Kinetyka erozyjnego zużywania powłok epoksydowych starzonych klimatycznie

• Autorzy: Kotnarowska D.

Warianty tytułu

EN

Erosive wear kinetics of climate-aged epoxy coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano kinetykę zużywania erozyjnego powłok epoksydowych, uprzednio starzonych klimatycznie. Maksymalny okres starzenia wynosił 3 lata. Badania procesu zużywania erozyjnego powłok epoksydowych przeprowadzono za pomocą urządzenia opisanego w normie PN-76/C-81516. Do oceny intensywności erozyjnego zużywania powłoki epoksydowej przyjęto kryterium I, wyrażające stosunek grubości (G) powłoki do całkowitej masy (M), swobodnie spadających cząstek elektrokorundu granulowanego, powodujących ubytek powłoki w obszarze jej kontaktu z cząstkami erozyjnymi. Powłokę uważano za całkowicie zużytą w przypadku, gdy ubytek erozyjny powłoki spowodował odsłonięcie fragmentu powierzchni stalowego podłoża w kształcie elipsy, której mniejsza średnica wynosiła d = 3,6 ± 0,1 mm. Starzenie powłok epoksydowych pod wpływem czynników klimatycznych spowodowało destrukcję ich warstw powierzchniowych. W wyniku czego postępujące zanikanie adhezji między powłokotwórczą żywicą epoksydową a powierzchnią cząstek pigmentów oraz napełniaczy, przyczyniło się do uwalniania składników powłoki z jej powierzchniowych warstw. Skutkowało to zmniejszeniem twardości oraz wzrostem chropowatości powierzchni powłok. Miało to wpływ na znaczne obniżenie ich połysku. Ponadto powodowało systematyczne obniżanie grubości powłok wraz z wydłużaniem okresu ich starzenia. Obserwowano progresywną destrukcję powierzchni starzonych klimatycznie powłok epoksydowych. Wpłynęło to na zwiększanie intensywności erozyjnego zużywania powłok w miarę upływu okresu ich starzenia. Po trzech latach klimatycznego starzenia powłok epoksydowych, intensywność zużywania erozyjnego badanych powłok wzrosła bowiem ponad trzykrotnie.

EN

Erosive wear kinetics of epoxy coatings, previously aged with climatic factors, was examined. The maximum ageing period lasted 3 years. The examination was carried with a apparatus described in the Polish Standard PN -76/C-81516 enabling the free fall of abrasive material particles from 0.94 m height and hitting the coating surface at the angle α = 45°. As an abrasive material, granulated alunite was used of grain size 0.60-0.71 mm. For erosive wear intensity of epoxy coatings, Criterion I was used expressing a proportion of the coating thickness G to the total mass M of free falling erosive particles which erode the coating exposing the steel substrate surface of the ellipsoid shape with the minor diameter d = 3.6 ± 0.1 mm. As the object of examination, three-layer epoxy coatings of average thickness 155 µm were taken. They were applied on the surface of steel sheet samples of 160 x 80 x 2 mm dimensions. Ageing of coatings under the influence of climatic factors caused the destruction of their surface layers. Therefore, progressive decline of adhesion between the epoxy resin and the surface of pigments and fillers particles contributed to release of coating elements from the coating surface layers. This was the reason for a decrease in coating hardness and an increase in roughness and cause substantial “shine loss”. Furthermore, systematic thickness decreased with the extension of the ageing period, and progressive surface destruction of climate-aged epoxy coatings was observed which induced an increased intensity of coatings erosive wear with the lapse of ageing time. The erosive wear intensity increased 300% after three years of climate ageing.

Słowa kluczowe

PL

erozja powłok epoksydowych; starzenie powłok; intensywność zużycia erozyjnego

EN

erosion of epoxy coatings; epoxy coatings climate ageing; intensity of erosive wear

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 6
• Strony: 75--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Kotnarowska D.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny, Wydział Mechaniczny, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, ul. Chrobrego 45, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Decker C., Balandier M., Degradation of poli(vinyl chloride) by U.V. radiation -I. Kinetics and quantum yields, European Polymer Journal, Vol. 18, 1982, pp. 1085-1091.
• 2. Decker C., Biry S., Light stabilization of polymers by radiation-cured acrylic coatings, Progress in Organic Coatings, Vol. 29, 1996, pp. 81-87.
• 3. Finnie I., Erosion of surfaces by solid particles, Wear 1960, Vol. 3, pp. 87-103.
• 4. Finnie I., McFadden D.H., On the velocity dependence of the erosion of ductile metals by solid particles at low angles of incidence, Wear 1978, Vol. 48, pp. 181--190.
• 5. Hutchings I.M., Abrasive and erosive wear tests for thin coatings: a unified approach. Tribology International 1998, Vol. 31, No 1-3, pp. 5-15.
• 6. Kotnarowska D., Epoxy coating destruction as a result of sulphuric acid aqueous solution action, Progress in Organic Coatings, Vol. 67, 2010, pp. 324-328.
• 7. Kotnarowska D., Examination of dynamics of polymeric coatings erosive wear process, Materiał Science, Vol. 12, 2006, pp. 138-143.
• 8. Kotnarowska D., Influence of ageing on mechanical properties of epoxy coatings. Advances in Corrosion Protection by Organic Coatings, Cambridge, UK, 1999, pp. 1-10.
• 9. Kotnarowska D., Influence of mechanical factors on surface state of acrylic coatings with nanofillers, Material Science, Vol. 14, 2008, pp. 347-340.
• 10. Kotnarowska D., Influence of ultraviolet radiation and aggressive media on epoxy coating degradation, Progress in Organic Coatings, Vol. 37, 1999, pp. 149-159.
• 11. Kotnarowska D., Influence of ultraviolet radiation on erosive resistance of modified epoxy coatings, Solid State Phenomena, Vol. 113, 2006, pp. 1045-1052.
• 12. Kotnarowska D., Kinetics of wear of epoxide coating modified with glass micro-spheres, Progress in Organic Coatings, Vol. 31, 1997, pp. 325-330.
• 13. Kotnarowska D., Erosion of organie coatings, Monograph No. 134, R T U, 2009.
• 14. Kotnarowska D., Wojtyniak M., Influence of ageing on mechanical properties of epoxy coatings, Solid State Phenomena, Vol. 147-149, 2009, pp. 825-830.
• 15. Lonyuk M., Bosma M., Riemslag A. C., Stone-impact damage of automotive coatings: A laboratory single-impact tester, Progress in Organic Coatings, Vol. 58, 2007, pp. 241-247.
• 16. Nguyen T., Bentz D., Byrd E., A study of water at the organic coating/substrate interface, Journal of Coatings Technology, Vol. 66, 1994, pp. 39-50.
• 17. Nguyen T., Bentz D., Byrd E., Method for measuring water diffusion in a coating applied to a substrate, Journal of Coatings Technology, Vol. 67, 1995, pp. 37-46.
• 18. Nguyen T., Hubbard J. B., Unified model for the degradation of organic coatings on steel in a neutral electrolyte, Journal of Coatings Technology, Vol. 68, 1996, pp. 45-56.
• 19. Rajesh J.J., Bijwe J., Tewari U.S., Venkataraman B., Erosive wear behavior of various polyamides, Wear 2001, Vol. 249, pp. 702-714.