Een zuurbestendige coating bestaat niet
“Wij zoeken een coating die bestand is tegen zuur.”
Het klinkt als een duidelijke technische vraag. Toch is er op basis van die informatie nog nauwelijks te bepalen welk coatingsysteem geschikt is.
Want zuurbestendig is eigenlijk geen volledige productspecificatie. Een coating kan uitstekend bestand zijn tegen één bepaald zuur, maar ongeschikt zijn voor een ander zuur. Zelfs bij exact dezelfde chemische stof kan de geschiktheid veranderen wanneer de concentratie, temperatuur of manier van blootstelling verandert.
Wie een coating voor chemische bescherming selecteert, moet daarom niet alleen vragen óf een product tegen zuur bestand is. De relevante vraag is:
Tegen welke chemische belasting moet de coating bestand zijn, en onder welke omstandigheden?
Zuur is geen uniforme chemische belasting
Zwavelzuur, zoutzuur, salpeterzuur, fosforzuur en organische zuren worden allemaal als “zuur” aangeduid, maar gedragen zich chemisch niet hetzelfde.
Dat betekent ook dat een coatingsysteem dat geschikt is voor contact met het ene zuur niet automatisch geschikt is voor een ander.
Binnen chemisch resistente coatings bestaan daarom verschillende formuleringen. Sommige systemen zijn bijvoorbeeld gericht op blootstelling aan bepaalde anorganische zuren, terwijl andere juist betere prestaties leveren bij bepaalde organische zuren of bij een bredere combinatie van chemicaliën. Zo is Belzona 4341 Magma CR4 specifiek ontwikkeld voor bescherming tegen onder andere anorganische zuren zoals zwavelzuur en zoutzuur.
Alleen weten dat een asset met “zuur” in aanraking komt, is dus onvoldoende om een materiaal te selecteren.
De exacte chemische stof is het beginpunt.
Op zoek naar de juiste coating voor uw chemische belasting? We denken graag mee.
Hetzelfde zuur betekent nog niet dezelfde belasting
Zelfs nadat het zuur bekend is, blijft er een belangrijke variabele over: de concentratie.
Neem zwavelzuur als voorbeeld. Een oplossing met 10% zwavelzuur is chemisch niet dezelfde belasting als een oplossing met 50%, 98% of 100% zwavelzuur.
Het ligt voor de hand om te denken dat een hogere concentratie automatisch betekent dat een coating zwaarder wordt belast. Zo eenvoudig is chemische resistentie echter niet altijd.
De interactie tussen een chemische stof en een polymeer kan veranderen naarmate de concentratie verandert. Daardoor kan een coating bij een bepaalde concentratie uitstekend presteren, terwijl de resistentie bij een iets andere concentratie veel minder wordt.
Dat is ook terug te zien in chemische resistentietabellen.
Voor Belzona 4311 Magma CR1 wordt bijvoorbeeld een uitstekende resistentie aangegeven tegen zwavelzuur bij verschillende concentraties tot 98%, terwijl de beoordeling voor 100% zwavelzuur sterk verandert. Ook bij bijvoorbeeld azijnzuur en salpeterzuur verschilt de resistentie afhankelijk van de concentratie.
Dat laat goed zien waarom de omschrijving “bestand tegen zwavelzuur” op zichzelf te weinig zegt.
Er moet eigenlijk altijd achter staan:
welke concentratie?
Temperatuur kan de materiaalkeuze opnieuw veranderen
Vervolgens komt temperatuur in beeld.
Een coatingsysteem dat bij omgevingstemperatuur goed bestand is tegen een bepaalde chemische stof, hoeft bij een aanzienlijk hogere bedrijfstemperatuur niet dezelfde prestaties te leveren.
Temperatuur beïnvloedt namelijk onder andere de snelheid waarmee chemische processen plaatsvinden en de interactie tussen de procesvloeistof en het coatingsysteem.
Daarom moeten bij de beoordeling niet alleen het zuur en de concentratie bekend zijn, maar ook de temperaturen waaraan de coating daadwerkelijk wordt blootgesteld. Daarbij zijn de normale bedrijfstemperatuur, maximale temperatuur, eventuele piektemperaturen en de temperatuur van het substraat relevant.
Een installatie die normaal op 35 °C draait maar tijdens bepaalde processtappen 70 °C bereikt, moet dus niet alleen op die normale bedrijfstemperatuur worden beoordeeld.
Juist die afwijkende omstandigheden kunnen bepalend zijn voor de uiteindelijke systeemkeuze.
Een gemorst zuur is iets anders dan continue immersie
Ook de manier waarop de chemische belasting plaatsvindt, maakt verschil.
Stel dat dezelfde chemische vloeistof op twee locaties aanwezig is.
Op locatie één gaat het om een industriële vloer waarop tijdens onderhoud incidenteel een kleine hoeveelheid zuur kan worden gemorst. De vloeistof wordt normaal gesproken snel verwijderd.
Op locatie twee betreft het een tankwand die permanent met dezelfde vloeistof in contact staat. Daar kan bijvoorbeeld een volledige epoxy tanklining nodig zijn om het substraat van het procesmedium te scheiden.
Hoewel het om dezelfde chemische stof en dezelfde concentratie kan gaan, is de belasting op de coating fundamenteel anders.
Bij chemische resistentie moet daarom onderscheid worden gemaakt tussen incidenteel morsen, spatbelasting, kortdurend contact en continue immersie.
Een coating die voldoende bescherming biedt wanneer een chemische stof incidenteel enkele minuten op het oppervlak aanwezig is, is niet automatisch geschikt om maandenlang permanent ondergedompeld te blijven.
Voor dergelijke immersietoepassingen bestaan specifieke systemen. Belzona 5811 Immersion Grade is bijvoorbeeld ontwikkeld voor apparatuur die onder onderdompeling werkt en kan worden toegepast op onder meer opslagtanks, leidingen, procesvaten en containmentgebieden.
Wat zit er daadwerkelijk in het proces?
Daar komt nog een complicerende factor bij.
In de praktijk bestaat een procesmedium lang niet altijd uit één zuivere chemische stof.
Een technische specificatie kan bijvoorbeeld spreken over zwavelzuur, terwijl de werkelijke procesvloeistof daarnaast water, zouten, chloriden, reinigingsmiddelen, oplosmiddelen of andere proceschemicaliën bevat.
Ook kan de samenstelling gedurende het proces veranderen.
Een tank kan bijvoorbeeld eerst met één vloeistof worden gevuld, vervolgens worden gespoeld en tijdens reiniging worden blootgesteld aan een totaal andere chemische combinatie.
Daarom moet bij materiaalkeuze niet alleen worden gekeken naar het meest voor de hand liggende medium. Ook procesverontreinigingen, reinigingsmiddelen, spoelvloeistoffen, tijdelijke procesmedia en wisselende concentraties kunnen onderdeel zijn van de beoordeling.
De vraag is dus niet alleen:
“Wat zit er normaal in de tank?”
Maar eerder:
“Met welke stoffen kan deze coating tijdens zijn gehele gebruiksduur in contact komen?”
De ondergrond blijft onderdeel van de oplossing
Zelfs wanneer de chemische belasting volledig bekend is, is de keuze nog niet automatisch gemaakt. De coating moet namelijk ook functioneren op het betreffende substraat en onder de omstandigheden waarin dat substraat zich bevindt.
Chemische bescherming van een stalen tank vraagt bijvoorbeeld om andere aandachtspunten dan het beschermen van een betonnen chemische opvangzone.
Bij staal spelen onder andere bestaande corrosie, lasnaden, geometrie en oppervlaktevoorbereiding een belangrijke rol. Bij beton kunnen porositeit, vocht, de conditie van het oppervlak en eventuele scheurvorming bepalend zijn.
Vooral dat laatste is belangrijk. Wanneer een betonnen ondergrond of een overgang tussen constructiedelen kan bewegen, is chemische resistentie alleen niet voldoende. De beschermende laag moet dan ook in staat zijn om die beweging op te vangen zonder dat de chemische barrière wordt onderbroken. In zulke situaties kan een chemisch en vloeistofdicht crack-bridging systeem nodig zijn.
Ook andere belastingen kunnen de materiaalkeuze beïnvloeden. Een industriële vloer waarop heftrucks rijden moet bijvoorbeeld niet alleen bestand zijn tegen de aanwezige chemicaliën, maar ook tegen slijtage en mechanische belasting.
Een coating wordt daarom nooit uitsluitend geselecteerd op basis van zijn chemische resistentie. Het systeem moet passen bij de chemische belasting, het substraat én de omstandigheden van de toepassing.
Van zuur naar de juiste coating
De vraag “Heeft u een zuurbestendige coating?” lijkt eenvoudig, maar bevat eigenlijk nog te weinig informatie om een coating verantwoord te selecteren.
Eerst moet duidelijk zijn welke chemische stof aanwezig is, in welke concentratie, bij welke temperatuur en hoe lang het oppervlak ermee in contact komt. Vervolgens spelen het substraat, eventuele beweging, mechanische belasting en andere procesomstandigheden mee.
Pas daarna heeft het zin om naar een specifiek coatingsysteem te kijken.
Dat is ook waarom er niet één zuurbestendige coating bestaat. Er zijn verschillende chemisch resistente coatings voor verschillende belastingen. Een systeem dat uitstekend presteert bij de ene toepassing kan bij een andere combinatie van zuur, concentratie en temperatuur juist ongeschikt zijn.
Wie een coating zoekt voor een chemisch belaste omgeving kan daarom beter niet beginnen met:
“Welke coating is zuurbestendig?”
maar met:
“Waar moet de coating precies tegen bestand zijn?”
Een chemisch belaste installatie beschermen?
Perspect België kan op basis van het medium, de concentratie, temperatuur, blootstelling, ondergrond en procesomstandigheden beoordelen welke Belzona-systemen technisch in aanmerking komen.
Hoe vollediger die informatie vooraf beschikbaar is, hoe gerichter de coatingselectie kan worden gemaakt.
