Kaplama Hatası: Kat Ayrışması
- 3 Temmuz 2017
- Yayınlayan: Stm Coatech
- Kategori: Eğitici Makaleler
2014 kaplama tamir projesinin bir parçası olarak iki çelik 250 + ton sabit vinç yapısı kaplandı. Vinçler ABD’nin kuzeydoğusunda ve 1956’da inşa edilmiştir. Tamir yapıldığı zaman orijinal kaplama sistemine sahip oldukları bildirildi. Proje şartnameleri, korozyona uğramış alanlarda ve tam bir üst katta spot onarım istemektedir.
Kaplama Hatası: Kat Ayrışması
KONU
2014 kaplama tamir projesinin bir parçası olarak iki çelik 250 + ton sabit vinç yapısı kaplandı. Vinçler ABD’nin kuzeydoğusunda ve 1956’da inşa edilmiştir. Tamir yapıldığı zaman orijinal kaplama sistemine sahip oldukları bildirildi. Proje şartnameleri, korozyona uğramış alanlarda ve tam bir üst katta spot onarım istemektedir.
Fig. 1: An example of spontaneous coating failure — cracking and delamination.
ÖZELLİKLER
Tamir şartnamesi, SSPC-SP1’e “Solvent Temizleme” ya da SSPC-SP 12’ye uygun su jeti ile (genelde SP / NACE WJ-1 ila 4 ile değiştirilmiş olmasına rağmen) genel temizlik yapılmasını gerektirmiştir. Nokta tamiri, tüm pas ve serbest, soyma ve dökme boyaların SSPC-SP 11 “Çıplak Metal İçin Güç Alet Temizliği” ne uygun şekilde sökülmesini gerektirir. Yüzey hazırlamasını takiben, spot alanlar epoksi bir kat ile astarlanacak ve bundan sonra tüm yapılar % 100 katı epoksit dolgu macunu, iki komponentli yüksek katı özel hazırlama epoksiden oluşan üç kat boya sistemi orta kat ve bir alifatik poliüretan son kat ile kaplanmıştır. Epoksi dolgu macunu, 1.5 mil’lik kuru film kalınlığında (DFT), 4 ila 8 mil DFT’de epoksi orta kat ve 2 ila 5 mil DFT’de poliüretan son kat uygulanacak şekilde tasarlandı. Şartname, yüzey hazırlığından önce yapışma testinin yapılması gerektiğini ve çoğu yüzeyde 3A ila 4A arasında değişen seviyelerde kaplama yapışma sonuçlarının iyi olduğunu belirten bilgileri içeriyordu. Şartname ayrıca mevcut sağlam kaplamaların belirtilen şekilde tekrar kaplanacağını belirtti.
ÖN UYGULAMA TESTİ
Epoksi dolgu macunu ilk test parçasının, üst kaplamadan önce yapılara uygulanmış olduğu bildirildi. Epoksi yalıtım malzemesinin uygulanması, mevcut orijinal gümüş sonkat kohezif şekilde kırılmış ve ayrışmıştır. Epoksi dolgu malzemesiz gümüş son kata direkt olarak epoksi orta kata direkt olarak uygulandığı bildirildi.Bu ikinci test parçasının kabul edilebilir olduğu bildirildi. Test parçası uygulamaları ve testleri belgelenmemiştir. Kaplama işlemleri 2014 sonbaharında başladı.
Kaplama işleminin tamamlanmasından sonra bir noktada spontan delaminasyon alanları gözlenmiştir. Delaminasyon sonucunda, sorunun bağımsız bir soruşturması için bir kaplama danışmanlık firmasıyla irtibata geçildi.
ALANIN ARAŞTIRILMASI
Alanda hangi proseslerin veya prosedürlerin gerçekte yapıldığını belirlemek için saha araştırması yapılmıştır. Arka plan bilgileri, neyin gerçekleştiğini veya proje yürütülürken ne yapıldığını tüm hikayeyi anlatmak için nadiren yeterlidir. Aşağıdaki tetkikler ve testler inspektörler tarafından gerçekleştirildi.
Görsel Denetleme: Kaplanmış yüzeylerde ayrılmanın ve diğer görünür kaplama bozulmasının miktar ve dağılımının görsel bir değerlendirmesi yapıldı.
Kaplama kalınlığı: Toplam kaplama sistemi kalınlığı, manyetik bir ilke kullanarak demirli yüzeyler üzerinde manyetik olmayan kaplama kalınlığını tahribatsız ölçen bir Tip 2 kullanılarak ölçülmüştür. Cihazın doğruluğu, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) izlenebilir kaplama kalınlık standartlarına göre kullanımdan önce ve sonra doğrulanmıştır.
Kat Sayısı: Kaplama katmanlarının sayısı ve her bir katmanın kalınlığı, genel olarak ASTM D4138, “Koruyucu Kaplama Sistemlerinin Kuru Film Kalınlığının Tahribatlı, Çapraz Koruyucu Yöntemlerle Ölçümü için Standart Uygulamalar” ına uygun olarak 2x uçlu bir Tooke ölçer kullanılarak sahada belirlendi “. Tooke ölçme kontrolü, eğimli bir kesici alet ile kaplama sisteminde tarama yapmayı ve daha sonra kesitin göz merceği boyunca kesmeyi inceler. Göstergenin optiği, 50 kat büyütme sağlar ve göz merceği, görünür katın görünür genişliğini ölçmek için kalibre edilmiş bir tel içerir. Aynı veya benzer rengin yakın kaplama katmanlarının Tooke ölçümüyle ayırt edilemeyeceği unutulmamalıdır.
Kaplama Yapışması: Kaplama yapışma testi, ASTM D3359, “Bant Testiyle Değerlendirme Yapıştırma için Standart Test Yöntemleri” nin A Metoduna uygun olarak yürütülmüştür. Yöntem A, kesimlerin daha küçük açısı 30 ila 45 derece olan alt katmana kaplama boyunca iki kesim yapmayı içerir. Özel bir basınca duyarlı bant daha sonra X kesim alanına uygulanır ve hızla çıkarılır. Yapışma ASTM derecelendirme ölçeğine göre 5A’dan 0A’ya kadar derecelendirilmiştir. 4A ila 5A dereceleri tipik olarak iyi yapışmayı temsil ettiği düşünülür, 2A ila 3A adil yapışmayı ve 0A ila 1A kötü yapışmayı temsil eder. ASTM D6677, 0’dan (kolay) 10’a (zor) kadar bir ölçekte çıkarma kolaylığını veya zorluğunu belirlemek için kaplamada benzer bir “X” kesimi yapmak ve kesişmeyi bir bıçakla saptamak zorundadır.
Kaplama Numuneleri: Kaplama sisteminin numuneleri, daha ileri laboratuar analizi için ayrılmış ve bozulmamış alanlarda alınmıştır. Başarısız olmadığı anlaşılan numunelerin çıkarılması sırasında dokunulmamış kaplama başarısız oldu.
Fotoğraflar: Tipik kaplama koşullarının fotoğrafı belirlenmiştir.
GÖRSEL DENETLEME
Yapılar üzerindeki kaplama sistemi, kendiliğinden kopmuş bağlar alanlar hariç, iyi durumda görünüyordu. Dağılmadan alanlar pürüzsüz ve sürekli görünüyordu. Yapıların üzerindeki kaplamalar yüzey alanının yaklaşık 5 ila 15’i üzerinde kendiliğinden delaminasyona uğramıştır. Ayrışmış kaplama sisteminin alanlarında, bir gümüş kaplama (tahmini üstüne kat atmadan önce varolan sonkat) kohezif kırılmaya işaret eden ve yüzeyde var olan ayrışmış boya talaşlarının arka tarafına yapışmış bulunmaktadır.Orijinal turuncu astarın küçük lekeleri, boya parçalarının hem arka yüzeyinde hem de alt tabaka yüzeyinde zaman zaman gözlenmiştir. Spontan olarak ayrışmış alanlar,farkedilir olmayan hata deseni üzerinde rastgele dağılmıştı. Bütün dağılmış alanlar orijinal gümüş sonkat tabaka içinde birleşilebilir bir hata görüntülendi.
KAPLAMA KALINLIĞI
Kaplama kalınlığı ölçümleri,hem ayrışmış alanların yakınında hem de ayrışmanın görsel belirtileri olmayan alanlarda rastgele yerlerde gerçekleştirildi. Toplam sistem kalınlık değerleri 14 ila 27 mil arasında değişmekte olup ortalama kalınlığı yaklaşık 20 mil’dir. Test edilen tüm bölgelerde kalınlık değerleri tutarlıydı. Parçalanmanın meydana geldiği alanlarda yüzeyde kalan kaplama üzerinde yapılan ölçüm, 3 ila 8 mil arasında değişiyordu. Bireysel katlarının kalınlık ölçümleri, turuncu renkli astar,gümüş orta kat, gri orta kat ve gri son kattan oluşan dört kat boya ortaya çıkardı. Her tabakanın kalınlığı turuncu 2-3 mil,gümüşün 8-10 mil, gri ara katın 4-5 mil ve gri son katın 2-4 mil’iydi. Turuncu astar ve gümüş kat mevcut orijinal kaplama sistemiydi.
KAPLAMA YAPIŞMASI
Yapışma testi, ASTM D3359 ve ASTM D6677, “Bıçakla Yapışmanın Değerlendirilmesi için Standart Test Yöntemi”ne uygun olarak,ayrışmış kaplamalara bitişik alanlarda ve spontan dağılmanın olmadığı alanlarda gerçekleştirildi. Bant ile test edilen tüm alanlar için yapışkanlık kötü-0A, bıçakla tüm bölgelerde 0 olarak değerlendirildi. Test edilen alanların tümü,orijinal gümüş sonkatta yapışkan boyanın ve alt tabakanın arka tarafında gümüş kaplama ile birleşebilir bir hata gösterdi. Katman sistemi orijinal gümüş sonkatının üst kısmına yapıştırılmış ve geri kalan gümüş ve turuncu katmanlar alt tabakaya iyi yapışmıştır.
KAPLAMA ÖRNEKLERİ
Saha ziyareti sırasında başarısız alanlardan gelen birkaç örnek alan elde edilmiştir. Saha numunelerinin daha ileri analizleri, kaplama hata analizinde uzmanlaşmış bir laboratuarda gerçekleştirildi.
LABORATUAR İNCELEMESİ
Laboratuar incelemesi, görsel ve mikroskopik inceleme ve kızılötesi(IR) spektroskopiden oluşuyordu. Kullanılan test yöntemleri ve soruşturma sonuçlarını takip etti.
Mikroskopik İnceleme
Numunelerin mikroskopik incelemesi,200x bir dijtal mikroskop kullanılarak gerçekleştirildi. Numuneler 3 ve 4 kaplama arasında. Tek tek tabakaların kalınlık aralığı ve verilerin toplandığı büyütme Tablo 1’de gösterilmektedir.
Kızılötesi Spektroskopi
IR spektroskopik analizi bir Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometresi ile gerçekleştirildi. Gümüş metalik kaplamadan numune sıyrıkları, potasyum bromür tozu ile birleştirildi ve yüksek basınç altında bir tanecik haline getirildi. Topak daha sonra spektrometrenin optik yoluna yerleştirildi ve 4.000 ila 400 cm-1 aralığında bir spektrum elde edildi.
Bu analiz yaşlı alkid materyalleri tarafından üretilen spektrum ile tutarlı spektrumunu ortaya çıkarmıştır. Reçine malzemesinin bir stiren değişikliği belirtilmiştir.
TARTIŞMA
Alan yapışma testleri ve boya talaşı numunelerinin laboratuar analizi,kaplama sisteminin yapılardaki başarısızlığının, orijinal alkid gümüş sonkatındaki bozulma ve zayıf kohezif özelliklerin bir sonucu olduğunu gösterdi.
Laboratuar araştırması IR spektrumunun alüminyum ile yüksek gümüş pigmentli yaşlı alkid olduğunu bulmuştur. Alkid kaplama formülasyonları ile endüstri tecrübesi,zamanla UV maruziyeti veya ıslak/kuru/termal çevrim gibi çevresel maruza kalmanın alkid reçinesini bozabildiğini göstermiştir. İlaveten,alkidler oksidasyon ile kürlendiğinden sertleştirilmiş sistemin son noktası oldukça oksitlenmiş hassas bir kaplama filmidir. Yaşlı alkid filmleri zayıflık belirtileri göstermeyebilir ve “boyanabilir” gibi görünebilir ancak zayıflamış film boyalı olduğunda doğal olarak yeni film büzülme kuvvetleri yaşlanmış ve zayıflatılmış boyaya ilave gerginlik getiriyor. Her bir ilave kat atma,yeni kat sisteminin ek ağırlığı gibi kürlenmeden gelen baskıyı arttırır. Sonuçta boya sistemi en zayıf halkasında kırılır; bu durumda orijinal yaşlı katmanda kohezif olarak kastedilmektedir. Kaplama katmanlarının sayısı,kaplama katmanlarının kalınlığı ve her yeni tabakanın sertleşmesi yaşlı filmin başarısızlığına katkıda bulundu. Bu olayda ilave komplikasyonlar,oksidize olabilen zayıf bir yüzey tabakası oluşturan alüminyum pigmentlerin varlığını içeriyordu.
Boya Müteahiti,yüzeylerin suyla yıkamayla temizlendiğini belirtti. İnceleme için sağlanan inceleme belgeleri,yüzey hazırlığının imalatçının gereksinimlerini karşıladığını ve Yüklenicinin QC ve İş Sahibi tarafından imzalanmış olduğunu ileri sürdü. Belgelere rağmen,yapılan yüzey hazırlığı zayıf gümüş tabakanın çıkarılması için yeterli değildi. Zayıf yüzey tabakasının ve oksitlenmiş alüminyumun çıkarılmasının güç olması nedeniyle,bu projenin üst kaplamasının uygun tamir stratejisi olup olmadığı da sorgulanabilir.
STM Coatech, SSPC PCI (Uluslararası Kaplama Enspektörlüğü) ve Corrodere (MPI Group England) Türkiye, Romanya, Ukrayna, Gürcistan, Rusya, Azerbaycan, Turkmenistan, Kazakistan, Irak, Katar, Kuveyt, Umman, Sudan ve Cezayir resmi lisansörüdür.
Ayrıca Türkiye başta olmak üzere yukarıda bahsetmiş olduğumuz ülkelerin yetkili sınav merkezidir. Corrodere Enspeksiyon Kursları aşağıda sıralanmıştır.
1.Icorr Level 1
2.Icorr Level 2
3.Icorr Level 3
4.IMO PSPC
5.Corrodere Hot Galvanizing
6.Corrodere Insulation Inspector
7.Practical Workshop Icorr 1,2,3
8.Corrodere Marine & Offshore Inspector
9.Transition to IcorrReferans
http://www.paintsquare.com/archive/?fuseaction=view&articleid=6080 , Erişim Tarihi: 30 Haziran 2017.