testet (MIBK). Några droppar av medlet app-liceras vid rumstemperatur på en horisontell yta belagd med epoxy. Efter 30 sekunder torkas ytan av med en torr trasa och beläggningen får då ej ha släppt eller ha mattats. Trasan måste fortfarande vara ren. Denna testmetod utförs tidigast 24 timmar efter beläggningen.

Vidhäftningsförmåga
Vidhäftningstestet utförs på färdiga ventiler och kopplingar/tillbehör samt under löpande produktion med provplåtar i samma material. Innan testet genomförs placeras komponenterna i 90grader avjoniserat vatten under 7 dagar. Därefter fästes en sandblästrad rundstång, längd 50-70 mm lång och 20 mm i diameter, med ett två-komponents bindemedel: Araldit från Ciba-Geigy. Detta får sedan torka i 3 timmar i 50grader Därefter avlägsnas beläggningen med en fräsmaskin ca 1-2 mm från kanten till rundstången. Denna åtgärd gör att inkorrekt resultat genom ansamlat bindemedel runt rundstången undviks. Därefter spänns det förbehandlade provstycket fast utan vridning i en dragprovmaskin. För att undvika deformering genom sidokrafter, är anslutningarna stöttade av dubbla kardaner i spänningsriktningen (se DIN ISO 4624). Den lägsta dragkraften för denna typ av rundstång (12 N/mm²) uppnås efter max 10 sek. Hawle uppnår en genomsnittlig dragkraft på 20-30 N/mm². Med den typ av beläggningsprocess Hawle använder, spricker ca 50% i vidhäftningen mellan underlaget och beläggningen under dragtestet. Resterande del spricker i vidhäftningen mellan beläggningen på komponenten och beläggningen på stången. När sprickor uppstår i vidhäftningen mellan beläggningen och bindemedlet måste ytterligare tester genomföras för att uppnå ett pålitligt resultat. Om sprickan uppstått mellan beläggningen och bindemedlet strax över 20 N/mm², kan det med säkerhet antas att vidhäftningen har en styrka på mer än 32N/mm². Den minimala dragkraften som GSK anger är satt till 12 N/mm². De ovan nämnda testerna dokumenteras och gäller enligt kvalitetssäkringssystemet. Dessa GSK-tester samt alla medlemmar i GSK, kontrolleras av materialprovningsinstitutet i Hannover flera gånger per år utan förvarning.

Alla testade produkter erhåller RAL kvalitetsmärke.

F) Hantering av de epoxybelagda produkterna under den fortsatta tillverkningsprocessen
De belagda och testade komponenterna är nu antingen mekaniskt maskinbearbetade och/eller installerade, och ventilen/kopplingen testas igen för allmän funktion och packas sedan vid utleveransavdelningen. Genom alla följande steg i produktionen transporteras komponenterna i galler- och stållådor eller på EUR-pallar. Dessa lådor är invändigt klädda med kartong och komponenterna ligger sida vid sida på kartong och skyddas även med kartonglager mellan dem. Under maskinbearbetningen skall de belagda komponenterna fästas med de vanliga låsanordningarna och lägsta möjliga punktbelastning. Eventuella skador som uppstår, bättras på med ett reparationsset. Setet består av en hartshärdningsblandning, vilket även gör det möjligt för kunden att själv göra förbättring vid senare tillfälle. För vidare transport förpackas komponenterna i gallerlådor eller trälådor med antingen kartong, plastfolie eller skumplast mellan varje stycke. Stora och omfångsrika komponenter (30 kg eller mer) transporteras på EUR-pallar som är täckta med folie och fästes med plastspännband. 

Summering
Den in- och utvändiga pulverbeläggningen med epoxyharts enligt pulverbäddsbeläggningsmetoden har utvecklats under de senaste åren för att motsvara de ökade kraven på ventiler och kopplingar inom gas- och vattendistribution. Detta bekräftas av de jämförelsetester som gjorts av vattenverk under lång tid. Ventiler och kopplingar/tillbehör har testats under flera år i aggressivt vatten - ingen korrosion eller inkrustation har uppstått. Detta garanterar full säkerhet i rörnätet.

GSK garanterar kvalitet!