Varmförzinkade och lackerade precisionsrör motstår korrosion även i extrema miljöer

Ett av de mest omfattande korrosionstesterna som utförs i SSAB:s FoU-laboratorium i Tavastehus är exponering för cyklisk saltspray. Det utförs på ett accelererat sätt i en unik korrosionskammare som sprutar neutral saltlösning på testproverna i syfte att påskynda bildningen av olika korrosionstyper. Saltsprayperioden följs av en torkperiod i varm luft. Denna våt-torr-cykel varar vanligtvis i 24 timmar, och denna upprepas flera gånger, ofta minst 1000 timmar (6 veckor).

Denna typiskt 1000 timmars varaktiga testtid kallas Accelerated Corrosion Test (ACT), som definieras av flera teststandarder, till exempel EN ISO 9227 eller EN 13523-8, som är tillämpliga inom SSAB.

Cykliskt saltspraytest imiterar extremt salthaltig atmosfär som inte är typisk för de flesta naturliga miljöer på jorden. Eventuellt uppfyller vissa marina platser samma klimatförhållanden som saltspraykammare i laboratorium. Därför är huvudsyftet med accelererad korrosionstestning att framkalla snabba elektrokemiska rostfenomen och att jämföra prestandan hos de parallella proverna med varandra.

Bild 1. Erichssen Q-FOQ saltspraykammare används i korrosionsbeständighetsstudier på SSAB.

Rörprodukter kan utsättas för extrema miljöer

Typisk tillämpning för precisionsrör är en möbelstomme, till exempel i en stol, eller i utomhusstegar för byggnader. Dessa produkter kan användas för inomhus, utomhus eller för mer speciell miljö. Beroende på användningsförhållandena och/ eller det önskade visuella utseendet kan precisionsrör vara belagda. Beläggningen är vanligtvis en färgad organisk färgfilm eller krom pläterat. I samtliga tuffa applikationer kan lackerade stålrör också varmförzinkas före lackering för att öka korrosionsskyddet vid vatteninträngning genom filmen via skador på lackytan. "Det är viktigt att förstå produktens slutanvändning, det vill säga vilken typ av miljö de kommer att utsättas för och hur länge produkten förväntas leva", säger Antti Markkula, chef för teknisk utveckling, Tubular Products.

På speciella platser, såsom marina områden, sanitetsanläggningar eller andra utrymmen med hög relativ luftfuktighet, kan produkten påverkas av extrema korrosionsangrepp. Korrosionsfenomen kan ytterligare påskyndas av vätskor inklusive salter, ammoniak, sulfater eller andra korrosionsdrivande ämnen. Under dessa omständigheter är produkterna, såsom stolar eller stegar, benägna att rosta och förlora sitt utseende snabbare än deras förväntade livslängd. Därför har SSAB gott om testprotokoll för att utvärdera precisionsrörens hållbarhet under extrema förhållanden. "Vi har flera decenniers erfarenhet av testning och utvärdering av alla typer av precisionsrör; kallvalsade och flera typer av metallbelagda rör, även i pulverlackerat utförande. Vår långa erfarenhet ger oss bra verktyg för att bedöma våra produkters hållbarhet i olika kundapplikationer", sammanfattar Antti.

Bild 2. Orienteringen av provrören simulerar deras naturliga position där ingen vätska tillåts inuti röret och korrosionsfenomenet utvärderas på den yttre ytan av rörkroppen.

Belagda precisionsrör ger god hållbarhet mot korrosion

Nyligen genomförde SSAB en särskild utvärdering baserad på ett specifikt kundfall. De rör som traditionellt användes i denna applikation var rostfria, eftersom användningsapplikationen inkluderade upprepade förhållanden med hög luftfuktighet, vattenduschar och potentiellt korrosionsförstärkande ämnen utspädda i vatten. Syftet med studien var att utvärdera prestandan hos SSAB:s varmförzinkade precisionsrör i jämförelse med kallvalsade rör utan galvanisering och att jämföra rör tillverkade av rostfritt stål. Testprover förbereddes på liknande sätt för att minimera variationer vid rörtillverkning, komponentteknik, kemisk förbehandling, pulverlackering och montering. Cykliskt saltspraytest utfördes för flera replikat för att säkerställa relevanta medelvärden och testtiden var extremt lång, upp till 2000 timmar (12 veckor).

Först togs en del mikroskopiska tvärsnittsbilder från olika delar av provet för att identifiera variationen i lackfilmens tjocklek som kan påverka korrosionshastigheten. Ju tunnare filmen är, desto snabbare tillåter den vanligtvis saltvatten att tränga ner till metallytan.

Resultaten var tämligen övertygande. Antti sammanfattar att "Kallvalsade prover började generera rödrost överallt relativt snabbt, redan efter cirka 150 timmar, medan galvaniserade varianter endast skapade en vitaktig zinkhydroxid runt den konstgjorda repan där metallzinken späds ut till vatten och bildar så kallad vitrost. Denna reaktion är typisk och förväntad för zink, vars huvudsakliga syfte är att offras och skydda stålkärnan från rödrost".

Resultaten visar en tydlig skillnad i prestanda mellan precisionsrören. Utan galvanisering börjar de kallvalsade rören rosta snabbt och estetiskt ser produkten inte bra ut. I fallet med galvaniserade rör når prestandan riktigt bra nivå. – Jag medger att de rostfria stålsorterna på lång sikt troligen presterar bäst, men SSABs varmförzinkning förbättrar hållbarheten hos kolstålssorter avsevärt. "Efter denna extrema testning liknar det estetiskt lackerade rör tillverkade av rostfria stålkvaliteter, och överträffar sannolikt förväntningarna på hållbarhet i denna slutanvändningsapplikation. Det mest värdefulla med resultatet var att konstatera att tillräcklig prestanda kan uppnås med betydligt lägre kostnad för använt råmaterial. Vi kan föreställa oss kostnadsskillnaden mellan alternativ till rostfritt stål och metallbelagt kolstål. Jag tycker att det finns en ganska bra möjlighet för kunderna att optimera förhållandet mellan kostnad och kvalitet i sitt samarbete med SSAB", övertygar Antti.

Bild 3. Kallvalsade rör av stål (1.2), galvaniserat stål (3.2) och rostfritt stål (5.2) i jämförelse efter 11 veckor (1850 timmar) i cykliskt saltspraytest. De sämst presterande områdena på proverna är runt den konstgjorda repan nertill på metallytan och den präglade cirkeln på den nedre delen av röret där färgfilmen är tunnast.

SSAB utför kund- och applikationsspecifika utvärderingar och tester i FoU-laboratoriet på Tavastehusverkets anläggning. "Vi utmanar alla konstruktörer som arbetar med precisionsrör att hitta mer optimala och kostnadseffektiva lösningar för dina ändamål", uppmuntrar Antti Markkula, chef för teknisk utveckling inom Tubular Products.

Mer information om SSAB Tubular produkter och olika precisionsrörsalternativ finns på  www.ssab.com/tubular