Technisch Infoblad #31
Ontgassingverschijnselen is een verzamelnaam voor een fenomeen dat makkelijk waarneembaar is als afwijking van een poedercoatoppervlak. Gedurende het proces ontstaan er kleine kratertjes, gaatjes en soms blaasjes op de poedercoating. Dit wordt ontgassing genoemd en de gaatjes “pinholes”.
Deze afwijkingen zijn niet alleen onwenselijk om esthetische redenen, maar ook vanwege de verminderde corrosiewerende eigenschappen. Er kan vocht en verontreiniging in deze openingen komen die leiden tot oxidevorming van de onderliggende zinklaag.
Het fenomeen ontgassing kan optreden vanaf meestal een ruwe of poreuze ondergrond zoals staal, maar vindt regelmatig plaats bij het coaten van verzinkt staal. Ofwel wordt het werkstuk verzinkt na de constructie, ofwel wordt het werkstuk vervaardigd uit thermisch verzinkt plaatmateriaal, ofwel wordt het werkstuk na de constructie voorzien van een metallisatielaag, het zogenaamde thermisch spuiten.
De hoofdoorzaak van ontgassing is doorgaans vocht of de reactie door verontreinigingen die in de oven van de poedercoating willen ontsnappen uit en vanaf het verzinkte staal. Soms is de oorzaak het poeder zelf. Het poeder beschikt dan niet over de eigenschap dat het vloeiproces voldoende lang plaatsvindt. Kortom, het traject tussen vloeibaar worden van het poeder en uitharden van het poeder is niet “lang” genoeg om de ontgassing volledig te hebben laten plaatsvinden.
WAT VEROORZAAKT ONTGASSING?
Vervuiling van het te coaten oppervlak
Pinholes en blaasjes worden vaak veroorzaakt door een vervuild oppervlak (contaminatie). Dat is het geval wanneer je een oppervlak niet grondig reinigt voordat je gaat poedercoaten. Olie, vet en andere vormen van vervuiling die achterblijven op het oppervlak veranderen in damp onder de verhoogde temperatuur en kunnen nergens heen wanneer ze worden ingesloten door de poedercoating, dus barsten ze er gewoon doorheen, waardoor er pinholes ontstaan. Gebruikt de lakkerij perslucht voor het schoonmaken en afblazen, dan dient die ook zuiver, olievrij en droog te zijn. Eigenlijk behoren deze oorzaken tot onvakkundig werken. Ontgassing door contaminatie is dan ook eerder een zeldzaam fenomeen.
Dikte van de poedercoatlaag
Coatings moeten in relatief dunne lagen worden aangebracht. Als je een dikke laag aanbrengt, kunnen er tijdens het uithardingsproces gassen vrijkomen die zich een weg willen banen naar het oppervlak van de coating. Wanneer het poeder gedurende dat proces uithardt, dan kan het zo zijn dat deze gasbelletjes dan kratertjes of blaasjes veroorzaken. Het is essentieel om ervoor te zorgen dat de laagdikte niet bijdraagt aan het probleem.
Ondergrond
Is de ondergrond enigszins poreus, bijvoorbeeld na het aanbrengen van een verzinkte deklaag, dan kan er sprake zijn van gassen die ontwijken uit de poriën. Die ontgassing vindt plaats bij het opwarmen van het voorwerp in de oven. Het gevormde gas ontsnapt dan door de aangebrachte poederlak die na een vloeifase gaat uitharden. Vindt de uitharding plaats en is niet al het gas ontsnapt, dan blijven er kratertjes of blaasjes zichtbaar na het coaten.
Gietstukken
Gietstukken worden in verzinkte vorm maar zelden voorzien van een poedercoating. Het probleem met gegoten metaal is dat het veel gassen kan afgeven tijdens het poedercoatingproces. Dit komt omdat het gietproces zelf vaak gassen in het metaal vasthoudt vanwege minieme holtes en openingen. Ook bij thermisch verzinken van gietstukken kunnen problemen optreden en wisselende resultaten worden verkregen.
HOE ZIJN DEZE AFWIJKINGEN OP TE LOSSEN?
Overcoaten
Door het voorwerp eerst enigszins te schuren tot het oppervlak voldoende vlak is en daarna te voorzien van een extra coatinglaag, kan het oppervlak sterk visueel verbeteren. Daarnaast zal de dikte van de poedercoating toenemen en daarmee verbetert de corrosiewering door een verbeterde barrière werking.
Opnieuw coaten
Het voorwerp ontdoen van de poederlak en opnieuw beginnen. De poedercoating wordt thermisch of chemisch verwijderd. Bij het thermisch ontlakken kan de structuur van de zink-ijzer legeringslagen zodanig veranderen dat er sprake kan zijn van een verminderde hechting. Dan zal het voorwerp opnieuw verzinkt moeten worden (= herverzinken). Houdt na het reinigen goed in de gaten dat strak aan alle procesparameters wordt voldaan zodat het resultaat optimaal wordt.
HOE WORDT ONTGASSING VOORKOMEN?
Ontgassing is niet altijd te voorkomen, zoals u zult begrijpen uit dit document. Enige ontgassing is daarom toegelaten en kan niet tot afkeur leiden. De norm en de praktijkrichtlijn geven beide aan dat er een bepaalde beoordelingsafstand dient te worden gerespecteerd. Meestal zijn deze kratertjes niet zichtbaar op de genoemde afstanden. Uitgassen kan grotendeels worden voorkomen door uw materialen goed voor te bereiden, de juiste handelingen toe te passen voor het poedercoatingproces en uw materialen op de juiste manier te behandelen. Dit zijn de stappen:
Reinig alle vervuiling
Reinig en ontvet het object dat je gaat poedercoaten grondig en zorgvuldig. Zorg ervoor dat je handschoenen draagt zodat je handen geen olie en vet achterlaten op het oppervlak van het voorwerp.
Pas op met opslag verzinkt staal
Pas verzinkt staal zal in de atmosfeer direct zinkoxides gaan vormen en met elementen in de buitenlucht reageren tot een zinkpatinalaag. Bij een onjuiste opslag van de materialen kan er, door langdurige vochtbelasting, sprake zijn van zogenaamd witroest. Witroest is een oppervlakte vervuiling en moet verwijderd worden. Ook oxides moeten worden verwijderd.
De dikte van de poedercoating regelen
Sommige opdrachten vereisen een dikkere poedercoatlaag dan andere, maar de gewenste laagdikte hoeft niet in één laag te worden aangebracht. Door inzicht te hebben in de materialen die in een coating worden gebruikt en meerdere lagen aan te brengen, kan ontgassing als gevolg van een te dikke poedercoating op het voorwerp worden voorkomen.
Gebruik een primer
Het aanbrengen van een geschikte primerlaag helpt ervoor te zorgen dat eventuele gassen die vrijkomen tijdens het verhittingsproces door de primer worden verwerkt.
Ze kunnen dan niet opborrelen in de kleurlaag van de poedercoating zelf. Dit is vanzelfsprekend geen alternatief voor grondige reiniging en correcte voorbehandeling.
Additieven toevoegen
De gassen die ontsnappen in de oven penetreren door de nog vloeibare coatlaag terwijl de coating gaandeweg uithardt. Uiteindelijk veroorzaakt dit blaasjes wanneer de coating tamelijk hard is en de gassen niet meer doorlaat. Er kunnen bepaalde additieven worden gebruikt die ervoor zorgen dat het poeder langer in vloeibare vorm blijft. Dit geeft de gassen meer tijd om te ontsnappen voordat het poeder uithardt. Gespecialiseerde leveranciers hebben doorgaans “ontgassingsvriendelijke” poeders in hun assortiment.
Het voorwerp vooraf ontgassen
Aangezien ontgassing wordt veroorzaakt door gassen die door uitzetting vrijkomen wanneer het voorwerp wordt verwarmd in de oven, kan dit worden voorkomen door het object eerst al te verwarmen voordat men gaat poedercoaten. Tijdens dit “voorbakken” kunnen gasbellen uit het materiaal ontsnappen zonder dat er een poederlak is aangebracht. Doorgaans houdt men de temperatuur 20-30 ºC hoger aan dan de benodigde uithardingstemperatuur (zie hiervoor de specificatie van de poederleverancier) en dan gedurende een dubbele verblijftijd van het object in de oven. Laat het voorwerp vervolgens niet geheel afkoelen (ongeveer tot 40-50 ºC ) voordat men met het aanbrengen van het poeder begint om condensatie van vocht op het oppervlak te vermijden.
Voorbehandeling aanpassen
Naast het ontsnappen van gassen door verontreinigingen, ontsnapt ook damp of gas uit de poriën van het te coaten materiaal.
Dus ook vocht uit de chemische voorbehandeling van een poedercoatinstallatie. Om die reden kan men bij ontgassingsgevoelige oppervlakken soms beter kiezen voor het aanstralen als voorbehandeling.
Verder is het van belang de verzinkte deklaag te beoordelen. Een ruwe, doffe en grauwe zinklaag is gevoeliger voor ontgassing dan een glimmende, zilverkleurige gladde zinklaag. Soms kan het zo zijn dat een grauwe, doffe zinklaag te zien is die redelijk glad is. Dan kan het zo zijn dat de zinklaag nabehandeld is door middel van annealen. Dat is het nogmaals verhitten van het voorwerp zodat de zinklaag andere eigenschappen krijgt. U begrijpt dat na deze tweede verhitting de kans op ontgassing sterk is verminderd.
Verder kan het ontwerp van het voorwerp een rol spelen. In de oven van poedercoatinstallatie moet een goede warmteoverdracht plaats kunnen vinden. Het voorwerp dient zogezegd redelijk snel en gelijkmatig op temperatuur te komen. Holle profielen of lokaal veel staalmassa kan leiden tot afwijkingen waardoor de ontgassing pas start zodra de coating al aan het uitharden is.
EN ISO 12944-1:2018
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 1: Algemene introductie (ISO 12944-1: 2017)
EN ISO 12944-2:2018
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 2: Classificatie van omgevingen (ISO 12944-2: 2017)
EN ISO 12944-3:2018
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 3: Ontwerpoverwegingen (ISO 12944-3: 2017)
EN ISO 12944-4:2018
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 4: Soorten oppervlak- en oppervlaktevoorbereiding (ISO 12944-4: 2017)
EN ISO 12944-5:2019
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 5: Beschermende verfsystemen (ISO 12944-5: 2019)
EN ISO 12944-6:2018
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 6: Testmethoden voor laboratoriumprestaties (ISO 12944-6: 2018)
EN ISO 12944-7:2018
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 7: Uitvoering en toezicht op verfwerkzaamheden (ISO 12944-7: 2017)
EN ISO 12944-8:2018
Verven en vernissen - Corrosiebescherming van staalconstructies door beschermende verfsystemen - Deel 8: Ontwikkeling van specificaties voor nieuw werk en onderhoud (ISO 12944-8: 2017)
EN 15773
Het industrieel aanbrengen van organische poederdeklagen op thermisch verzinkt of gesherardiseerd staal (duplex-systemen) - Specificaties, aanbevelingen en richtlijnen