Ocjena integriteta organskih prevlaka u uvjetima intenzivne katodne polarizacije

master's thesis

• Title (english): Integrity assessment of organic coatings in conditions of intensive cathodic polarization
• Author: Petra Kostanjevečki
• Mentor: Helena Otmačić Ćurković (mentor)
• Committee member: Helena Otmačić Ćurković (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Sanja Martinez (član povjerenstva)
• Committee member: Zvonimir Katančić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2016-07-11, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Chemical Engineering; Chemical Engineering in Material Development

Abstract

Morska voda je izrazito rasprostranjen medij kojemu su izložene brojne metalne konstrukcije. To je ujedno i vrlo agresivan medij pa se nameće potreba za njihovom zaštitom od korozije. Ugljični čelik je jedan od najzastupljenijih konstrukcijskih materijala zbog dobrih fizikalnih i kemijskih svojstava te niske cijene u usporedbi s drugim metalnim materijalima sličnih karakteristika. Najdjelotvornija korozijska zaštita dobiva se kombinacijom zaštitnih prevlaka i premaza te katodne zaštite. U uvjetima intenzivne katodne polarizacije vrlo često dolazi do smanjenja adhezije između zaštitnih prevlaka i metalnih podloga pa je prije primjene u praksi nužno provesti istraživanja i ocijeniti integritet takvih sustava. Ova istraživanja provedena su na pet različitih sustava, od kojih su tri izolacijski premazi, a dva izolacijske prevlake. Uzorci su bili izloženi intenzivnoj katodnoj polarizaciji u simuliranoj otopini morske vode. Kako bi se ocijenio integritet organskih izolacijskih sustava, proveden je test na katodno odvajanje, a kako bi se ispitala zaštitna svojstva i dobio bolji uvid u procese koji se odvijaju na ispitivanim uzorcima, provedena su mjerenja jakosti struje i potencijala u vremenu te elektrokemijska impedancijska spektroskopija. Analizom dobivenih rezultata zaključeno je kako se dva ispitivana sustava ne mogu primjenjivati u navedenim eksperimentalnim uvjetima zbog slabljenja adhezije te odvajanja od čelične konstrukcije. Premaz na bazi bitumena može se primijeniti za djelotvornu, no ne i dugotrajnu zaštitu čelika jer se iz elektrokemijskih parametara može zaključiti kako dolazi do najbrže degradacije u odnosu na ostale ispitivane uzorke. U ispitivanim uvjetima odlične rezultate daju premaz na bazi epoksida i visokoelastična prevlaka ojačana staklenim vlaknima. Ukoliko prilikom transporta, instalacije ili primjene postoji opasnost od nastajanja oštećenja, preporuča se korištenje sustava s prevlakom koja je armirana jer uz izvrsnu korozijsku zaštitu posjeduje i veliku mehaničku čvrstoću. Sumarno se može zaključiti kako se kombinacijom prevlaka i premaza s katodnom zaštitom može postići djelotvorna i dugotrajna zaštita od korozije ukoliko se odabere odgovarajući izolacijski sustav.

Abstract (english)

Sea water is a widespread but aggressive medium that is often in contact with metallic structures, therefore, their protection against corrosion is needed. Carbon steel is one of the most commonly used structural materials because of good physical and chemical properties and low cost compared with other metallic materials with similar characteristics. The most effective corrosion protection is obtained by a combination of protective coatings and cathodic protection. Under conditions of intensive cathodic polarization it often comes to reduction in adhesion between the protective coating and metal substrate, that’s why it is important to examine and assess the integrity of such systems before application of coatings. Studies were conducted on five different systems of insulation coatings. Samples were exposed to intensive cathodic polarization in simulated sea water solution. To assess the integrity of the organic insulation system, cathodic disbondment test has been conducted. To test the coating protective properties and to get a better insight into the processes that take place on the analyzed samples, electrochemical impedance spectroscopy, as well as current and potential measurements have been conducted in time. Based on the results analysis it was concluded that two tests systems should not be applied in studied experimental conditions due to the weakening of adhesion and disbondment of coating from the steel structure. Bituminous coating can be applied for initially effective, but not long-term protection of steel. From electrochemical parameters it can be concluded that the corrosion rate is the fastest compared to other tested samples. In tested conditions, epoxy based coatings and highly elastic coating reinforced with glass fibres provide excellent results. If during transport, installation or application there is a possibility of mechanical damage, it is recommended to use the system with a reinforced coating because it has high mechanical strength on top of excellent corrosion protection. Finally, it can be concluded that with the combination of coatings and cathodic protection, effective and long-lasting corrosion protection can be achieved if a suitable insulation system is selected.

• Keywords: morska voda; ugljični čelik; katodna zaštita; organske prevlake i premazi
• Keywords (english): sea water; carbon steel; cathodic protection; organic coatings
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:385689
• Study programme: Title: Chemical Engineering - Graduate study; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka kemijskog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Repository: Repository of Faculty of Chemical Engineering and Technology University of Zagreb
• Created on: 2017-04-21 08:52:10