Revolutionäre Epoxid-Phenol-Alkylamin-Beschichtungen für überlegenen Korrosionsschutz unter Isolierung

Beschichtungstechnologie entwickelt sich täglich weiter, mit zunehmend anspruchsvollen Lösungen, die entwickelt werden, um einige der ernsthaftesten Anliegen der Branche anzugehen. Eine aufregende Transformation in einem kritischen Segment von Beschichtungsanwendungen wird durch eine neue Lösung angetrieben, um die Probleme zu beheben, die derzeit mit Epoxid-Phenol-Beschichtungen erlebt werden, die verwendet werden, um Hitzebeständigkeit zu bieten und Korrosion unter Isolierung (CUI) zu verhindern.

Die neue Gruppe von Beschichtungen, bekannt als Epoxid-Phenol-Alkylamin-Beschichtungen oder alkylierte Amin-Epoxid-Beschichtungen, zeigt mehrere entscheidende Vorteile gegenüber den etablierten Epoxid-Phenol-Beschichtungen. Diese Vorteile sind wichtig zu verstehen für Applikatoren, die Hitzebeständigkeit und CUI-Prävention auf die qualitativ hochwertigste, kosteneffektivste Weise suchen. (Verwandte Lektüre: Eine Zwei-Schritt-Lösung für die hohen Kosten von Korrosion unter Isolierung.)

Überblick über Epoxid-Phenol-Beschichtungen

Eine Epoxid-Phenol-Beschichtung ist die historische Wahl zur Verhinderung von CUI und Bereitstellung von Hitzebeständigkeit. Sie bestehen typischerweise aus Bisphenol A, Bisphenol F und Novolac-Harzen. Sie sind bekannt für den hohen Grad an Vernetzung, den sie während der Aushärtungsphase durchlaufen. Diese Vernetzung verleiht Epoxid-Phenol-Beschichtungen ausgezeichnete Beständigkeit gegen Korrosion und Hitze.

Wie alkylierte Amin-Epoxid-Beschichtungen überlegene Leistung bieten

Jüngste Studien haben gezeigt, dass Epoxid-Phenol-Beschichtungen zwar guten Schutz vor CUI und einen hohen Grad an Hitzebeständigkeit bieten, es jedoch viele produktions- und qualitätsbezogene Vorteile gibt, ein alkyliertes Amin-Epoxid zu verwenden. Ein entscheidender Vorteil ist die Produktionssteigerung, die durch die schnelleren Aushärtungseigenschaften eines alkylierten Amin-Epoxids möglich wird. Nicht nur wird ein alkyliertes Amin-Epoxid schneller staubtrocken als eine Phenol-Beschichtung, sondern es erreicht auch schneller einen harten Trockenzustand und hat eine kürzere Mindestzeit bis zur Überlackierung. Die Unterschiede zwischen Tabelle 1 und Tabelle 2 verdeutlichen die Zeitersparnis-Vorteile.

Tabellen 1 und 2. Vergleich konventioneller Epoxid-Phenol- und alkylierter Amin-Epoxid-Beschichtungen.

Diese Zeitersparnisse sind entscheidend für die Verbesserung des Betriebsablaufs, da sie einen schnelleren Transport der zu beschichtenden Produkte von der Werkstatt zum Feld ermöglichen, wo sie implementiert werden, was Engpässe am endgültigen Verwendungsort reduziert. Schnelleres Verlassen der Werkstatt kann auch Engpässe in der Produktionsstätte reduzieren.

Ein weiterer entscheidender Vorteil und bemerkenswerter Punkt aus den obigen Tabellen ist der zulässige Temperaturbereich. Etablierte Epoxid-Beschichtungen sind auf eine Mindestanwendungstemperatur von 10 °C (50 °F) begrenzt, während alkylierte Amin-Beschichtungen erfolgreich bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aufgetragen werden können. Nicht nur das, sondern in Situationen mit unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen, in denen alkylierte Amin-Epoxid-Beschichtungen aufgetragen wurden, hatten diese immer noch schnellere Aushärtungszeiten insgesamt als eine Phenol-Epoxid-Beschichtung, die bei 15 °C (59 °F) aufgetragen wurde.

Qualitätsverbesserung mit alkylierten Amin-Epoxid-Beschichtungen

Qualitätsverbesserungen können auch bei der Verwendung eines alkylierten Amin-Epoxids im Vergleich zu einer Phenol-Epoxid-Beschichtung realisiert werden. Eine bemerkenswerte Qualitätsverbesserung betrifft die Trockenfilmdicke (DFT) und Rissbildung. Während Phenol-Epoxid-Beschichtungen eine enge Toleranz bei ihrer Trockenfilmdicke haben, bevor Rissbildung beginnt, können alkylierte Amin-Beschichtungen einen breiteren Dickenbereich tolerieren, was das Risiko von Rissbildung reduziert (Tabellen 3 und 4). Dies reduziert auch den Bedarf an Bedienerfertigkeit, was potenziell Schulungszeiten und -kosten senkt.

Tabelle 3. Toleranz gegenüber DFT-Überauftrag für eine konventionelle Epoxid-Phenol-Beschichtung.

Tabelle 4. Toleranz gegenüber DFT-Überauftrag für eine neuartige alkylierte Amin-Epoxid-Beschichtung.

Eine weitere Qualitätsverbesserung außerhalb der Rissbeständigkeit, die alkylierte Amin-Epoxid-Beschichtungen über Phenol-Epoxid-Beschichtungen aufweisen, ist überlegene Leistung bei der Verhinderung von CUI.

Fallstudien, die die Vorteile von amin-gehärteten Epoxid-Beschichtungen hervorheben

Eine Fallstudie, die die Vorteile der Verwendung einer alkylierten Amin-Epoxid-Beschichtung hervorhebt, betraf einen Offshore-Strukturenhersteller. Durch die Einführung eines alkylierten Amin-Epoxid-Beschichtungssystems konnten sie die Komplexität der Beschichtungsspezifikationen, denen sie für sowohl unisolierte als auch isolierte Kohlenstoffstahl- und Edelstahlsubstrate folgten, erheblich reduzieren.

Die vom Unternehmen erzielten Vorteile umfassten reduzierte Temperaturüberwachungsanforderungen, die auch zu reduzierten Heizkosten führten, reduzierte Lagerhaltung und Verfolgung verschiedener Beschichtungsbasismaterialien und Härter. Die Verwendung eines alkylierten Amin-Epoxid-Beschichtungssystems vereinfachte auch Reparaturverfahren, wenn Reparaturen erforderlich waren.

Abbildung 1. Rohrspulen beschichtet mit alkylierter Amin-Epoxid-Technologie.

Abbildung 2. Rohrspulen beschichtet mit alkylierter Amin-Epoxid-Technologie.

Ein weiteres reales Beispiel, das die Vorteile einer alkylierten Amin-Epoxid-Beschichtung hervorhebt, findet sich bei einem großen nachgelagerten Öl- und Gasbetreiber. Das Unternehmen stellte fest, dass Beschichtungen, die für den Schutz eines bei Umgebungstemperatur betriebenen Behälters ausgelegt waren, nach dem Erleben von Dampfausblasbedingungen zu versagen begannen. Daher suchte der Standortingenieur nach einer Beschichtungslösung, die nicht nur bei Umgebungstemperaturen sehr gut funktionierte, sondern auch den viel höheren Temperaturen – bis zu fast 204 °C (400 °F) – standhalten konnte, die während jährlicher Wartungs-Dampfausblasprogramme auftreten.

Ein alkyliertes Amin-Epoxid wurde ausgewählt, da es sowohl hervorragende Umgebungs-Korrosionsschutzleistung als auch Hitzebeständigkeit aufweist. Ein Zweischicht-Schema von 2 × 4 mils DFT wurde auf Kohlenstoffstahl aufgetragen, der nach SSPC SP10 „Near White Blast Cleaning“ Standard mit einer Airless-Spritzpumpe während einer Wartungsabschaltung vorbereitet wurde. Die Fähigkeit, bis -5 °C (23 °F) auszuhärten, bedeutete auch, dass die Beschichtung zu einem harten Film aushärtete, selbst wenn die Temperatur über Nacht erheblich sank. Dies stellte sicher, dass der Projektzeitplan nicht beeinträchtigt wurde. Die Benutzerfreundlichkeit und betriebliche Flexibilität des alkylierten Amin-Epoxids wurden als große Vorteile für dieses Wartungsprojekt gesehen.

Quelle: AkzoNobel

Fazit

Alkylierte Amin-Beschichtungen haben das Potenzial, Beschichtungsprozesse in Anwendungen mit hohen Temperaturen oder dem Potenzial für Korrosion unter Isolierung zu revolutionieren. Die Vorteile für die Produktivität durch reduzierte Trocknungs- und Aushärtungszeiten und größere Toleranz für Anwendungstemperaturen, gepaart mit Qualitätsverbesserungen wie ihrer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Rissbildung, machen alkylierte Amin-Beschichtungen gut geeignet, um die Ausgabe zu steigern und die Kosten schlechter Qualität, die auf aktuellen Beschichtungsprozessen zurückzuführen sind, zu reduzieren.

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Hinweis: Dieser Artikel wurde aus einem ursprünglich im Journal of Protective Coatings & Linings veröffentlichten Artikel adaptiert und wird mit Genehmigung der Autoren Dr. Mike O'Donoghue und Vijay Datta nachgedruckt.