Supplemento a IPCM N°11 - Settembre 2011
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OCTOBER2011 EDITORIAL ANALYSIS
04
Comparison Between Epoxy Polysiloxane and Acrylic Polysiloxane Finishes Comparazione tra finiture epossi-polisilossaniche e acril-polisilossaniche
BRAND-NEW HIGHLIGHT
22
Elcometer Sets the New Standard for Coating Thickness Measurement Elcometer stabilisce un nuovo standard nella misurazione dello spessore dei rivestimenti
26
Two-Component Primer with Surface Tolerant Properties Beyond 1000 Hours in Salt Spray Test Primer bicomponente con effetto Surface Tolerant oltre le 1000 ore in nebbia salina
FOCUS ON TECHNOLOGY
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The “Lightness” of the Architectural Lines and the Strength of the Retron Acrilico Treatments for the futuristic Ponte della Musica in Rome La “leggerezza” della linea architettonica, l’importanza dei trattamenti Retron Acrilico per il l’avveniristico Ponte della Musica a Roma.
32
Technology for Corrosion Protection Application for Rails Urethane Coatings Applied on Rails with Graco XP70 Tecnologia per l’applicazione della protezione anticorrosiva su rotaie Rivestimenti uretanici applicati su rotaie con Graco XP70
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UASC - Nine Newbuilds go Direct to Drydock for Hempasil X3 Treatment UASC - Nove nuove costruzioni direttamente trattate in bacino con Hempasil X3
INNOVATIONS ACET Contributes to the Efficiency of the Marine Wind Power 36 The La ACET contribuisce all’efficienza dell’energia eolica marina Use of Superfinishing on Ball Valves Coated by HVOF Spraying della superfinitura su valvole a sfera rivestite con 44 Utilizzo metodologia HVOF
STANDARD & LEGISLATION
50
CONTENTS
Pipeline Coatings and Corrosion Protection for Oil & Gas Networks Rivestimenti e protezione dalla corrosione di tubazioni per reti oil & gas
ZOOM ON EVENTS
2011 2012 CORSI DI FORMAZIONE
Modulo 3 base: 1-2 dicembre 2011 Modulo 3 avanzato: 16 dicembre 2011 • SISTEMI E TECNICHE DI CONTROLLO SUI PRODOTTI VERNICIANTI
Modulo 1: febbraio 2012 • TECNICHE DI APPLICAZIONE PRODOTTI VERNICIANTI SISTEMI DI APPLICAZIONE, PNEUMATICA, AIRLESS, ELETTROSTATICHE
Modulo 2: marzo 2012 • ANAFORESI E CATAFORESI NELLA CORROSIONE Docente: Ivano Pastorelli Sede: Politecnico di Milano – aula Lombardi – Edificio 6
PROTECTIVE COATINGS
EDITORIAL
T
he field of corrosion protection is a world on its own. Everything that is part of it is large: giant valves and fittings for transoceanic pipelines, on and off-shore platforms as big as quarters, batteries of wind turbines that seem to touch the sky, huge ships, endless infrastructure… Works created by man with high investments, which should last in good condition for a long time. And in order to extend considerably the service life of these structures, a high level of surface protection and a careful and constant maintenance are necessary. In general, the field of protective coatings and corrosion prevention is composed of high level professionals, from the applicator experienced in implementing the specifications through the chemist working in the R&D laboratories of a paints manufacturer to the designer of the application system. The field of corrosion protection requires a professionalism as big as the structures to be protected, a professionalism that must be based not as much on the knowledge of a single product but rather on the knowledge of a series of processes which must ensure a flawless result. However, there exists a long-standing problem in this field: the specifications of the corporate clients from various industrial sectors, which rarely take account of the new technologies and innovations, offering significantly more guarantees than the “older” ones. The investments in R&D by the manufacturers of paints have helped create super high performance products with a much lower environmental impact, able to replace most of the traditional products. The professionalism of the operators of the industrial protection field should be recognised at all levels. ipcm_Protective Coatings was born exactly for this purpose: to spread throughout the industry and at European level, in a serious and competent manner, the results of the efforts of companies of all sizes, which, even in the most critical moments, do not stop to feed the market with innovations and studies developed with the ability and the courage to do business. We believe in the entrepreneurs and in the future development of this sector and we have decided to feed it with confidence and enthusiasm, supporting those who are able to create, offer and profit from the quality of their work despite the pessimism of the media, which seem blind to the encouraging data from the industry.
I
l settore della protezione anticorrosiva è un mondo a sé stante. Tutto quello che in esso rientra è grande: valvole e raccordi giganteschi per pipe-line transoceaniche, piattaforme on - e off shore grandi quanto quartieri cittadini, batterie di torri eoliche che sembrano toccare il cielo, navi imponenti, infrastrutture sterminate … tutte opere create dall’uomo con investimenti elevati che devono perdurare in buone condizioni per intervalli di tempo altrettanto elevati. Per estendere in maniera considerevole la vita di servizio di queste opere è necessaria quindi una protezione superficiale di alto livello e una manutenzione attenta e costante. In generale il settore della verniciatura protettiva e della prevenzione della corrosione è composto da professionisti di alto livello, dall’applicatore esperto nell’attuazione delle specifiche al chimico dei laboratori R&D dei produttori di vernici fino al progettista dei sistemi d’applicazione. Quello della protezione dalla corrosione è un settore che richiede una professionalità degli operatori grande quanto le strutture da proteggere, una professionalità che deve basarsi non sulla conoscenza di un singolo prodotto ma sulla conoscenza di una serie di processi che devono assolutamente garantire il risultato finale. Esiste però un problema annoso in questo settore, ed è quello dei capitolati e delle specifiche delle grandi aziende committenti, nei vari settori industriali, che raramente tengono conto delle nuove tecnologie e delle innovazioni che offrono oggi garanzie decisamente superiori a quelle offerte dalle tecnologie “mature”. Gli investimenti sostenuti nella ricerca e sviluppo dai produttori di vernici hanno contribuito a dar vita a prodotti super-performanti con un impatto ambientale decisamente inferiore in grado di sostituire la maggior parte dei prodotti tradizionali. La grande professionalità degli operatori del settore della protezione industriale deve essere riconosciuta a tutti i livelli, ipcm_Protective Coatings è nata proprio per questo: diffondere a tutto il settore e a livello europeo, in maniera seria e competente, i risultati degli sforzi di aziende di tutte le dimensioni che, anche nei momenti più critici non smettono di alimentare il mercato con innovazioni e ricerche nate grazie alla capacità e al coraggio di fare impresa. Noi crediamo negli imprenditori e nello sviluppo futuro di questo settore e abbiamo deciso di alimentarlo con fiducia e positività, sostenendo chi è in grado di creare, proporre, trarre profitto dalla qualità del proprio lavoro a dispetto del catastrofismo mediatico attuale che si mostra cieco a dati industriali incoraggianti.
Francesco Stucchi Editor
3 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS
ANALYSIS
COMPARISON BETWEEN EPOXY POLYSILOXANE AND ACRYLIC POLYSILOXANE FINISHES Comparazione tra finiture epossi-polisilossaniche e acril-polisilossaniche *Paper held at Nace 2007 conference
Abstract
Abstract
Epoxy polysiloxane and acrylic polysiloxane finishes are often referred to as one generic type of coating, namely polysiloxane finishes. But are there differences and are these differences important for their performance? The first polysiloxane topcoats were introduced to the market in the mid 90’s and today polysiloxane finishes are recognized as the most advanced decorative and protective finish coating for steel structures in severely corrosive environments. The reason is that polysiloxane topcoats offer unique properties such as long life expectancy, low maintenance cost, superior weather ability, good corrosion protection, fast dry to handle properties, low VOC content, non-isocyanate regulation compliance and extreme durability. Since the mid 90’s the use of polysiloxane finishes has increased and today they are specified for a wide range of larger steel constructions and the experience with the technology is now built on millions of square meters coated with polysiloxane finishes to protect e.g. off-shore structures, oil terminals, storage tanks, bridges, airports, stadiums, pipes, structural steel, concrete silos etc. Some examples of successful applications are shown on figure 5-10. Today, most leading paint suppliers are able to provide advanced polysiloxane finishes and some suppliers are even able to offer improved 2nd generation polysiloxane finishes. These polysiloxane finishes are either based on epoxy polysiloxane or acrylic polysiloxane chemistry in order to balance and optimize their properties. This paper seeks to explain the chemical and physical differences between the state of art epoxy polysiloxane finishes and the state of art acrylic polysiloxane finishes and to relate these differences to differences in performance. Advices will be given in terms of specifying, applying and using polysiloxane coatings. These advices are based on experience from practice as well as experience from extensive testing carried out by expert R&D centers and independent institutes.
Le finiture epossi-polisilossaniche e acril-polisilossaniche sono generalmente considerate come un unico generico tipo di finitura, ossia finiture polisilossaniche. Ma esistono differenze? E queste differenze sono importanti ai fini prestazionali? Le prime finiture polisilossaniche furono introdotte sul mercato alla metà degli anni ’90 e oggi sono riconosciute come le vernici di finitura decorative e protettive più avanzate per strutture in acciaio in ambienti a corrosività severa. Il motivo è che le finiture polisilossaniche offrono proprietà uniche, quali lunghe aspettative di vita di servizio, bassi costi di manutenzione, superiore resistenza all’invecchiamento, buona protezione anticorrosiva, essiccazione rapida, basso contenuto di COV, conformità alle norme sugli isocianati e durata estrema. Dalla metà degli anni ‘90 l’uso di finiture polisilossaniche è aumentato e oggi sono previste dalle specifiche destinate a un’ampia gamma di costruzioni in acciaio di grandi dimensioni. L’esperienza con la tecnologia oggi si basa sui milioni di metri quadrati verniciati con finiture polisilossaniche per proteggere, ad esempio, strutture off-shore, terminal petroliferi, serbatoi di stoccaggio, ponti, aeroporti, stadi, tubazioni, strutture in acciaio, silos di cemento ecc. Alcuni esempi di applicazioni di successo sono illustrati nelle figure da 5 a 10. Attualmente, la maggioranza dei fornitori leader di vernici è in grado di fornire finiture polisilossaniche avanzate e alcuni di loro sono anche in grado di offrire finiture polisilossaniche di 2^ generazione. Queste finiture polisilossaniche si basano sia sulla chimica epossipolisilossanica che su quella acril-polisilossanica al fine di equilibrare e ottimizzare le loro proprietà. Questo articolo cerca di spiegare le differenze chimiche e fisiche tra le moderne pitture epossi-polisilossaniche e quelle acril-polisilossaniche e di correlare queste differenze con le differenze in termini di prestazioni. Vengono anche dati dei consigli in termini di specifiche, applicazioni, e utilizzi delle finiture polisilossaniche. Questi consigli si basano sull’esperienza derivante dalla pratica e dalle prove estensive eseguite da centri ricerca e istituti indipendenti.
Introduction
Introduzione
Polysiloxane finishes cover a range of coatings with a relatively high content of inorganic polysiloxane resin ranging from 37-77w/w% [1]. The inorganic polysiloxane resin is reacted with organic resin being either epoxy or acrylic, to balance and optimise properties like adhesion and cohesive strength.
Le finiture polisilossaniche coprono una gamma di vernici con un contenuto relativamente alto di resine inorganiche polisilossaniche variabili da 37 a 77w/w% [1]. La resina inorganica polisilossanica reagisce con la resina organica, sia essa epossidica o acrilica, per bilanciare e ottimizzare proprietà quali adesione e forza coe-
4 OCTOBER 2011
Erik Graversen, Hempel A/S, Lyngby, Denmark
Because up to approx. 63w/w% [1] of the resin composition can be organic modification (i.e. acrylic resin), it makes sense to question if the properties are the same for epoxy polysiloxane finishes as for acrylic polysiloxane finishes. Table 1 lists 5 commercial polysiloxane finishes found on the market today, representing 4 major paint suppliers providing coating solutions to heavy duty steel constructions:
Epoxy polysiloxane (A) Epoxy polysiloxane (B)
Volume solids 84 86
Epoxy polysiloxane (C) Acrylic polysiloxane (D) Acrylic polysiloxane (E)
90 72 76
siva. Poiché fino a circa 63w/w% [1] della composizione della resina può essere una modificazione organica (ad. es. resina acrilica), ha senso chiedersi se le proprietà siano le stesse sia per le finiture epossi-polisilossaniche che per quelle acril-polisilossaniche. La tabella 1 elenca 5 finiture polisilossaniche commerciali reperibili oggi sul mercato, che rappresentano i 4 maggiori fornitori di vernice per costruzioni in acciaio per uso intensivo:
Type of siloxane Resin Me/Ph polysiloxane (amine functional), mino-silane Me/Ph polysiloxane, Me/Ph polysiloxane (amine functional), amino-silane Me/Ph polysiloxane, amino-silane and silane Me/Ph polysiloxane, Amino-silane Me/Ph polysiloxane, Amino-silane
Type of organic modification Aliphatic epoxy Aliphatic epoxy Aliphatic epoxy Acrylic (a.o. acid functional) Acrylic (unsaturated)
Table 1: Selected polysiloxane finishes from major suppliers. (Me/Ph means methyl-phenyl).
Tabella 1: finiture polisilossaniche selezionate fra quelle dei principali fornitori. (Me/Ph significa metil-fenile).
The performance differences of 5 commercial polysiloxane finishes have been evaluated in terms of weather ability, mechanical properties, cure speed and water sensitivity.
Le differenze nelle prestazioni di queste cinque finiture polisilossaniche sono state valutate in termini di resistenza all’invecchiamento, proprietà meccaniche, velocità di reticolazione e sensibilità all’acqua.
Comparison of chemistry and cure mechanism
Comparazione dei meccanismi chimici e di reticolazione
Two or more chemical reactions take place when 2-pack epoxy polysiloxane finishes and 2-pack acrylic polysiloxane finishes cure. A reaction common for both types is the condensation reaction of alkoxy functional silane / polysiloxane resins facilitated by humidity and, if desired, accelerated by catalysts like organo-tin. In general, high humidity accelerates the cure of polysiloxane coatings whereas low humidity retards curing. The second reaction in epoxy polysiloxane finishes is the reaction between epoxy resin and amine groups on the silane/ polysiloxane resin(s). In acrylic polysiloxane finishes the epoxy resin is replaced either by unsaturated acrylic resin which reacts with amine through a Michael’s addition reaction or, alternatively, by other acrylic resins with reactive groups such as epoxy or acid. It is widely accepted that epoxy resins favour adhesion and anti-corrosion properties whereas acrylic resins favour weather ability, but is this also true for polysiloxane finishes where 3777w/w% of the composition is polysiloxane resin? One may also question if acrylic polysiloxane finishes provide the same anti-corrosion and barrier effect towards water and oxygen as epoxy polysiloxane finishes? Let us take a brief look at the chemistry and cure mechanism of epoxy polysiloxane to better understand how it is designed and which properties can be expected (figure 1).
Due o più reazioni chimiche hanno luogo quando finiture epossi-polisilossaniche bi-componenti e finiture acril-polisilossaniche bi-componenti reticolano. Una reazione comune a entrambe i tipi è la condensazione delle resine alcossi funzionali silano/polisilossano, facilitata dall’umidità e, se desiderato, accelerata da catalizzatori come lo stagno organico. In generale, l’umidità elevata accelera la reticolazione delle vernici polisilossaniche mentre la bassa umidità la ritarda. La seconda reazione delle finiture polisilossaniche epossidiche è quella fra la resina epossidica e i gruppi amminici sulla resina silano/polisilossano. Nelle finiture polisilossaniche acriliche la resina epossidica è sostituita o con una resina insatura acrilica che reagisce o con l’ammina attraverso l’addizione di Michael o, in alternativa, con altre resine acriliche con gruppi reagenti quali epossidico o acido. È comunemente accettato che le resine epossidiche favoriscono le proprietà di adesione e di anticorrosione mentre le resine acriliche favoriscono la resistenza all’invecchiamento, ma questo è vero anche per quelle finiture polisilossaniche dove il 37-77w/w% della composizione è resina polisilossanica? Ci si può anche chiedere se le finiture acril-polisilossaniche forniscano la stessa protezione anticorrosiva e l’effetto barriera verso l’acqua e l’ossigeno come le finiture epossi-polisilossaniche. Diamo un breve sguardo alla chimica e ai meccanismi di reticolazione delle epossi-polisilossaniche per capire meglio come sono progettate e quali caratteristiche ci si possa aspettare (fig. 1).
5 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS
ANALYSIS R
R Ph
O R
R Ph
O H2N
NH Si
O
O
Si
O
CH3
Si
NH
NH2
H2N
O NH
Si
O
O
R
R
n
R
H2N
R
Self-polymerisation (humidity)
O
O
NH Si O
Si O
Si NH NH2
CH3
O
O R O
O
Ph
O HO
NH NH Si
R
R
O HO
NH NH
Si
O
O
Ph
O
Si O
Si
CH3
O
n NH NH Si
R
O R
1
OH
R
CH3
Si
Si CH3
NH2
n O RR
Ph O
NH
O O
Si
NH
NH2
O
n
R
R
R
R
O
Si
Ph
n H2N NH Si
O
O
O
O
O
Si CH3
Si
NH
O
RR Ph Si CH3
Epoxy-amine reaction
OH
NH
n O
R
O
R
O
O O
Si
NH
NH
R
O n
OH
R
O
1
The chemistry and cure mechanism of an epoxy polysiloxane finish (type A). La chimica e il meccanismo di reticolazione di una finitura epossipolisilossanica (tipo A).
In acrylic polysiloxane finishes the epoxy resin is replaced by acrylic resin as the main difference. The final coating properties can be expected to depend on the type and the level of organic modification, but also, very importantly, on the distance between reactive groups which roughly can be translated into the molecular weight of the resins employed. Resins having low molecular weight and short distance between multiple reactive groups will typically offer properties such as a strong and hard coating with good chemical resistance but most likely also limited surface tolerance. These are properties quite familiar to most polysiloxane finishes on the market today. On the other hand, an increased molecular weight of the resins can be expected to reduce coating hardness and chemical resistance but improve surface tolerance and minimise the risk of longterm stress related coating failures. The challenge for the coating engineer is to design the resins and refine the coating composition so that the distance between the reactive groups is not too short and not too long. This optimisation of coating properties may very well be the focus of 2nd and 3rd generation polysiloxane coatings.
Nelle finiture acril-polisilossaniche la resina epossidica è sostituita dalla resina acrilica. Ci si può aspettare che le caratteristiche finali del rivestimento dipendano dal tipo e dal livello di modificazione organica, ma anche, in maniera molto importante, dalla distanza tra i gruppi reagenti che può essere tradotta approssimativamente nel peso molecolare della resina impiegata. Le resine con un basso peso molecolare e breve distanza fra i gruppi reagenti multipli offriranno tipicamente proprietà quali rivestimento resistente e duro con buona resistenza chimica ma più presumibilmente anche una limitata tolleranza superficiale. Queste sono due proprietà abbastanza familiari alla maggior parte delle finiture polisilossaniche oggi sul mercato. Dall’altro lato ci si può aspettare che un maggior peso molecolare delle resine riduca la durezza del rivestimento e la resistenza chimica, migliori la tolleranza superficiale e minimizzi il rischio di stress a lungo termine dovuto ai cedimenti del rivestimento. La sfida per il progettista delle vernici è progettare le resine e perfezionare la composizione del rivestimento in modo che la distanza tra i gruppi reagenti non sia né troppo corta né troppo lunga. Questa ottimizzazione delle proprietà della vernice può ben essere il punto centrale delle vernici polisilossaniche di 2^ e 3^ generazione.
The Lifetime of a Coating System
La vita utile di un sistema di verniciatura
The expected lifetime of a coating system depends on several factors including corrosion category, pre-treatment, micro-climatic conditions, applicator skills and the right coating specification. Polysiloxane finishes are mostly applied on top
La vita utile prevista per un sistema di verniciatura dipende da svariati fattori che includono la categoria di corrosività, il pretrattamento, le condizioni micro-climatiche, le capacità dell’applicatore e la corretta specifica di verniciatura. Le finiture polisilossaniche sono applicate prin-
6 OCTOBER 2011
Alessia Venturi, IPCM Marzio Mazzoleni, Gruppo IspAC
Erik Graversen, Hempel A/S, Lyngby, Denmark PROTECTIVE COATINGS EDITORIAL
of zinc rich primers or on top of epoxy primers/intermediates and in most cases these primers and intermediates carry the main responsibility for the corrosion protection. This paper will address application properties and performance properties of epoxy polysiloxane finishes versus acrylic polysiloxane finishes. It has, however, to be kept in mind that corrosion category, pre-treatment and micro-climatic conditions are at least as important for the lifetime expectancy of the coating system [2].
cipalmente sopra a primer ricchi di zinco o sopra a primer/intermedi epossidici e nella maggior parte dei casi questi fondi e intermedi portano la responsabilità principale della protezione anticorrosiva. Questo articolo si occupa delle caratteristiche applicative e prestazionali di finiture epossi-polislossaniche vs. finiture acril-polisilossaniche. Si deve, comunque, tenere bene a mente che la categoria di corrosività, il tipo di pretrattamento e le condizioni micro-climatiche sono parimenti importanti per le aspettative di vita utile di un sistema di rivestimento [2].
Application Properties
Proprietà applicative
Most suppliers of polysiloxane finishes recommend airless spray application, roller application and brush application. The preferred application method is definitely airless spray application where proper and uniform film build can be obtained. The pot-life for polysiloxane finishes is relatively long (typically 2-4 hours) which is exceptional considering the high solids content. Windy conditions will increase the risk of dry spray and reduce the initial gloss. 5-10% dilution with recommended thinner is not unusual to favour surface smoothness and final appearance. Airless spray application on top of zinc silicate primer requires that a heavily diluted very thin layer (mist coat) of polysiloxane finish is applied prior application of the full coat of polysiloxane finish. The paint supplier should provide advice about recommended level of dilution for the mist coat and recommended over-coating interval between mist coat and full coat. Air spray application can be done but extensive dilution (up to 50%) with recommended thinner is needed, which means that much lower dry film thickness will be applied and the pigmentation may not be sufficient to provide acceptable hiding. The dilution may also be in conflict with local VOC restrictions. Roller properties are in general not very good for high build polysiloxane finishes specified at 125 micron dry film thickness. This is not surprising as a high loading of thixotropic agent is needed to provide sufficient sag resistance. Typically, stable air bubbles are formed in the surface during roller application leading to a relatively poor final appearance. This does not necessarily reduce the performance of the coating, but it detracts from the cosmetic appearance. Brush application gives less air bubbles in the surface than roller application and can be done with a fair but not superior result.
La maggior parte dei fornitori di finiture polisilossaniche raccomanda l’applicazione a spruzzo airless, a rullo e a pennello. Il metodo applicativo da preferire è senza dubbio la spruzzatura airless con cui si può ottenere la formazione di un film adeguato e uniforme. La potlife delle finiture polisilossaniche è relativamente lunga (tipicamente 2-4 ore) il che è eccezionale se si considera l’elevato contenuto solido. Condizione di vento forte aumenteranno il rischio di spruzzatura secca e ridurranno la brillantezza iniziale. Una diluzione al 5-10% con il diluente raccomandato non è inusuale per favorire la levigatezza della superficie e l’aspetto finale. La spruzzatura airless sopra a un fondo ai silicati di zinco richiede l’applicazione di uno strato molto sottile (mist coat) di finitura polisilossanica pesantemente diluita, prima dell’applicazione completa della finitura polisilossanica. Il fornitore di vernici dovrebbe fornire delle indicazioni sul livello raccomandato di diluizione per il velo di vernice e l’intervallo raccomandato di sovra-verniciatura tra il velo di vernice e la mano completa. La spruzzatura pneumatica è possibile ma richiede una diluzione considerevole (fino al 50%) con un diluente consigliato, il che significa che si applicherà uno spessore secco più basso e che la pigmentazione potrebbe non essere sufficiente per fornire una copertura accettabile. La diluzione può anche essere in conflitto con le restrizioni locali sui COV. L’applicazione a rullo in generale non è una buona scelta per finiture polisilossaniche ad alto spessore specificate a 125 micron di spessore secco. Ciò non sorprende dal momento che un carico elevato di agente tixotropico è necessario per fornire una sufficiente stabilità alla colatura. Tipicamente, si formano bolle d’aria stabili sulla superficie durante l’applicazione a rullo il che porta ad avere un aspetto finale scarso. Ciò non riduce necessariamente le prestazioni della vernice, ma sminuisce l’aspetto estetico. L’applicazione a pennello lascia meno bolle d’aria in superficie rispetto all’applicazione a rullo e può essere utilizzata con un risultato corretto ma non di qualità superiore.
Weathering Performance
Prestazioni di resistenza all’invecchiamento
Colour change in QUV-A versus natural weathering Figure 2 compares the weathering performance of epoxy polysiloxane finishes with acrylic polysiloxane finishes in accelerated weathering (QUV-A).
Variazione del colore in QUV-A rispetto all’invecchiamento naturale La figura 2 compara le prestazioni di resistenza agli agenti atmosferici di finiture epossi-polisilossaniche rispetto a quelle acrilpolisilossaniche in invecchiamento accelerato (QUV-A).
7 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS
ANALYSIS 2
Colour change in QUV-A
Colour retention in accelerated weathering using QUV-A.
6
dE Cie lab
5
Conservazione del colore all’invecchiamento accelerato usando QUV-A.
Epoxy Polysiloxane A
4
Epoxy Polysiloxane B
3
Epoxy Polysiloxane C
2
Acrylic Polysiloxane D
Acrylic Polysiloxane E
1 0 0 2
2000
4000
6000
8000
Hours in QUV-A
Tre delle finiture polisilossaniche testate mostrano prestazioni molto simili (epossi-polisilossaniche tipo A e tipo B e acril-polisilossaniche tipo E). L’acril-polisilossanica con un contenuto relativamente alto di resina acrilica (tipo D) mostra, sul lungo periodo, una variazione del colore maggiore rispetto alle altre. Tuttavia, sembra non esserci la tendenza a sostenere che l’epossi-polisilossanica abbia una migliore o peggiore ritenzione del colore rispetto alla finitura acril-polisilossanica. Il livello di modificazione organica è probabilmente più importante. I risultati delle prestazioni in QUV-A dovrebbero, comunque, essere trattati con cautela dal momento che non sempre riflettono le prestazioni in invecchiamento naturale. Le prestazioni dell’epossi-polisilossanica di (tipo A) all’invecchiamento naturale (in Spagna) è mostrato in tabella 2.
Three of the tested polysiloxane finishes show very similar performance (Epoxy polysiloxane type A and type B and acrylic polysiloxane type E). The acrylic polysiloxane with a relatively high content of acrylic resin (type D) shows, in the longer term, a bigger change in colour than the others. However, in general there appears to be no trend to support that epoxy polysiloxane has better or worse colour retention than acrylic polysiloxane finishes. The level of organic modification is most probably more important. QUV-A performance results should, however, be treated with some caution as they do not always reflect performance in natural weathering. The performance of epoxy polysiloxane (type A) in natural weathering (in Spain) is shown in table 2.
NaturalWeathering (Spain)
0 days
305 days
527 days
743 days
1057 days
dE Cie lab.
0
1.16
1.13
1.25
1.44
Table 2: Natural weathering of epoxy polysiloxane (type A) in Spain.
Tabella 2: invecchiamento naturale di epossi-polisilossanica (tipo A) in Spagna.
The result from natural weathering indicates that the colour retention is extremely good for epoxy polysiloxane (type A) and exceeds the expectation that one might have based on QUV-A performance.
Il risultato dall’invecchiamento naturale indica che la ritenzione del colore è estremamente buona per le epossi-polisilossaniche (tipo A) e supera le aspettative basate sulle prestazioni in QUV-A.
Gloss Retention in QUV-A Versus Natural Exposure The gloss retention of epoxy polysiloxane and acrylic polysiloxane is in general excellent and significantly improved compared to the state of the art aliphatic polyurethane topcoats. The gloss retention of different polysiloxane finishes is shown in figure 3.
La conservazione della brillantezza in QUV-A rispetto all’esposizione naturale La conservazione della brillantezza delle epossi-polisilossaniche e delle acril-polisilossaniche è generalmente eccellente e significativamente migliore se comparata a quella delle moderne finiture alifatiche poliuretaniche. La conservazione della brillantezza di finiture polisilossaniche differenti è illustrata nella figura 3.
8 OCTOBER 2011
Erik Graversen, Hempel A/S, Lyngby, Denmark
3
Gloss Retention in QUV-A
Accelerated weathering in QUV-A. Invecchiamento accelerato in QUV-A.
Gloss retention (%)
120 100
Epoxy Polysiloxane A
80
Epoxy Polysiloxane B
60
Epoxy Polysiloxane C
40
Acrylic Polysiloxane D Acrylic Polysiloxane E
20 0 0
3
2000
4000
6000
8000
Hours in QUV-A
La figura 3 mostra che l’acril-polisilossanica (tipo E) con bassa modificazione ha la miglior conservazione del colore, seguita da vicino dall’epossi-polisilossanica (tipo B). L’acril-polisilossanica (tipo D) con modificazione organica relativamente alta possiede la più bassa conservazione della brillantezza (ma ancora migliore rispetto alle moderne finiture poliuretaniche). Quindi, non si può concludere che le finiture acril-polisilossaniche abbiano in generale una migliore o peggiore conservazione della brillantezza rispetto alle finiture epossi-polisilossaniche. La conservazione della brillantezza (e del colore) dipende dal prodotto specifico. Di nuovo, la comparazione con l’invecchiamento naturale è interessante come illustrato dalla tabella 3.
Figure 3 shows that acrylic polysiloxane (type E) with low modification has the best gloss retention, closely followed by epoxy polysiloxane (type B). Acrylic polysiloxane (type D) with relatively high organic modification has the lowest gloss retention (but still better than the state of the art polyurethane finishes). Hence, it cannot be concluded that acrylic polysiloxane finishes in general have better or worse gloss retention than epoxy polysiloxane finishes. The gloss (and colour) retention depends on the specific product. Again, the comparison to natural weathering is interesting as shown in table 3.
Exposure time
0 days
305 days
527 days
743 days
1057 days
Relative gloss retention after 1057 days (%)
Gloss
87.8
87.8
87.7
81.1
82.8
94.3%
Table 3: Natural weathering of epoxy polysiloxane in Spain.
Tabella 3: invecchiamento naturale di epossi-polisilossaniche in Spagna.
It appears that the performance in natural conditions exceeds the expectations one would have based on QUV-A performance. As shown, the epoxy polysiloxane finish (type A) showed 94% gloss retention and a delta-E colour change of 1.44 following 1057 days (equal to almost 3 years). In conclusion, the weathering properties are exceptionally good for polysiloxane finishes and results from weathering tests indicate, that they in general outperforms state of the art aliphatic polyurethane topcoats. The same trend has been documented in several articles [1, 3, 5 and 7] and can be explained by the high strength of the Si-O bonding. The actual colour and gloss retention obtained depends on the specific polysiloxane product and it cannot be concluded that epoxy polysiloxane finishes in general show better or worse colour retention than acrylic polysiloxane finishes. In addition, it is
Sembra che le prestazioni in condizioni naturali superino le aspettative basate sulle prestazioni in QUV-A. Come illustrato, la finitura epossi-polisilossanica (tipo A) ha mostrato il 94% della conservazione della brillantezza e un delta-E di modificazione del colore di 1,44 dopo 1057 giorni (che corrispondono a circa 3 anni). In conclusione, le caratteristiche di invecchiamento sono eccezionalmente buone per le finiture polisilossaniche e i risultati dei test di invecchiamento indicano che esse in generale superano in prestazioni le moderne finiture alifatiche poliuretaniche. La stessa tendenza è stata documentata in svariata articoli [1, 3, 5 e 7] e può essere spiegata dall’elevata forza del legame Si-O. L’effettiva conservazione del colore e della brillantezza ottenuta dipende dal prodotto polisilossanico specifico e non si può concludere che in generale le finiture epossi-polisilossaniche mostrino una migliore o peggiore conservazione del colore rispetto alle finiture
9 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS
ANALYSIS
important to keep in mind that the weathering performance obtained in practice also depends on e.g. substrate condition, application method, applicator skills and micro-climatic conditions.
acril-polisilossaniche. Inoltre, è importante ricordare che le prestazioni di invecchiamento ottenute nella pratica dipendono anche, ad es. dalle condizioni del substrato, dal metodo applicativo, dalle abilità dell’applicatore e dalle condizioni micro-climatiche.
Anti-Corrosion Performance
Prestazioni anti-corrosive
Cyclic NORSOK M-501 / ISO 20340 In general, the anti-corrosive performance of coating systems depends mainly on the type of primer applied and on the total dry film thickness of the coatings providing an anti-corrosion barrier. For some years, 2-coat paint systems consisting of 75 microns of zinc epoxy primer and 125 microns of epoxy polysiloxane finish were promoted in the market to provide anti-corrosive performance on par with traditional 3-coat paint systems typically applied in 250 - 300 micron dry film thickness. This was supported by pre-qualification according to cyclic NORSOK M-501, rev. 4. However, in practice such 2-coat paint systems have shown premature corrosion on complex steel structures in highly corrosive environment, probably because areas with a too low total dry film thickness were applied. Reference can be made to several papers [1, 2, 4, 6 and 7]. The North European off-shore industry has subsequently decided only to accept 3-coat paint specifications where polysiloxane is applied as the topcoat. Several paint producers of both epoxy polysiloxane finishes and acrylic polysiloxane finishes have obtained pre-qualification according to NORSOK M-501 and therefore it does not make a lot of sense to argue that epoxy polysiloxane finishes are better or worse than acrylic polysiloxane finishes in terms of anti-corrosive performance. In practice, the choice of primer and intermediate coating (if present) is much more important for the anti-corrosive performance than the type of polysiloxane finish.
Ciclica NORSOK M-501 / ISO 20340 In generale, le prestazioni anticorrosive di un sistema di verniciatura dipendono principalmente dal tipo di primer applicato, sul totale dello spessore del film secco dei rivestimenti, che fornisce una barriera anticorrosiva. Per alcuni anni, sistemi di verniciatura a 2 mani composti da 75 micron di primer epossidico allo zinco e 125 micron di finitura epossi-polisilossanica sono stati promossi sul mercato per fornire prestazioni anticorrosive paragonabili ai cicli a tre mani tradizionali tipicamente applicati con spessore del film secco di 250 - 300 micron. Questo fu supportato da una pre-qualifica secondo ciclica NORSOK M-501, rev. 4. Tuttavia, nella pratica tali cicli a due mani hanno mostrato una corrosione prematura su strutture complesse in acciaio in ambienti altamente corrosivi, probabilmente perché si erano applicati spessori secchi troppo bassi in alcune aree. Si può fare riferimento a svariate relazioni [1, 2, 4, 6 and 7]. L’industria off-shore del Nord Europa ha quindi deciso di accettare solo specifiche con sistemi di verniciatura a 3 mani dove la polisilossanica è applicata come mano a finire. Svariati produttori di vernice di finiture sia epossi-polisilossaniche che acril-polisilossaniche hanno ottenuto pre-qualifiche secondo la NORSOK M-501 e quindi non ha molto senso discutere se le finiture epossi-polisilossaniche siano migliori o peggiori di quelle acrilpolisilossaniche in termini di prestazioni anticorrosive. In pratica, la scelta della vernice di fondo e intermedia (se presente) è molto più importante dal punto di vista delle prestazioni anticorrosive rispetto alla tipologia di finitura polisilossanica.
Mechanical Properties
Proprietà meccaniche
Adhesive and cohesive strength The ability of a coating to adhere to the substrate and to have cohesive strength is important. Polysiloxane finishes are found to have very high adhesive and cohesive strength indeed. This also results in highly abrasion resistant coatings. This is not surprising considering the high strength of the Si-O bonding and the high number of hydroxyl groups which are known to impart good adhesive properties. In general, the adhesive level of polysiloxane finish coats is minimum on par with the typical level of epoxy coatings and higher than the level of aliphatic polyurethane coatings (table 4).
Forza adesiva e coesiva La capacità di una vernice di aderire al substrato e di avere forza coesiva è importante. Le finiture polisilossaniche effettivamente possiedono una forza adesiva e coesiva molto elevata. Ne consegue anche un’elevata resistenza all’abrasione. Ciò non sorprende, considerando l’elevata forza del legame Si-O e l’elevato numero di gruppi idrossilici che sono noti impartire buone proprietà adesive. In generale, il livello di adesione delle vernici di finitura polisilossaniche è minimo se paragonato con il livello tipico delle vernici epossidiche, e più alto di quello delle vernici alifatiche poliuretaniche (tabella 4).
10 OCTOBER 2011
Erik Graversen, Hempel A/S, Lyngby, Denmark
Pull-off Test ISO 4624 (ASTM D 4541) Type of coating
Mean DFT [microns]
Pull-off [MPa]
Type of rupture
Epoxy Polysiloxane A Epoxy Polysiloxane B Epoxy Polysiloxane C Acrylic Polysiloxane D Acrylic Polysiloxane E
125 121 111 95 99
37 27 >27 25 36
10% coh. , 90% adh. 20% coh., 80% glue Adhesive Cohesive 50% coh. , 50% adh.
Tabella 4: valori delle misurazioni di Pull-off con tester idraulico P.A.T. di adesione. Le vernici sono applicate direttamente sull’acciaio.
Adhesion depends on the over-coating interval! The adhesion of polysiloxane finishes to different primers and to itself depends very much on the over-coating interval. It can be observed that the adhesion is significantly reduced if the recommended over-coating interval is exceeded (figure 4). The picture to the left shows epoxy polysiloxane (type A) applied on top of a standard multi-purpose epoxy primer. It is observed that the adhesion is acceptable if over-coating is done within 30 days. It is also observed that the adhesion becomes critically low if the over-coating interval is 90 days. The picture to the right shows epoxy polysiloxane (type A) applied on top of itself. It can be seen that the acceptable over-coating interval is shorter.
L’adesione dipende dall’intervallo di sovra-verniciatura! L’adesione delle finiture polisilossaniche ai primer diversi e a se stesse dipende molto dall’intervallo di sovra-verniciatura. Si può osservare che l’adesione è significativamente ridotta se si supera l’intervallo di sovra-verniciatura (figura 4). L’immagine a sinistra mostra epossi-polisilossanica (tipo A) applicata sopra a un fondo epossidico standard polivalente. Si osserva che l’adesione è accettabile se la sovra-verniciatura è eseguita entro 30 giorni. Si osserva anche che l’adesione diventa bassa a livello critico se l’intervallo di sovra-verniciatura è di 90 giorni. La figura a destra mostra un’epossi-polisilossanica (tipo A) applicata sopra a se stessa. Si può vedere che l’intervallo accettabile di sovra-verniciatura è più breve.
Adhesion of epoxy polysiloxane A on top of epoxy primer
Adhesion of epoxy polysiloxane A on top of itself
5
5
4
4
3
Accept limit
2
Dry adhesion
1
Wet adhesion
Adhesion
Adhesion
Table 4: Pull-off values measure by P.A.T. hydraulic adhesion tester. The coatings are applied direct to steel.
3
Accept limit
2
Dry adhesion
1
Wet adhesion
0
0 0
50 Number of days (over-coating interval)
100
0
5
10
15
Number of days (re-coating interval)
4
Adhesion depending on over-coating interval. The coating system is allowed to cure fully before being immersed partly in tap water for 14 days. After 14 days of immersion the adhesion is evaluated in the dry zone and in the wet zone. Rating 5 = excellent adhesion, Rating 3 = acceptable adhesion, Rating 0 = poor adhesion. L’adesione dipende dall’intervallo di sovra-verniciatura. Si consente al sistema di verniciatura di reticolare completamente prima di essere parzialmente immerso in acqua di rete per 14 giorni. Dopo 14 giorni di immersione si valuta l’adesione nella zona asciutta e in quella bagnata. Valutazione 5 = adesione eccellente Valutazione 3 = adesione accettabile, Valutazione 0 = adesione scarsa.
11 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS
ANALYSIS
It is believed that a too liberal policy on over-coating intervals has been practised in the market and that this may have resulted in some adhesion failures in practice. Therefore, it is recommended not to compromise on over-coating intervals, even if they may appear to be conservative and strict. If the over-coating interval is exceeded roughening of the surface may be necessary to provide proper adhesion. It may be argued that adhesion evaluated by use of knife (as shown in figure 4) is too subjective. However, the test is done in accordance with ASTM D6677, except that the adhesion is evaluated on a scale from 0-5 instead of 0-10. Ideally, the adhesion should be reported in more quantitative data. Our experience is however that wet adhesion measured in MPa involves high uncertainty. NACE TM0304 describes a method for measuring wet adhesion in MPa but unfortunately our experience is that the site of rupture is always the glue. The effect of prolonged water exposure on adhesion Heavy duty steel structures are often exposed to water/rain/ condensation for longer periods after application of the coating system. In many cases it may just be slightly uneven horizontal surfaces where rain will form pools of water. The adhesion is stressed by the water exposure and therefore adhesion testing after a simple water exposure will provide information on later performance. Is there a difference between the adhesion of epoxy polysiloxane finishes and acrylic polysiloxane finishes? Table 5 shows the adhesion of different polysiloxane coatings to steel and to itself after 2 weeks immersion.
Si ritiene che sia stata praticata sul mercato una politica troppo liberale sugli intervalli di sovra-verniciatura è questo può aver portato a cedimenti nell’adesione. Si consiglia perciò di non transigere sugli intervalli di sovra-verniciatura, nonostante possano sembrare prudenti e rigidi. Se si supera l’intervallo di sovra-verniciatura potrebbe essere necessario un irruvidimento della superficie per fornire un’adesione adeguata. Si potrebbe sostenere che l’adesione valutata con l’utilizzo di un coltello (come illustrato dalla figura 4) sia troppo soggettiva. In ogni caso, il test è condotto secondo ASTM D6677, eccetto il fatto che l’adesione è valutata su una scala da 0-5 invece che da 0-10. Idealmente, l’adesione dovrebbe essere riferita in dati quantitativi. La nostra esperienza comunque è che l’adesione bagnata misurata in MPa è piuttosto incerta. NACE TM0304 descrive un metodo per la misurazione dell’adesione bagnata in MPa ma sfortunatamente la nostra esperienza è che l’area di rottura è sempre la colla. L’effetto sull’adesione dell’esposizione prolungata in acqua Strutture in acciaio ad uso intensivo sono spesso esposte ad acqua / pioggia/condensa per periodi più lunghi dopo l’applicazione del sistema verniciante. In molti casi potrebbero anche esserci delle superfici orizzontali leggermente irregolari dove si formano depositi di acqua. L’adesione è sotto sforzo a causa dell’esposizione all’acqua e quindi la misurazione dell’adesione dopo una semplice esposizione fornirà informazioni sulle prestazioni future. Esiste una differenza di adesione tra le finiture epossi-polisilossaniche e quelle acril-polisilossaniche? La tabella 5 mostra l’adesione di vernici polisilossaniche diverse all’acciaio e a se stesse dopo 2 settimane di immersione.
Adhesion after immersion for 2 weeks Modified ASTM D6677 Coating system 2 x Epoxy polysiloxane A
2 x Epoxy Polysiloxane B
2 x Acrylic Polysiloxane D
2 x Acrylic Polysiloxane E
Recoating Interval 1d 7d 1 month 1d 7d 1 month 1d 7d 1 month 1d 7d 1 month
DFT (mean) 239 250 238 230 278 237 213 215 192 255 220 195
Table 5: Relative adhesion after 2 weeks immersion in water (evaluation by knife). Rating 5 = excellent adhesion, Rating 3 = fair adhesion, Rating 1 = poor adhesion.
Adhesion (dry/wet) 5/4-5 4-5/3-4 4-5/1 5/4 4-5/3-4 4-5/3-4 3/2 3/2 3/2 1-2/1-2 1-2/1-2 1/1
Blistering None None None None None None None None None None None None
Detachement Area Adhesive between coats Cohesive close to steel Adhesive to substrate Adhesive to substrate and adhesive to 1st. coat.
Tabella 5: adesione relative dopo 2 settimane di immersione in acqua (valutazione con coltello). Valutazione 5 = adesione eccellente, Valutazione 3 = adesione buona, Valutazione 1 = adesione scarsa.
12 OCTOBER 2011
Erik Graversen, Hempel A/S, Lyngby, Denmark
It can be observed that epoxy polysiloxane finishes (type A and B) have significantly better dry and wet adhesion to itself and to a steel substrate than acrylic polysiloxane finishes. It is however important to observe the re-coating interval. Polysiloxane coatings are rarely applied directly to steel, but the results show that acrylic polysiloxane coatings are significantly more sensitive to water exposure than epoxy polysiloxane finishes (which is not surprising considering what is generally known about water resistance properties of epoxy resins versus acrylic resins). The water sensitivity of acrylic polysiloxane resins may explain some adhesion failures reported in the market for this technology.
Si può osservare che le finiture epossi-polisilossaniche (tipo A e B) hanno un’adesione asciutta e bagnata sia a se stesse che all’acciaio significativamente migliore rispetto alle finiture acril-polisilossaniche. È comunque importante osservare l’intervallo di sovra-verniciatura. Le pitture polisilossaniche sono raramente applicate direttamente sull’acciaio, ma i risultati mostrano che le vernici acril-polisilossaniche sono significativamente più sensibili all’esposizione all’acqua rispetto alle finiture epossi-polisilossaniche (il che non sorprende, considerando ciò che è risaputo in merito alla resistenza all’acqua delle resine epossidiche rispetto alle acriliche). La sensibilità all’acqua delle resine acril-polisilossaniche potrebbe spiegare alcuni cedimenti nell’adesione riferiti dal mercato per questa tecnologia.
Coating flexibility measured by mandrel test The ability of a coating to withstand vibrations, movements, climatic changes and long-term aging without detrimental breakdown is essential. In practise the coating must maintain a certain ability to be deformed without cracks appearing. The ability of the coating to withstand deformation must be higher than the expansion, contraction and movements expected for heavy duty steel constructions. Also, it should at least be as flexible as the primer and intermediate coating below. In general, the flexibility of the coatings should increase when moving upwards through the paint system from the substrate to the primer to the intermediate to the finish coat. The hydraulic mandrel test gives information about coating flexibility. Performance results for epoxy polysiloxane finishes and acrylic polysiloxane finishes are shown in table 6. The coating systems have been left to cure at room temperature for 4 weeks to ensure full cure and no solvent retention.
Flessibilità del rivestimento misurata con il test del mandrino La capacità di una vernice di resistere a lungo a vibrazioni, movimenti, cambiamenti climatici e invecchiamento senza collassi dannosi è essenziale. In pratica il rivestimento deve conservare una certa capacità di deformazione senza che compaiono delle criccature. La capacità del rivestimento di resistere alle deformazioni deve essere superiore rispetto a espansione, contrazione e movimenti previsti per costruzioni in acciaio a uso intensivo. Inoltre, dovrebbe essere flessibile almeno quanto il primer e l’intermedio sottostanti. In generale, la flessibilità delle vernici dovrebbe aumentare procedendo verso l’alto attraverso il sistema di verniciatura: dal substrato al primer all’intermedio fino alla mano a finire. Il test del mandrino idraulico fornisce informazioni sulla flessibilità del rivestimento. Le Performance delle finiture epossi-polisilossaniche e acril-polisilossaniche sono illustrati nella tabella 6. I sistemi di verniciatura sono stati lasciati a polimeralizzare a temperature ambiente per 4 settimane per assicurare la reticolazione completa e nessuna ritenzione di solvente.
Type of coating Epoxy Polysiloxane A Epoxy Polysiloxane B Epoxy Polysiloxane C Acrylic Polysiloxane D Acrylic Polysiloxane E
Mandrel Test NACE TM0304-2004 (except modified aging procedure) Mean DFT [microns] Flexure strain [%] 99 1.7% 150 3.6% 112 1.1% 78 1.6% 151 1.8%
Table 6: Coating flexibility measured by hydraulic mandrel test on 3 mm thick steel panels.
Tabella 6: flessibilità della verniciatura misurata con il test del mandrino idraulico su lamierini di acciaio spessore 3 mm.
13 OCTOBER 2011
TQ C D E W C H E C K 4 DEWPOINT METER z Misura
e registra importanti parametri climatici durante i lavori di verniciatura
TQ C B R E S L E K I T z Rileva
la contaminazione di sali solubili su superfici metalliche prima di applicare il rivestimento
P R E T R E AT M E N T TEST KIT z Controlla
tutti I parametri rilevanti, durante il pretrattamento dell’acciaio prima della verniciatura
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PROTECTIVE COATINGS
ANALYSIS
The typical flexibility (flexure strain) of epoxy coatings ranges between 1-2%. Therefore, to be on the safe side, it is desired that the polysiloxane finish coating has at least a similar flexibility as the epoxy primer (and preferably higher). Only epoxy polysiloxane (type B) showed significantly higher flexure strain than typical epoxy primers. A relative elongation of 1-2% may be sufficient, but a higher relative elongation reduces the risk of long-term stress related failures and is therefore considered favourable.
La flessibilità tipica (tensione di curvatura) delle vernici epossidiche varia tra 1-2%. Quindi, per sicurezza, è auspicabile che la finitura polisilossanica abbia almeno la stessa flessibilità del primer epossidico (e preferibilmente più alta). Solo le epossi-polisilossaniche (tipo B) hanno mostrato una tensione di curvatura significativamente più alta rispetto ai primer epossidici tipici. Un’ elongazione relativa dell’1-2% può essere sufficiente, ma un’elongazione relative più alta riduce il rischio di cedimenti a lungo termine legati allo stress ed è quindi da considerarsi favorevole.
Resistance to Micro-Cracking Evaluated by NACE Thermal Cycling Test The thermal cycling resistance test is an accelerated test method where the coating systems are stressed by a temperature alternating between -30 Celsius and +60 Celsius. Results from the test are shown in table 7.
Resistenza alle micro-criccature valutate con NACE Thermal Cycling Test Il test di resistenza termica ciclica è un metodo di prova accelerato in cui i sistemi di verniciatura sono sottoposti a stress termico con temperature che si alternano fra -30 Celsius e +60 Celsius. I risultati del test sono illustrati nella tabella 7.
Coating system Zinc epoxy + Epoxy polysiloxane A
Zinc epoxy + Acrylic polysiloxane D
Zinc epoxy + Acrylic Polysiloxane E
Thermal-cycling resistance test - TCT NACE TG 260 - 2003 Total DFT [µm] 157 166 190 171 169 172 173 150 199
Cracks (Microscope) No cracks No cracks No cracks Cracks Cracks Cracks No cracks No cracks No cracks
Table 7: 252 cycles alternating between -30 Celsius and + 60 Celsius.
Tabella 7: 252 cicli alternati tra -30 Celsius e + 60 Celsius.
In this case acrylic polysiloxane finish type D shows microcrack development. Epoxy polysiloxane finish type A and Acrylic polysiloxane finish type E passes the test without crack development.
In questo caso la finitura acril-polisilossanica di tipo D mostra lo sviluppo di micro-criccature. La finitura epossi-polisilossanica di tipo A e acrilpolisilossanica di tipo E passano il test senza sviluppo di criccature.
Surface tolerance Most epoxy polysiloxane coatings and acrylic polysiloxane coatings are highly cross-linked coatings with high hardness and limited relative elongation/flexibility. High hardness and limited coating flexibility normally results in limited surface tolerance. In practice, adhesion failures have been observed on top of e.g. aged vinyl coatings, aged silicone alkyd coatings and aged epoxy fire-protective coatings. In general, it is recommended not to consider polysiloxane coatings as surface tolerant!
Tolleranza superficiale La maggioranza delle vernici epossi-polisilossaniche e acril-polisilossaniche sono vernici altamente reticolate con elevata durezza e flessibilità/elongazione relativa limitata. Elevata durezza e limitata flessibilità del rivestimento normalmente risultano in una tolleranza superficiale limitata. In pratica, cedimenti dell’adesione sono stati osservati su ad es., vernici viniliche invecchiate, vernici siliconicoalchidiche invecchiate e vernici ignifughe epossidiche invecchiate. In generale, si consiglia di non considerare le vernici polisilossaniche come surface tolerant!
The Future
Il futuro
Polysiloxane coatings do have a number of attractive features such as exceptional weathering properties, high solids content (low VOC), fast dry to handle properties, a relatively long
Le vernici polisilossaniche hanno una serie di caratteristiche allettanti come proprietà di eccezionale resistenza all’invecchiamento, elevato contenuto solido (basso COV), proprietà di rapida essiccazione per la manipolazione,
14 OCTOBER 2011
Erik Graversen, Hempel A/S, Lyngby, Denmark
working pot-life and no iso-cyanate content. These features make it a promising paint technology for today and for the future. New patent applications and continued research and development within polysiloxane technology indicate that refined 2nd and 3rd generation polysiloxane finishes can be expected to enter the market. These new generations of polysiloxane finishes may focus on improved coating elongation/ flexibility in order to favour more flexible over-coating intervals, increased surface tolerance as well as reduced risk of long-term stress related failures.
una pot-life operativa relativamente lunga e sono prive di isocianati. Queste caratteristiche la rendono una tecnologia di verniciatura promettente per il presente e per il futuro. Nuove applicazioni brevettate e una ricerca e sviluppo continui nell’ambito delle tecnologia dei polisilossani indica che ci si può attendere l’ingresso nel mercato di finiture polisilossaniche perfezionate di 2^ e 3^ generazione. Queste finiture polisilossaniche di nuova generazione potranno concentrarsi sul miglioramento della flessibilità/elongazione del rivestimento al fine di favorire intervalli di sovra-verniciatura più flessibile, una tolleranza superficiale migliorata ma anche un rischio ridotto di cedimenti collegati a stress a lungo termine.
Summary
Riassunto
The performance characteristics for epoxy polysiloxane and acrylic polysiloxane finishes are summarized in table 8.
Le caratteristiche prestazionali delle epossi-polisilossaniche e delle acril-polisilossaniche sono riassunte nella tabella 8.
Epoxy polysiloxane (type A)
Epoxy Polysiloxane (type B)
Epoxy Polysiloxane (type C)
Acrylic Polysiloxane (type D)
Acrylic Polysiloxane (type E)
Volume Solids
84%
86%
90%
72%
76%
QUV-A colour retention (6500 hrs.)
dE = 3
dE = 3
dE = 2
dE = 5
dE = 3
QUV-A gloss retention (6500 hours)
55%
70%
50%
35%
80%
Pull-off strength
37 MPa
27 MPa
>27 MPa
25 MPa
36 MPa
Relative elongation (mandrel)
1.7%
3.6%
1.1%
1.6%
1.8%
NACE thermal cycling test
OK
-
-
Cracks
OK
Adhesion after water immersion
Good
Good
-
Below acceptable direct to steel
Below acceptable to itself and direct to steel
Table 8: Performance of epoxy polysiloxane finishes and acrylic polysiloxane finishes.
Tabella 8: Prestazioni di finiture epossi-polisilossaniche e acrilpolisilossaniche.
Conclusion
Conclusioni
Coating systems comprising epoxy polysiloxane finishes and acrylic polysiloxane finishes have been evaluated. From a chemical point of view there are significant similarities between epoxy polysiloxane coatings and acrylic polysiloxane coatings. They both contain minimum 37 w/w% methyl-phenyl polysiloxane resin as well as amino-silane. They also have a number of features in common such as excellent weathering performance, high solids content (low VOC), fast dry to handle properties, a relatively long working pot-life and no iso-cyanate content. There are, however, also important differences which are to some degree product specific, but also related to the presence of epoxy or acrylic modification. Epoxy polysiloxane finishes are in general evaluated to have an advantage in terms of lower VOC and better resistance to water exposure. Faster
Sono stati valutati sistemi di verniciatura che comprendono finiture epossi-polisilossaniche e acril-polisilossaniche. Da un punto di vista chimico ci sono similitudini significative tra le vernici epossi-polisilossaniche e quelle acril-polisilossaniche. Contengono entrambe un 37 w/w% minimo di resina metil-fenil polisilossanica così come amminosilani. Esse presentano anche una serie di caratteristiche in comune quali eccellenti prestazioni resistenza agli agenti atmosferici, elevato contenuto solido (bassi COV), asciugatura rapida per la manipolazione, una pot-life operativa relativamente lunga e nessun contenuto di isocianati. Ci sono, in ogni caso, anche importanti differenze in alcuni casi specifiche del prodotto ma anche relative alla presenza di modificazioni epossidiche o acriliche. Le vernici epossi-polisilossaniche generalmente mostrano vantaggi in termini di inferiore COV e miglior resistenza all’esposizione all’acqua. Inoltre mostrano una reticolazione più
15 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS
ANALYSIS
cure and earlier hardness is also reported for epoxy polysiloxane finishes, which favours increased productivity [4,7]. Epoxy polysiloxane finish (type B) shows increased coating flexibility (flexure strain), which is likely to minimize the risk of long-term stress related failures. Acrylic polysiloxane (type D) is evaluated to have the best weathering properties but exposure to water has a quite negative effect on the adhesive properties.
rapida e una durezza in tempi più brevi, che favorisce una produttività più alta [4,7]. Le finiture epossi-polisilossaniche (tipo B) mostrano una flessibilità del rivestimento maggiore (tensione di curvatura), che è possibile minimizzi il rischio di cedimenti causati da stress a lungo termine. Si valuta che l’acril-polisilossanica (tipo D) abbia le migliori caratteristiche di resistenza all’invecchiamento ma l’esposizione all’acqua a un effetto abbastanza negativo sulle proprietà di adesione.
Acknowledgements Thanks to Soeren Nyborg Rasmussen, Svend Johnsen, Morten Lauritzen, Vibeke Larsen, Mette Brandi, Frants Buchwald, Soeren Wolff, Jeanne Larsen and Karen Eng for the extensive amount of laboratory results generated and for the recommendations provided.
References 1. Adrian F. Andrews : “Polysiloxane topcoats - A step too far ?”, Paper no. 05007, NACE Corrosion 2005, Houston, Texas, USA. Soeren Nyborg Rasmussen : “Corrosion protection of offshore structures”, The 5th Libyan Corrosion Conference & Exhibition, Nov. 2005, page 409-417. L.H.P. Gommans, S. Y. Chu, K. Constable et al.: “Recent advances in polysiloxane coatings”, Ameron New Zealand - Australia. 4. “Ameron” : “Next Generation Coatings Update on Engineered Siloxane Hybrid Coatings”, Nov. 2003.
5. Neil Wheat : “Polysiloxane Coatings for Protective Coatings Applications - A Decade of Proven Performance”, The 5th Libyan Corrosion Conference & Exhibition, Nov. 2005, page 385-393. Mike J. Mitchell: ”Progress in offshore coatings”, International Protective Coatings. 7. Adrian F. Andrews : “Polysiloxane topcoats - product choice for optimum performance”, International Protective Coatings.
Examples of Successful Applications (Epoxy Polysiloxane)
Esempi di applicazioni di successo (epossi-polisilossaniche)
6
5 5
6
Bridge applied in Spain.
Off shore platform in USA.
Ponte in Spagna.
Piattaforma off shore in USA
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Erik Graversen, Hempel A/S, Lyngby, Denmark
8
7 7
8
Bridge in Czech Rep.
Storage tanks in Malta.
Ponte in Repubblica Ceca.
Serbatoi di stoccaggio a Malta.
9 9
10 10
Airport in China.
Airport in China.
Aeroporto in Cina.
Aeroporto in Cina.
17 OCTOBER 2011
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coLine® 3220 and EcoLine® 3690 are biobased and biodegradable coatings, developed to replace traditional oil based rust preventatives. Both products are designed for extended temporary protection of multimetals, and if needed could be easily removed using a biobased Ecoline Surface Cleaner/Degreaser, eliminating expensive disposal costs associated with oils. They provide excellent corrosion protection while being environmentally safe and completely non hazardous. EcoLine 3220/3690 are improved replacements for flammable solvents and petroleum based products which will continue to escalate in price. They are functionally superior and cost efficient, and at the same time completely safe to work with. They conform to NACE Standard RP0487-2000. EcoLine® 3220 - is a canola-oil based addition to our biodegradable line of products made with renewable resources. It is a ready-to use temporary coating that offers a tenacious film which clings to metal surfaces, providing excellent contact corrosion protection in storage and shipment. In addition EcoLine® 3220 provides long lasting vapor corrosion inhibition, as well as great balance of corrosion protection and lubrication. Product is intended for indoor or sheltered protection for up to two years.
E
coLine® 3220 ed EcoLine® 3690 sono rivestimenti bioderivati e biodegradabili, sviluppati per sostituire i tradizionali prodotti di prevenzione della ruggine a base di oli. Entrambi i prodotti sono progettati per conferire un’estesa protezione temporanea di metalli diversi, e se necessario possono essere facilmente rimossi utilizzando lo sgrassatore superficiale bioderivato EcoLine, eliminando così i costi notevoli di smaltimento associati all’uso degli oli. Essi forniscono una protezione anticorrosiva eccellente pur essendo sicuri per l’ambiente e assolutamente non pericolosi. EcoLine 3220/3690 sono un sostituto migliore dei solventi infiammabili e dei prodotti derivati dal petrolio il cui prezzo continua a salire. Sono funzionalmente superiori ed efficienti dal punto di vista dei costi e, allo stesso tempo, il loro utilizzo è completamente sicuro. Sono conformi allo Standard NACE RP0487-2000.
ASTM D-1748 (Humidity Chamber)
Ecoline 3220
Commerciale Product 1
(based on Naphtenic Oil)
1
Difference in test results using Naphtenic oil and Ecoline 3220. Differenze nei risultati dei test usando olio naftenico d Ecoline 3220.
18 OCTOBER 2011
EcoLine® 3220 - è l’ampliamento a base di olio di colza della nostra linea di prodotti biodegradabili fatti con risorse rinnovabili. È un rivestimento temporaneo facile da usare che offre una pellicola tenace che si aggrappa alla superficie metallica, fornendo un’eccellente protezione anticorrosiva a contatto durante lo stoccaggio e la spedizione via mare. Inoltre EcoLine® 3220 fornisce un’inibizione in fase vapore a lunga durata della corrosione, ma anche un grande equilibrio fra protezione anticorrosiva e lubrificazione. Il prodotto è inteso per dare protezione all’interno o al coperto fino a due anni.
by Paola Giraldo
EcoLine® 3690 - offers an open air corrosion protection and is excellent replacement for more expensive polluting solvent based rust preventatives such as Tectyl and Cosmoline. Made from renewable materials and containing canola oil as a carrier, it has an excellent thermostability and no effect on rubber, plastics or paints. This coating is designed for marine and high humidity conditions. The film is self-healing and moisturedisplacing, providing superior protection against aggressive environments.
ASTM B-117 300 Hours
2
Plain Pl i Oil
EEcoline li 3690
EcoLine® 3690 - offre una protezione dalla corrosione all’esterno ed è un eccellente sostituito dei più costosi e inquinanti protettivi dalla ruggine a base di solvente come il Tectyl e il Cosmoline. Derivato da materiali rinnovabili e contenente olio di colza come vettore, ha un’eccellente stabilità termica e nessun effetto su gomma, plastica o vernici. Questo rivestimento è destinato ad ambienti marini e condizioni di umidità. Il film è autoriparante e anti umidità, fornisce una protezione superiore in ambienti aggressivi.
2
Cortec® Corporation è leCortec® Corporation Test results show samples treated by plain oil and Ecoline 3690. ader mondiale nelle tecis a world leader in I risultati dei test mostrano campioni trattati con olio semplice e Ecoline 3690. nologie VpCI® e MCI® di innovative, environmentally controllo della corrosione responsible VpCI® and ® innovative e rispettose dell’ambiente per i settori del packaging, meMCI corrosion control technologies for Packaging, Metalworking, talmeccanica, costruzioni, elettronica, trattamento delle acque, Oil & Construction, Electronics, Water Treatment, Oil & Gas, and other Gas, e altre industrie. L’incessante dedizione dell’azienda a sostenibiliindustries. Our relentless dedication to sustainability, quality, service, tà, qualità, servizio e supporto è ineguagliata nell’industria. Con sede and support is unmatched in the industry. Headquartered in St. Paul, a St. Paul, Minnesota, Cortec® produce oltre 400 prodotti distribuiti in Minnesota, Cortec® manufactures over 400 products distributed tutto il mondo. È certificata ISO 9001 & ISO 14001:2004 worldwide. ISO 9001 & ISO 14001:2004 Certified Per ulteriori informazioni: www.cortecvci.com For more information: www.cortecvci.com
19 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS BRAND - NEW
by Paola Giraldo
VISIT OF THE SWEDISH SJMF DELEGATION AT THE OMSG PREMISES Visita delegazione svedese SJMF alla OMSG
O
n September 28th, in conjunction with the celebration of 50 years of activity, OMSG – Officine Meccaniche San Giorgio SpA, a manufacturer of automatic shot blasting and sand blasting equipment based in Villa Cortese (Milan), received a visit from a delegation of the SJMF Svenska Järna-och Metallgjuteriers Förening, the Swedish National Association of Foundries. The delegation, composed of 25 people working in the foundry sector (30% ferrous steels and 70% non ferrous steels), was greeted with a speech by the OMSG’s local distributor, followed by a tour of the plant. During the day, they witnessed a few blasting tests on aluminium die-cast parts with a machine type CWB with a wire mesh conveyor belt. Several companies, which were already customers of OMSG in Sweden, could see the surprising results obtained with this modern, efficient and highly automated machine. OMSG has been present for years in Sweden and in the Northern Europe markets, with more than 200 systems installed. An extensive sales network and a continuous and careful local after-sales service allow our brand to be recognised as a leader in the field of shot blasting equipment. For further information: www.omsg.it
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o scorso 28 settembre, in concomitanza con le celebrazioni del 50° anno di attività, OMSG – Officine Meccaniche San Giorgio SpA di Villa Cortese (Milano) costruttrice di granigliatrici ed impianti di sabbiatura automatici, ha ricevuto la visita della delegazione SJMF - Svenska Järn- och Metallgjuteriers Förening, Associazione Nazionale delle Fonderie Svedesi. La delegazione, composta da 25 persone appartenenti per un 30% al settore Acciai Ferrosi ed al 70% da Non ferrosi, è stata accolta con un’introduzione del distributore locale di OMSG ed è proseguita con una visita completa dell’azienda. Durante la giornata la delegazione ha assistito a test di granigliatura, con pezzi pressofusi in alluminio, su un impianto modello CWB a nastro in rete metallica. Diverse aziende, già clienti di OMSG in Svezia, hanno potuto verificare i sorprendenti risultati ottenuti con una macchina moderna, fortemente automatizzata e performante. OMSG è presente da anni in Svezia e nei mercati del Nord Europa, con più di 200 impianti installati. Una capillare rete commerciale ed un continuo e preciso servizio di assistenza post vendita locale, permettono al nostro marchio di essere riconosciuto come leader nel settore degli impianti di granigliatura. Per ulteriori informazioni www.omsg.it
20 OCTOBER 2011
by Paola Giraldo
PROTECTIVE COATINGS BRAND - NEW
INNOVATION IN THE WATER-BASED, HIGH SOLID PROTECTIVE COATINGS Innovazione nei rivestimenti protettivi all’acqua ad alto residuo solido - alto spessore
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echnology in Protective Coatings: true to its slogan, the company Ti.Pi.Ci. - based in Arenzano (GE) - which, since 1996 has been working on the market, to assist in every step of work all operators who wish to address and solve the problems of corrosion protection in a specific and qualified way – is conducting two cutting edge research projects. The first project concerns the development of a water-based fluorinated polyurethane fi nish, finish, which is currently being both salt spray (in combination with a water-based epoxy primer) and UV tested. The UV test is crucial for the fluorinated finishes that, although very expensive, are used as a coating in large architectural structures because they have the advantage of a longer gloss retention than the traditional polyurethane finishes, thus consistently lowering the maintenance costs. The second project concerns water-based, ed, high solid epoxy products which allow the he application of coats up to 175-200 μ dry. These thicknesses, which are usual today for f solvent-based epoxy mastix, results in the opportunity to have a wide range of thicknesses during the application up to thicknesses which are double than the water borne primers currently available on the market. The next step of the company will be to qualify in-house a coating system consisting of two coats of high solid epoxy product, plus one coat of polyurethane finish. The company plans to qualify this system in compliance with both the standard ISO 12944 (a qualification already obtained for other water-based coating systems with traditional polyurethane) and the standard NORSOK M-501 (whose application is widespread in the oil&gas sector). The coating system that Ti.Pi.Ci. is going to qualify is composed as follows: - 1 coat of HYDROGUARD™ HB Primer (water-based, high solid epoxy primer) - 1 coat of HYDROGUARD™ HB (water-based, high solid epoxy intermediate layer) - 1 coat of HYDROTHANE™ FL (water-based, fluorinated polyurethane finish). For further information: www.tipici.net
T
echnology in Protective Coatings: fedele al proprio slogan la società Ti.Pi.Ci. di Arenzano (GE) – che opera sul mercato dal 1996 con l’obiettivo di coadiuvare in ogni fase lavorativa tutti gli operatori che intendono affrontare e risolvere in modo specifico e qualificato le problematiche di protezione anticorrosiva – è impegnata in due progetti di ricerca all’avanguardia. Il pririguarda lo sviluppo di mo progetto p una finitura poliuretanica fluorurata all’acqua attualmente in corso di a verifi veri ca sia in nebbia salina (in abbinamento a un primer epossidico bin all’acqua) sia in UV test. La prova all’ UV è di fondamentale importanza per le finiture fluorurate, che trope vano impiego come rivestimento va nelle grandi strutture architetne toniche, in quanto hanno il vanto ttaggio di riuscire a mantenere la brillantezza più a lungo rispetto alle finiture poliuretaniche traddizionali. Il secondo progetto è relativo ai prodotti epossidici all’acrelati qua ad alto residuo solido, prodotti che permettono applicazioni fino a 175-200 μ secchi per mano. Detti spessori, oggigiorno usuali per i mastici epossidici a solvente, risultano nella possibilità di avere un ampio range di spessori, in fase applicativa, fino ad arrivare a spessori doppi rispetto agli attuali primer all’acqua reperibili sul mercato. Il prossimo passo dell’azienda sarà quello qualificare al proprio interno sistemi di verniciatura costituiti da due mani di prodotto epossidico ad alto residuo solido, più una mano di finitura poliuretanica. L’azienda intende qualificare questi sistemi sia secondo standard ISO 12944 (una qualifica già ottenuta per altri sistemi di verniciatura all’acqua con poliuretanica classica) sia secondo standard NORSOK M-501 (la cui applicazione è diffusa nel settore oil&gas). Il sistema di verniciatura che Ti.Pi.Ci. andrà a qualificare sarà così composto: - N°1 strato di prodotto HYDROGUARD™ HB Primer (primer epossidico all’acqua ad alto residuo solido) - N°1 strato di prodotto HYDROGUARD™ HB (intermedio epossidico all’acqua ad alto residuo solido) - N°1 strato di prodotto HYDROTHANE™ FL (finitura poliuretanica fluorurata all’acqua). Per maggiori informazioni: www.tipici.net
21 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS HIGHLIGHT ELCOMETER SETS THE NEW STANDARD FOR COATING THICKNESS MEASUREMENT Elcometer stabilisce un nuovo standard nella misurazione dello spessore dei rivestimenti Introduction
Introduzione
Elcometer have been developing coating thickness gauges for over 60 years and the latest Digital Coating Thickness Gauge, the new Elcometer 456, builds on what has been learned over this time and reflects the feedback received from the users. The original Elcometer 456 was developed some 10 years ago and the new Elcometer 456 Coating Thickness Gauge sets new standards for the measurement of coatings on metal substrates.
Elcometer sviluppa strumenti per la misurazione dello spessore dei rivestimenti da oltre 60 anni e l’ultimo spessimetro digitale, il nuovo Elcometer 456, è stato costruito sulle basi dell’esperienza maturata nel corso di questo periodo e riflette i riscontri ottenuti dagli utilizzatori. L’originale Elcometer 456 fu sviluppato circa 10 anni fa e il nuovo Spessimetro Elcometer 456 fissa un nuovo standard per la misurazione del rivestimento su substrati metallici.
The New Elcometer 456 Coating Thickness Gauge
Il nuovo spessimetro Elcometer 456
Fast, reliable and accurate, the new Elcometer 456 is available in a range of models for measuring dry film thickness on ferrous & non-ferrous metal substrates, and it is even more powerful, rugged and easier to use than ever before. Key features include: • A 2.4” colour display, clear menu structure and large buttons making the new Elcometer 456 incredibly easy to use. • Impact resistant and sealed against dust and water equivalent to IP64, the new Coating Thickness Gauge is incredibly rugged and is the ideal gauge for all environments. • Memory capacity of up to 75,000 readings in alpha-numeric batches, interchangeable probes and output to ElcoMaster™ 2.0 software the new Elcometer 456 is incredibly powerful. • Measurement capability to ±1% on smooth, rough, thin and curved surfaces the new gauge gives you repeatable and reproducible results and is backed by a 2 year gauge warranty. • Incredibly fast measuring speed of more than 70 readings per minute – the new Elcometer 456 is more than 40% faster than other gauges. The Elcometer 456 gauges are available in four firmware versions, E, B, S and T with each level providing the user with increasing functionality, from the entry level Elcometer 456E to the top of the range Elcometer 456T with memory, alpha-numeric batch identification and Bluetooth® wireless communication. The Integral probe versions are ideal for single handed operation and the wide footprint of the Bigfoot™ probe mounted on the gauge case provides good stability on the coating surface during thickness measurement for consistent, repeatable and accurate results. The Separate probe versions provide a very wide range of thickness scale and probe-format options, which greatly
Veloce, affidabile e accurato, il nuovo spessimetro Elcometer 456 è disponibile in una gamma di modelli per la misurazione dello spessore secco su substrati metallici ferrosi e non ferrosi, è ancora più potente, robusto e facile da utilizzare rispetto a prima. Le sue caratteristiche principali sono: • Uno schermo a colori da 2,4”, un menu strutturato in modo chiaro e pulsanti grandi che ne semplificano notevolmente l’utilizzo. • La resistenza agli urti e l’impermeabilità a polvere e acqua rendono il nuovo strumento molto robusto e l’ideale in ogni tipo di ambiente. • Una capacità di memoria fino a 75.000 letture in serie alfa numeriche, le sonde intercambiali e l’output sul software ElcoMaster™ 2.0 lo rendono molto potente. • Con una sensibilità di misurazione di ±1% su superfici lisce, ruvide, sottili e curve il nuovo spessimetro fornisce risultati ripetibili e riproducibili e ha una garanzia di 2 anni. • La velocità di misurazione è molto alta, superiore alle 70 letture al minuto il che rende il nuovo strumento il 40% più veloce di altri strumenti. Gli strumenti della gamma Elcometer 456 sono disponibili in quattro versioni firmware: E, B, S e T. Ogni livello fornisce all’utilizzatore funzionalità accresciute, dall’entry level Elcometer 456E al top di gamma Elcometer 456T con memoria, identificazione seriale alfa numerica e comunicazione via Bluetooth® wireless. Le versioni con sonda integrata sono l’ideale per operazioni autonome e l’ampia traccia della sonda Bigfoot™ montata sul corpo dello strumento fornisce una buona stabilità sulla superficie verniciata durante la misurazione degli spessori con risultati costanti, ripetibili e accurati. Le versioni con sonda separata forniscono una gamma molto ampia di scale di misurazione e di formati della sonda, il che
22 OCTOBER 2011
John Fletcher, Technical Support Manager, Elcometer, UK
enhances the measurement flexibility. The separate probes aumenta notevolmente la flesare fully interchangeable, with sibilità di misurazione. Le sonde ferrous (F) versions of the separate sono pienamente interElcometer 456 accepting any cambiabili, con la versione “fer456 ferrous probe and rosa” (F) dell’Elcometer 456 che non-ferrous (N) gauges accetta qualsiasi sonda 456 ferroaccepting any non-ferrous sa e gli strumenti non-ferrosi (N) probe. The Dual FNF gauges che accettano qualsiasi sonda non accept all ferrous, non-ferrous ferrosa. Gli strumenti doppi FNF and the dual FNF probes. accettano tutte le sonde, ferrose, The separate probes are non-ferrose e sonde doppie FNF. available as Straight, Right Angle, Le sonde separate sono disponibili Mini, Telescopic and PINIP formats nei formati retta, ad angolo retto, miand there are special formats for ni, telescopica e PINIP ed esistono formawaterproof, high temperature, ti speciali a prova d’acqua, per utilizzo alchemical resistance (Anodiser probes) le alte temperature e resistenti ai prodotti use with armoured, metal reinforced chimici (sonda per l’anodizzazione), formati heavy duty, cables and large area rinforzati per applicazioni pesanti, sonde con probes for soft coatings. cavi e aree ampie per rivestimenti morbidi. The Elcometer PINIP™ is a Plug-In probe L’Elcometer PINIP™ è una sonda Plug-In che that converts a separate gauge in to an converte uno strumento a sonda separata in integral gauge for maximum flexibility. uno strumento a sonda integrata per la masThere is a high temperature PINIP probe option with a capability sima flessibilità. Esiste un’opzione sonda PIto measure coating on substrates up to 250° C. NIP ad alta temperatura con una capacità di Ferrous probes measure non-magnetic coatings on misurazione del rivestimento su substrati fino ferro-magnetic substrates. Non-ferrous a 250° C. probes measure coatings that do Le sonde ferrose misurano rivestimenti non not conduct electricity magnetici su materiali ferromagnetici. Le son(non-conductive coatings) on de non ferrose misurano i rivestimenti che non non-ferrous (non-magnetic) conducono elettricità (rivestimenti non-condutmetal substrates. The Dual FNF tivi) su metalli non ferrosi (non-magnetici). Le sonprobes measure coatings on both de doppie FNF misurano il rivestimento sia su subferrous and non-ferrous substrates strati ferrosi che non ferrosi e riconoscono 1 with the type of substrate automatically automaticamente il tipo di substrato. The Elcometer 456 Coating Thickness detected and displayed. Le sonde con Scala 1 hanno una portata da Gauge showing the Integral probe version Scale 1 probes have a range from 0 to 1,500 0 a 1.500 μm, le sonde di Scala 2 hanno una (L) and the Separate probe (R). μm, Scale 2 probes have a range from 0 to portata da 0 a 5 mm, le sonde di Scala 3 una Lo spessimetro Elcometer 456 nella versione con sonda integrate (sinistra) 5 mm, Scale 3 probes have a range from 0 portata da 0 a 13 mm e le sonde di Scala 6 e sperata (destra). to 13 mm and Scale 6 probes have a range hanno una portata da 0 a 25 mm. Le sonde from 0 to 25 mm. The Scale 0.5 probes have a con Scala 0,5 hanno una portata da 0 a 500 range from 0 – 500 μm and are known as the Mini probes, used μm e sono note come “mini sonde”, utilizzate per spigoli, rivefor edges, narrow pipe internal coatings and small surface areas, stimenti interni di tubi sottili e piccole aree superficiali, incluse including those with difficult access. quelle con accesso difficoltoso.
Thickness standards
Standard di spessore
All the Elcometer 456 Coating Thickness Gauge options are supplied with foil sets appropriate to the scale in order that the gauge can be adjusted for the work in hand. These foil sets are provided with the gauges, in the case of the Integral probe
Tutte le opzioni dello Spessimetro Elcometer 456 sono fornite di set di lamierini adatti alla scala di misurazione in modo che lo strumento possa essere calibrato per il lavoro in corso. Questi set di lamierini vengono forniti con lo strumen-
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PROTECTIVE COATINGS HIGHLIGHT options and depending on the thickness range. In the case of to provvisto di sonda integrata e a seconda della gamma di the Separate gauge options, the foil sets are supplied with spessori. Nel caso della versione con sonda separata, i set di the probe of choice. These measured foils are also available lamierini sono forniti a seconda della sonda scelta. Questi individually or in sets. They are ideal for adjusting the gauges lamierini su misura sono disponibili anche individualmente for accurate measurement o in confezioni. Sono l’ideaon the substrate material to le per regolare lo strumento be tested. per ottenere misurazioni acThis adjustment makes curate sul substrato da testaallowance for differences re. Questa regolazione tiein the properties of the ne conto di differenze nelle substrate material, its proprietà del substrato, della shape, its thickness sua forma, del suo spessore e and its surface finish to della sua finitura superficiale optimise the accuracy per ottimizzare l’accuratezza of the measurement. della misurazione. I lamierini Foils are available with sono disponibili con certificacalibration certificates that ti di calibrazione riconducibiare traceable to National li a Standard Nazionali (UKAS Standards (UKAS or NIST). o NIST). È disponibile anche A range of Steel and una gamma di piastre di acAluminium zero plates is also ciaio e alluminio, dal momenoffered, as it can sometimes to che spesso si rivela diffici2 be difficult or impractical to le o impraticabile accedere al ElcoMaster™ 2.0 Gauge Options Screen. access the uncoated substrate Schermata delle opzioni strumentale dell’ElcoMaster™ 2.0. substrato non rivestito prima di efprior to undertaking coating fettuare le misurazioni dello spessothickness measurements. re del rivestimento. A hardwearing alternative to foils is available in the form of È disponibile anche un’alternativa robusta ai lamierini, ossia coated standards that are supplied for either ferrous (Steel) provini rivestiti forniti sia per i substrati ferrosi che (Acciaio) substrates or non-ferrous (Aluminium) substrates. che per quelli non ferrosi (Alluminio). Il rivestimento applicaThe coating is a hardwearing epoxy and the thickness to è un epossidico resistente e le misurazioni sono accurate measurements are accurate to +/- 2%, using a “before and al +/- 2%, usando una tecnica di misurazione del rivestimenafter” coating measurement technique. to “prima e dopo”.
Data management software
Software di gestione dei dati
ElcoMaster™ 2.0 is the new fast and easy to use Windows based software for managing, analysing and reporting on digital data resulting from coating inspection processes. Developed alongside the new Elcometer 456 Coating Thickness Gauge, ElcoMaster 2.0 can also transfer data from other gauges using either the Bluetooth® wireless communication method or via a USB data cable or the RS 232 serial data cable depending on the capability of the gauge being used. Internal wizards guide the user through the steps from connecting a gauge to archiving the data. The key features of this software include: • Download and combined measurements from any suitable Elcometer inspection gauge • Organise the data by project • Import and attach photographs to the reports
ElcoMaster™ 2.0 è il nuovo software di semplice e veloce utilizzo basato su Windows per gestire, analizzare e presentare i dati digitali che derivano dai processi di ispezione del rivestimento. Sviluppato insieme al nuovo Spessimetro Elcometer 456, ElcoMaster 2.0 può anche trasferire dati da altri strumenti usando sia il metodo di comunicazione Bluetooth® wireless che il cavo USB che il cavo seriale RS 232 a seconda delle capacità dello strumento in uso. Applicazioni interne guidano l’utilizzatore attraverso tutte le fasi, dalla connessione dello strumento all’archiviazione dei dati. Le caratteristiche chiave di questo software includono: • Download e misurazioni combinate da ogni strumento Elcometer idoneo • Organizzare i dati per progetto • Importare e allegare fotografie ai report
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John Fletcher, Technical Support Manager, Elcometer, UK
• Export readings data and images in to Excel or other spreadsheet formats. • Print, e-mail or generate a .pdf file of the reports directly from ElcoMaster™ 2.0 • Designs customised reports or scan in an existing report template and drag & drop readings or statistics on to the appropriate area of the report. • E-mail and import ElcoMaster™ 2.0 (.edf) files for combining multiple site inspections.
• Esportare i dati delle letture e le immagini in file Excel o altri tipi di fogli di calcolo • Stampare, inviare via e-mail o generare file .pdf dei report direttamente dall’ElcoMaster™ 2.0 • Report personalizzati o scansioni di template esistenti e drag & drop di letture o statistiche sull’area esatta del report. • Invio per e-mail e importazione di file ElcoMaster™ 2.0 (.edf) per combinare ispezioni effettuate in luoghi diversi.
Conclusions
Conclusioni
The management of data collected when coating inspection tasks are carried out can be vital when the Client requires detailed reports on the quality control procedures. A new powerful, fast and easy to use software solution is now available, ElcoMaster™ 2.0. The software has been developed to make use of many of the features designed in to the new Elcometer 456 Coating Thickness Gauge but will also communicate with other digital inspection gauges to handle data on material thickness, surface profile, climatic conditions, appearance and coating hardness.
La gestione dei dati raccolti nel corso delle ispezioni può essere vitale nel momento in cui il cliente richiede report dettagliati sulle procedure di controllo qualità. Oggi è disponibile un software nuovo, potente, veloce e facile da usare, l’ElcoMaster™ 2.0. Il software è stato sviluppato per poter sfruttare molte delle caratteristiche inserite nel nuovo spessimetro digitale Elcometer 456 ma è in grado di comunicare anche con altri strumenti di misurazione digitali per gestire i dati su spessore, profilo superficiale del materiale, condizioni climatiche, aspetto e durezza del rivestimento.
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PROTECTIVE COATINGS HIGHLIGHT TWO-COMPONENT PRIMER WITH SURFACE TOLERANT PROPERTIES BEYOND 1000 HOURS IN SALT SPRAY TEST Primer bicomponente con effetto Surface Tolerant oltre le 1000 ore in nebbia salina
S
I
irca and Durante & Vivan are the main companies of the l gruppo Sirca e Durante & Vivan sono le due aziende princiDurante family. The two companies work in synergy in the pali della famiglia Durante. Le due aziende agiscono in sinergia field of paints an coatings. Sirca, with its two brands Polistuc and nel settore dei prodotti vernicianti e di rivestimento Sirca, con i Technogel, is among the leaders in Italy in the production of paints brand Polistuc e Technogel, è tra i leader in Italia nelle vernici per for wood, especially for the furniture industry, as well as producer legno, destinate soprattutto al settore dell’arredamento, nonché of unsaturated polyester polymers for the technological structures produttrice di polimeri poliesteri insaturi destinati alle strutture and the fashion design and specialising in the production of high tecnologiche e al fashion design e specializzata nella produzione di technology materials and materiali e finiture ad alfinishes intended for use ta tecnologia destinate ad in extreme environmental utilizzi in condizioni amconditions, such as the bientali spesso estreme, gelcoat and the special come il gelcoat e i polimepolymers for the shipbuilding ri speciali per l’industria industry; D’Aqua, the new nautica; D’Aqua è il nuovo brand of water-based brand di vernici all’acqua, paints for both wood and sia per legno che metallo, metal, dedicated to the dedicate al mercato “faiDIY market, which for a da-te”, che già da alcuni few years has required anni richiede prodotti a low environmental impact basso impatto ambientaproducts; Durante&Vivan, le; Durante&Vivan, spespecialising in the design and cializzata nello sviluppo e production of adhesives for produzione di adesivi per wood and abrasives for a legno ed abrasivi destivariety of uses; and Polistuc, nati a una molteplicità di closer to the world of metals, utilizzi; Polistuc, infine è il producing coatings for both brand del gruppo più viciwood and metal, especially no al mondo dei metalli, e for architecture – doors and fonde in un’unica realtà la windows frames, floors and produzione di vernici per 1 other components for indoor legno e metallo, destinate the laminations after 1,200 hours in salt spray test. Left: the specimen without and outdoor applications. soprattutto all’architettuincision; right: with incision to evaluate the corrosion. Among the products offered ra: serramenti, pavimenti I lamierini dopo 1.200 ore di permanenza in nebbia salina: a sinistra il provino privo di by Polistuc, there are ed altri componenti sia per incisione, a destra con l’intaglio per valutare la corrosione. paints specifically designed interni che per esterni. for metal protection against corrosion. Two-component acrylic Polistuc ha nei propri cataloghi vernici specificatamente studiate Primers, bottom coatings and topcoats, polyurethane topcoats, per il metallo e la sua protezione dalla corrosione. Primer, fondi e one-component solvent or water-based coating systems, twosmalti acrilici bi-componenti, smalti poliuretanici, cicli monocomcomponent water-based coatings, two-component epoxy coatings ponente al solvente o all’acqua, bi-componenti all’acqua, epossiand all those products designed for the applications where the dici bi-componenti e tutti quei prodotti destinati ad applicazioni corrosion protection is the basic requirement. dove la protezione anticorrosiva è il requisito fondamentale. The laboratories of San Dono di Massanzago (Pd) Italy, the I laboratori di San Dono di Massanzago (Pd), sede tecnologica technological headquarters of the group, have recently developed del gruppo, hanno recentemente sviluppato un prodotto interes-
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Francesco Stucchi
an interesting product: a two-component primer with surface tolerant properties, composed of modified epoxy-polyamide resins, passivating pigments active against corrosion, additives and charges. The product, called Epotech 2K Alluminio ST, has an excellent adhesion and flexibility on various surfaces (metals, galvanised surfaces, concrete etc.) and stands out for its physical, chemical resistance (fig. 1) and the possibility to paint wet substrates or in the presence of moisture. It is applicable by airless spray, traditional spray, brush or roller and can be over painted with quick application polyurethane, acrylic, epoxy and synthetic topcoats. In these cases, the highest possible adhesion between the two coats is obtained within 72 hours; beyond this time limit, it is necessary to sand the surface to obtain optimum adhesion. The product can be used as a primer, ensuring an excellent protection of structures and equipment used in the chemical and oil industries (tanks, pipes, load-bearing structures etc.). Here below are the results of the salt spray tests carried out in the Sirca – Polistuc laboratories.
sante: si tratta di un primer bi-componente con effetto surface tolerant composto da resine epossipoliamidiche modificate, pigmenti passivanti attivi contro la corrosione, additivi e cariche. Il prodotto, denominato Epotech 2K Alluminio ST, vanta ottima adesione e flessibilità su svariati supporti (metalli, superfici galvanizzate, cemento ecc.) e si distingue per la sua resistenza chimico – fisica (fig. 1) e per la possibilità di verniciare supporti bagnati o in presenza d’umidità. Il prodotto è applicabile ad airless, spruzzo tradizionale, pennello o rullo ed è sovra verniciabile con smalti poliuretanici, acrilici, epossidici e sintetici a rapida applicazione. Sovra applicando entro le 72 ore, si ottiene il massimo dell’adesione tra le due mani; oltre questo termine è necessario carteggiare il supporto per ottenere un’adesione ottimale. Il prodotto è utilizzabile come mano di fondo con ottime prestazioni per la protezione di strutture e macchinari impiegati nell’industria chimica e petrolifera (serbatoi, condotte, strutture portanti ecc.). Di seguito riportiamo le valutazioni dei test in nebbia salina eseguiti nei laboratori Sirca – Polistuc.
Support of the specimens: iron Coating: F336st0040, Epotech 2K alluminio ST HOURS of exposure
Evaluation of the lamination without incision
Evaluation of the lamination with incision
150 300 450 600 750 900 1050 1200
No change No change No change No change No change No change No change No change
No change. Very mild formation of rust on the scratch. Presence of rust on the scratch, as above. Presence of rust on the scratch. Presence of rust on the scratch. Presence of rust on the scratch, light bleeding. Presence of rust, bleeding not worsened. Presence of rust, bleeding not worsened.
27 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS FOCUS ON TECHNOLOGY THE “LIGHTNESS” OF THE ARCHITECTURAL LINES AND THE STRENGTH OF THE RETRON ACRILICO TREATMENTS FOR THE FUTURISTIC PONTE DELLA MUSICA IN ROME La “leggerezza” della linea architettonica, la forza dei trattamenti Retron Acrilico per il l’avveniristico Ponte della Musica a Roma.
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ome - The Ponte della Musica (Bridge of Music), opened in May, is a structure reserved for pedestrians, bicycles and public transport, designed to join the Tiber banks and to realise a “sustainable” connection between the Prati underground station, the Foro Italico on the one side and the Flaminio district on the other side (rif. Opening photo) – the area of Rome which is culturally growing the most, thanks to the Auditorium designed by Renzo Piano and the Maxxi designed by Zaha Adid. This great project was carried out by the English firm Buro Happold Engineering with the collaboration of the Italian companies Lotti & Associati and Mario Petrangeli & Associati. The use of new materials (steel, wood and aluminium) has allowed the construction of a single span structure, characterised by the lightness of its architectural lines.
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oma - Nel maggio scorso è stato varato il nuovo Ponte della Musica (rif. foto d’apertura), una struttura riservata a pedoni, biciclette e trasporto pubblico, nata per congiungere le sponde del Tevere e creare un collegamento “ecosostenibile” tra la metro di Prati, il Foro Italico ed il quartiere Flaminio, l’area a maggiore sviluppo culturale della capitale, con l’Auditorium di Renzo Piano ed il nuovo Maxxi progettato da Zaha Adid. Il progetto dell’inglese Buro Happold Engineering, con la collaborazione degli italiani Lotti & Associati e Mario Petrangeli & Associati, si propone come una grande opera che attraverso l’utilizzo di nuovi materiali (acciaio, legno e alluminio) ha reso possibile la realizzazione di una struttura ad una sola campata caratterizzata da una particolare leggerezza della linea architettonica. Il Ponte della Musica sul Tevere è costituito da un arco d’accia-
28 OCTOBER 2011
Francesco Cavinato, Colorificio Zetagì, Olmo di Creazzo (VI), Italy
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The Ponte della Musica on the Tiber consists of a 190 m long steel arch (fig. 1) hanging from two lowered arches with a 160 metres span (fig. 2), which rest on concrete bases creating two public spaces on the banks of the river. 14 meters wide at its ends, the bridge extends up to 22 metres in its centre (fig. 3). Although the project was English, many Italian companies worked on it. Both the construction company (Mattioli) and the supplier of the imposing steel structure (Maeg) are Italian; the inspection of welds was carried out by Severini Cnd; and, for the treatment of metal surfaces, the “Retron Acrilico” coating systems were used. These products have already been chosen for their effectiveness in several important works and projects – the Milan Trade Fair zone, the Rome Exhibition Centre, the cover of the Crown Plaza Hotel in Caserta, the surface metro station in Mestre (VE), the surface metro ”People Mover” in Venice, the footbridge of Modena, the footbridge on the A13 highway near Arcoveggio (BO), many projects for RFI (Rete Ferroviaria Italiana) – which are the excellent references of Colorificio Zetagì, a company based in Vicenza (Italy).
io lungo 190 metri (fig. 1) appeso a due archi ribassati con una luce di 160 metri (fig. 2), che poggiano su delle basi di cemento che danno vita a due spazi pubblici sulle sponde del fiume. Largo 14 metri alle sponde, si allarga al centro raggiungendo i 22 metri (fig. 3). Anche se il progetto è inglese, c’è molta Italia in quest’opera: l’impresa costruttrice è italiana (Mattioli) così come il fornitore dell’imponente struttura in acciaio (Maeg). Il controllo delle saldature è opera della Severini Cnd. Per il trattamento delle superfici metalliche sono stati usati cicli di verniciatura “Retron Acrilico”, prodotti scelti per la loro efficacia già in un lungo elenco di importanti opere e progetti che costituiscono le numerose referenze del Colorificio Zetagì di Vicenza: il Polo Fieristico di Milano, la Fiera di Roma, la copertura dell’Hotel Crown Plaza di Caserta, la stazione del Metrò di superficie di Mestre (VE), il Metrò di superficie”People Mover” di Venezia, la Passerella ciclopedonale di Modena, il Ponte ciclopedonale sull’autostrada A13 all’altezza di Arcoveggio (BO), numerose realizzazioni per RFI (Rete Ferroviaria Italiana).
29 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS FOCUS ON TECHNOLOGY
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30 OCTOBER 2011
Francesco Cavinato, Colorificio Zetagì, Olmo di Creazzo (VI), Italy
The industrial protective coatings “Retron Acrilico” ensure maximum protection to the steel objects, structures and infrastructure, lending them a high resistance to weathering and corrosion. The “Retron Acrilico” treatments encompass a range of products characterised by a very high physical and chemical resistance, by a perfect adhesion and by a very quick drying – features that provide the best defence from the aggression of external agents, even in harsh environmental situations. These products are based on hydroxylated acrylic resins and aliphatic isocyanates; these components provide the best results in terms of both durability of the substrates treated and speed and ease of application, achieved through a sophisticated design and formulation work carried out as a function of the diversification and of the types of surfaces. Specifically, the following cycles were used: - 1st coat: 703301 Surface tolerant epoxy coating 140 μ - 2nd coat: 7732032 “Retron Acrilico” intermediate layer 100 μ - 3rd coat: 776501 Anti-graffiti enamel Retron RAL 9001 70 μ (This is a polyurethane acrylic siloxane finish, whose characteristics prevent the spray paint from adhering, allowing its easy removal with a low pressure washer.)
I cicli di protezione industriale “Retron Acrilico”, assicurano massima protezione a manufatti, strutture e grandi opere in acciaio garantendo elevata resistenza alle intemperie ed alla corrosione. I trattamenti “Retron Acrilico” racchiudono una serie di prodotti caratterizzati da un’elevatissima resistenza chimico-fisica, da una perfetta aderenza e da una notevole rapidità di essicazione, tutte caratteristiche che garantiscono la miglior difesa dall’aggressione degli agenti esterni, anche in contesti ambientali particolarmente difficili. Questa gamma di prodotti ha una formulazione a base di resine acriliche ossidrilate e isocianati alifatici, componenti che garantiscono i migliori risultati sia in termini di durata dei supporti trattati che di velocità e facilità di applicazione, realizzati attraverso un sofisticato lavoro di progettazione e formulazione studiato in funzione della diversificazione e della tipologia delle superfici trattate. Nello specifico sono stati utilizzati i seguenti cicli: - 1 mano: 703301 Pittura Epossidica Surface Tolerant 140 μ - 2 mano: 7732032 Intermedio Retron Acrilico 100 μ - 3 mano: 776501 Smalto Retron Antigraffiti RAL 9001 70 μ (si tratta di una finitura poliuretanica acrilica silossanica, con caratteristiche tali da impedire alle vernici spray di aderire, permettendone la facile eliminazione con idropulitrice a bassa pressione).
31 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS FOCUS ON TECHNOLOGY TECHNOLOGY FOR CORROSION PROTECTION APPLICATION FOR RAILS URETHANE COATINGS APPLIED ON RAILS WITH GRACO XP70 Tecnologia per l’applicazione della protezione anticorrosiva su rotaie Rivestimenti uretanici applicati su rotaie con Graco XP70 Application
Applicazione
Important corrosion could occur in tunnels, wet areas or area subject to moisture. The fixation of the rail could be very fragile which can have great incidence on safety issues. We need to apply in one pass a protective coating with a thickness of 800μ (microns), this protective coating should also be enough flexible to follow the movement and vibration of the rail. A Two components urethane coating should be applied 100% solid with rapid curing .This protection system have an important degree of flexibility and abrasion resistance. That kind of product has extremely short pott life l of less than 2 minutes which requires an adequate quate te and reliable two components sprayer.
Importanti condizioni corrosive possono verificarsi nei tunnel, nelle aree bagnate o nelle aree soggette a umidità. I sistemi di fissaggio delle rotaie possono quindi essere molto fragili, il che può incidere notevolmente sulle questioni di sicurezza. È necessario applicare una mano di rivestimento protettivo con uno spessore di 800μ, che sia anche flessibile a sufficienza per assecondare il movimento e la vibrazione delle rotaie. Un rivestimento uretanico bi-componente a rapida reticolazione applicato al 100% solido è l’ideale. Questo sistema di protezione ha un grado elevato di flessibilità e di resistenza all’abrasione. Questo tipo di prodotto ha una pot-life estremamente breve, inferioree ai 2 minuti, e ciò richiede la spruzzatura con un’apparecchiatura bi-componente adeguata e affidabile. r
Solution
Soluzione
Graco came up with its new XP70 mechanical nical sprayer with a fixed ratio of 1.5:1. This unitt especially designed to be easy to set up and nd to spray. The needed high temperature of 50°C 0°C on the base side and 40°C on the catalyst sidee is quickly reached thanks to the circulation valve and the 2 heaters installed on the machine. e. A Graco water heated hose was used in order rder to maintain the right temperature at any moment of the application. To ensure a perfect mix of the product, considering the short pot life, a Fusion gun which allows the two components to mix just at the last moment was utilized. A small flushable static mixer and a standard reversible airless tip of 19” to 21”have been installed at the gun. The pressure 300 Bars and the flow result in a very efficient and quick application on the rails.
Graco ha pensato a una soluzione con la sua nuova apparecchiatura meccanica di spruzzatura XP70 con un rapporto fisso di 1.5:1. Questa unità è stata appositamente progettata per essere facile da configurare e usare. La temperatura elevata necessaria di 50°C dal lato della base e di 40°C dal lato del catalizzatore si raggiunge facilmente grazie alla valvola di circolazione e ai due riscaldatori installati sulla macchina. Un tubo Graco riscaldato ad acqua è utilizzato per mantenere la giusta temperatura in ogni momento dell’applicazione. Per assicurare una miscelazione perdel del prodotto, considerando la breve pot-life, si utif fetta lizza lizz zza una pistola Fusion che consente la miscelazione dei all’ultimo minuto. duee componenti c Sulla pistola sono stati installati un miscelatore statico lavabile di piccole dimensioni e un ugello airless reversibile standard t d da 19” a 21”. La pressione a 300 Bar e il flusso consentono un’applicazione veloce e molto efficiente sulle rotaie.
Materiale applicato Material Applied The Urethane coating used for this application is the 3M Scotchkote Urethane Coating 165XF specifically developed as a 100% solids rapid curing protection system with a degree of flexibility and abrasion resistance adapted for pipes, rails and as a lining for tanks or steel structures.
Il rivestimento uretanico usato per questa applicazione è lo Scotchkote Urethane Coating 165XF di 3M specificatamente sviluppato come sistema di protezione 100% solido a rapida essiccazione con un grado di flessibilità e di resistenza all’abrasione adattato per tubazioni, rotaie e come rivestimento per serbatoi o strutture in acciaio.
32 OCTOBER 2011
Graco BVBA, Maasmechelen, Belgium
Details: Ratio: 1.5:1 by volume Pot life: 2 minutes at 20°c Touch dry 15 minutes Film thickness (Typical): Wet/Dry 1000 microns.
Dettagli: Rapporto: 1.5:1 in volume Pot life: 2 minuti a 20°c, fuori tatto 15 minuti Spessore del film (tipico): bagnato / secco 1000 micron.
Results
Risultati
The results obtained were more than matching the end user’s expectations, the Graco XP70 sprayer showed to be an accurate and affordable plural component sprayer. The operators were amazed to see how easy the unit was to operate and understand. Graco introduces a simple and cost effective way to spray 2k corrosion protection material.Say Goodbye to Hand-mixing. Graco recently introduced a new proportioner to its family of pluralcomponent sprayers. The new Graco XP70 Plural-Component Sprayer is designed to pump, mix and atomize high-viscosity, faster-curing materials with superior results. The system handles environmentally-friendly high solids coatings with little or no solvent, hybrid polyurethanes, epoxies, very high solids coatings (with up to 100 percent solids content), and materials requiring heat. The Graco XP70 is a smart alternative to hand-mixing or hot-potting, in fact, it quickly pays for itself in reduced solvent costs and less wasted material. The sprayer reduces material waste because it mixes only as much material as is needed for the job at hand – unlike hand mixing, where any unused mixed material is usually thrown away at the end of the day. In addition, the Graco XP70 saves money by using less clean-up solvent. Instead of flushing out an entire pump system that contains mixed material, only the static mix tube and hose to the gun need to be flushed. The Graco XP70 is rated at 7250 psi (500 bar) to provide the highpressure performance required for spraying high-solids coatings and viscous materials at longer hose lengths. The Graco XP70 is well suited for applying coatings to wind energy towers, tanks, pipes, water towers, railcars, bridges, ships, structural steel, as well as applications in wastewater treatment, manhole and sewer reconditioning, and secondary containment. For further information: www.graco.com
I risultati ottenuti sono stati superiori alle aspettative dell’utilizzatore finale, la spruzzatrice Graco XP70 ha mostrato di essere un’apparecchiatura pluri-componente accurata e accessibile. Gli operatori erano sorpresi nel vedere quanto l’unità fosse semplice da azionare e da comprendere. Graco ha recentemente aggiunto un nuovo proporzionatore alla sua famiglia di spruzzatrici pluri-componenti. La nuova spruzzatrice Graco XP70 Pluri-Componente è progettata per pompare, miscelare e atomizzare materiali ad alta viscosità e a rapida essiccazione con risultati eccellenti. Il sistema gestisce vernici a basso impatto ambientale ad alto solido, con poco o senza solvente, poliuretanici ibridi, epossidici, vernici ad altissimo solido (fino al 100 % di residuo secco), e materiali che richiedono calore. Graco XP70 è un’alternativa brillante alla miscelazione manuale o al riscaldamento della latta, infatti l’investimento si ripaga velocemente grazie alla riduzione del costo per i solventi e del materiale sprecato. La spruzzatrice riduce lo spreco di materiali poiché miscela solo la quantità di vernice necessaria al lavoro in corso – diversamente dalla miscelazione manuale, in cui qualsiasi materiale inutilizzato è normalmente gettato via alla fine della giornata. Inoltre, Graco XP70 consente di risparmiare denaro grazie al ridotto utilizzo di solvente di lavaggio. Invece di risciacquare l’intero sistema di pompaggio che contiene il materiale miscelato, è necessario risciacquare solo il tubo di miscelazione e il tubo che va verso la pistola. Graco XP70 è tarata a 7250 psi (500 bar) in modo da fornire le prestazioni di alta pressione richieste per la spruzzatura di vernici ad alto solido e di materiali viscosi lungo tubazioni più lunghe. Graco XP70 ben si adatta all’applicazione di rivestimenti su torri eoliche, serbatoi, condutture, torri idriche, vagoni ferroviari, ponti, navi, acciaio strutturale, ma anche applicazioni in impianti per il trattamento acque reflue, tombini, per il ripristino di fognature e serbatoi di stoccaggio. Per ulteriori informazioni: www.graco.com
33 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS FOCUS ON TECHNOLOGY UASC - NINE NEWBUILDS GO DIRECT TO DRYDOCK FOR HEMPASIL X3 TREATMENT Nove nuove costruzioni direttamente trattate in bacino con HEMPASIL X3
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hy is a leading global container shipping company sailing nine newbuilds directly from the newbuilding yard to drydock for recoating immediately after delivery? The answer is simple: The benefit of Hempel’s fully integrated, third generation fouling control solution, Hempasil X3 is a worthwhile payback. With bunker fuel costs rising to record triple-digit highs and drydocking intervals now up to 90 months, ship owners and operators are realising it makes good business sense to invest in the new generation of fouling release systems. Guaranteed fuel savings, lower CO2 emissions, less time in drydock and more time in the water – these are just some of the benefits offered by Hempel’s Hempasil X3 system. Quick to see the advantages of this new technology, the United Arab Shipping Company (UASC) has contracted Hempel to coat nine of the company’s new order for large container vessels with Hempasil X3 immediately after they leave the Samsung shipyard in Korea, where the ships are being built. Moving nine newbuilds to drydock may seem like a drastic move, but with the Hempasil X3 system, vessels that typically use USD 90,000 of bunker fuel per day for example, can save at least two per cent of fuel per day. Therefore, the payback period on the coating system is much less than five years and thereafter it’s money in the bank for the ship owner or operator. In addition to the Hempasil X3 fouling release coating, the multimillion U.S. Dollar contract with UASC also includes the one-coat Nexus X-Seal tie coat solution, the Sea Trend fuel consumption data monitoring software and the Hempasil Helix propeller coating, therefore totally maximizing fuel saving efficiencies and constantly monitoring them.
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er quale motivo nove nuove costruzioni appartenenti ad una delle più importanti società di portacontainer sono entrate direttamente in bacino dopo la loro consegna? La risposta è semplice: i benefici derivati dall’applicazione integrale di un rivestimento “fouling release” di terza generazione Hempel, Hempasil X3, ha il suo tornaconto. Dati i costi sempre più elevati del bunkeraggio, arrivati al livello record di almeno tre cifre, e gli intervalli di carenaggio estesi fino a 90 mesi, gli armatori e gli operatori del settore si sono ormai resi conto che il miglior investimento è utilizzare cicli fouling release di terza generazione. Garanzie di risparmio di combustibile, minori emissioni di CO2, minor tempo di permanenza in bacino di carenaggio e maggiore attività di servizio sono alcuni dei benefici offerti dai trattamenti Hempasil X3. È facile osservare i vantaggi ottenuti con questa tecnologia innovativa e la UASC (United Arab Shipping Company) ha siglato un contratto con la Hempel per trattare nove portacontainer di nuova costruzione con Hempasil X3 alla loro uscita dal cantiere Samsung in Corea. Inviare nove nuove navi in bacino potrebbe sembrare una soluzione drastica, ma con il ciclo Hempasil X3, navi che consumano mediamente 90.000 USD di bunker al giorno possono risparmiare il 2% ogni giorno. Il periodo necessario per il recupero dell’investimento per il trattamento è inferiore a cinque anni e finaziariamente significa una notevole somma di denaro che gli armatori o gli operatori si ritrovano in banca. Oltre al ciclo Hempasil X3, il contratto multimilionario siglato dalla UASC prevede l’applicazione di una mano unica di sigillante Nexus X-Seal, il
34 OCTOBER 2011
Torben Rasmussen, Group Product Manager Fouling Control & Group Marine Marketing, Hempel A/S
According to Ian McCahill, Sales and Technical Services Director at Hempel Paints Middle East, the contract with UASC is regarded as a milestone. “UASC had used Hempel anti-fouling solutions before, however this will be for the company first-hand experience with our fouling release products. Based on the positive experience UASC had with other Hempel antifouling solutions applied to their A4 class container fleet, they are looking forward to witness the benefits from the third generation Hempasil X3 system with Hempel’s unique hydrogel technology they trust will achieve considerable fuel consumption savings and more importantly reduce the CO2 emissions from their newbuilding fleet contributing to a greener environment - All in all a win-win situation for the owner and the planet.
Unique One Coat Seal Solution “Umm Salal” was the first of the nine UASC A13 newbuilds to drydock in Shanghai in April 2011. The remaining eight vessels will go upon completion to open yard tender for Hempasil X3 application across the Asia Pacific region. Firstly a conventional antifouling coating is applied to the nine 13,000TEU capacity container ships at the Samsung shipyard before proceeding for a sea trial. The newbuilds will then sail to Shanghai, where they are hosed with high-pressure fresh water in preparation for the unique Hempel Nexus X-Seal tie coat, which seals the existing antifouling coating and ensures that Hempasil X3 adheres perfectly to the antifouling coating applied in Korea. “Time constraints and construction priorities at newbuilding yards have made additional application costs for fouling release coatings the norm. But by going directly to drydock, owners and operators can avoid contractual premiums attached to the specification and application of fouling release coatings at the new build stage,” says Ian. “Furthermore, with the Nexus X-Seal tie coat, owners and operators can now upgrade tin-free copolymer systems without the need for extensive surface preparation. It makes upgrading to Hempasil X3 uniquely economically viable, either at newbuilding, directly after newbuilding or at first docking.”
sistema di monitoraggio Sea Trend e il rivestimento Hempasil Helix per le eliche, con un efficiente risparmio totale di carburante e un continuo controllo dei consumi. Secondo Ian McCahill, Direttore commerciale e tecnico della Hempel Middle East, il contratto siglato con la UASC rappresenta una pietra miliare. “La UASC ha già adoperato le antivegetative Hempel, tuttavia questa è la prima esperienza per la società con i nostri prodotti fouling release. Grazie all’esperienza e ai risultati positivi ottenuti con i precedenti cicli antivegetativi applicati alla loro flotta classe A4, si augurano di poter attestare l’autenticità dei benefici che si ottengono con i cicli Hempasil X3 di terza generazione Hempel basati sulla innovativa e unica tecnologia “hydrogel” e confermare così l’obbiettivo di risparmiare combustibile e contribuire alla salvaguardia dell’ambiente – un’operazione vincente per i proprietari e per il pianeta.
Sigillante in mano unica “Umm Shaif” è stata la prima unità delle nove navi UASC A13 ad entrare in bacino a Shanghai nell’aprile 2011. Le restanti otto unità riceveranno l’Hempasil X3 al loro completamento attraverso una gara che coinvolgerà l’area asiatica. In un primo momento verrà applicata nel cantiere Samsung una antivegetativa convenzionale sulle nove unità portacontainer da 13.000 TEU per le prove in mare. Le nuove costruzioni si dirigeranno quindi verso Shanghai, dove verrà effettuato un lavaggio ad alta pressione con acqua dolce in attesa di ricevere la mano unica di sigillante Nexus X-Seal, che assicurerà una perfetta adesione dell’Hempasil X3 all’antivegetativa applicata in Corea. d ““Limiti di tempo e priorità costruttive in cantiere hanno reso i costi aggiuntivi per l’applicazione di cicli h fouling release una norma. Tuttavia, l’entrata diretta fo in bacino darà la possibilità ad armatori ed operatori di evitare clausole contrattuali legate alla specifica di d pitturazione e consentirà l’applicazione direttamente p sulla nuova costruzione del ciclo fouling release – ha su affermato Ian. “Inoltre, grazie alla mano di sigillante Nexus X-Seal, armatori ed operatori possono potenNe ziare i cicli copolimerici esenti da stagno senza procezia dere ad una estesa preparazione della superficie. È l’unica strada possibile per aggiornare il ciclo al sistema Hempasil X3, sia al completamento della nuova costruzione, sia al primo carenaggio”.
Conclusions
Conclusioni
For its nine new vessels, UASC can look forward to fuel savings, a reduction in CO2 emissions and active protections from fouling organisms for the initial 5 year service period envisaged and thereafter take additional savings on maintenance costs, as well as fuel savings. With that in mind, the new build to dry dock solution may not be quite as radical as it seems.
La UASC, grazie alle sue nove nuove unità, sarà in grado di risparmiare combustibile, ridurre le emissioni di CO2, e proteggere le carene dalla flora e dalla fauna marina per i primi 5 anni come previsto, e successivamente ridurre i costi di manutenzione e di combustibile. Con questa idea, la soluzione “nave nuova in bacino di carenaggio” non sembrerà più tanto radicale.
35 OCTOBER 2011
PROTECTIVE COATINGS
INNOVATIONS
THE ACET CONTRIBUTES TO THE EFFICIENCY OF THE MARINE WIND POWER La ACET contribuisce all’efficienza dell’energia eolica marina Preliminary Remarks Nowadays, wind power is mainly used to produce electricity by wind turbines. At the end of 2007, the worldwide capacity of wind turbines was equal to 94,1 Gigawatt. In 2009, wind power met about 2% of the world electricity consumption, an amount equivalent to the total demand for electricity in Italy, the seventh world economy. In Spain, wind power generated 11% of the total electricity consumption in 2008 and 13.8% in 20091. The marine wind power, like the land wind power, exploits the wind energy to generate electricity, with the only difference that the wind turbines are located in the sea (offshore). Their installation cost is much higher than that of the land turbines, but their service life is longer and their impact on the ecosystem far lower.
Introduzione Oggigiorno, l’energia eolica è utilizzata principalmente per produrre elettricità mediante aerogeneratori. Alla fine del 2007, la capacità mondiale dei generatori eolici era pari a 94,1 Gigawatt. Nel 2009 l’energia eolica ha soddisfatto circa il 2% del consumo mondiale di elettricità, cifra equivalente alla domanda totale di elettricità in Italia, la settima economia mondiale. In Spagna l’energia eolica ha prodotto l’11% sul consumo elettrico totale nel 2008 e un 13,8% nel 20091. L’energia eolica marina, allo stesso modo di quella terrestre, utilizza la forza del vento per generare energia elettrica. La differenza rispetto a quella ottenuta a terra è che gli aerogeneratori sono posizionati all’interno del mare (off-shore, fuori dalla costa). Il loro costo d’installazione è molto superiore a quello dei loro equivalenti terrestri tuttavia la loro vita utile è maggiore e l’incidenza sull’ecosistema di gran lunga minore.
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Offshore wind turbines Aerogeneratori off-shore.
The protection of the sea wind turbines involves three areas with different corrosivity conditions: the atmospheric zone that does not come in contact with the sea water; the splash zone that comes into contact with the waves breaking against the turbines; and the submerged zone below sea level. The standard ISO 12944-2, which provides different corrosivity categories, includes the atmospheric zone in the category C5M-High durability2. The requirements for the manufacturers of coating systems used in the protection of the offshore structures are based on the standard ISO 203403. This regulation requires the specimens to be tested as follows for 25 one-week cycles: neutral salt spray environment (3 days); QUVB exposure (3 days); temperature of -20ºC (1 day). The assessment is then carried out by carving the specimens and measuring the penetration of corrosion (in millimetres) in new spots, thus obtaining the average value and the standard deviation.
La protezione degli aerogeneratori marini implica tre zone con differenti condizioni di corrosività. La zona atmosferica che non entra in contatto con l’acqua di mare; la zona splash che entra in contatto con le onde che si infrangono contro gli aerogeneratori e la zona sommersa che si trova sotto il livello del mare. La norma ISO 12944-2 considera diverse categorie di corrosività, e caratterizza la zona atmosferica come C5M durabilità alta2. I requisiti dei fabbricanti per i sistemi di verniciatura utilizzati nella protezione di strutture off-shore si basano sulla norma ISO 203403. Questa norma implica 25 cicli di una settimana durante i quali si testano i provini in nebbia salina neutra (3 giorni); esposizione QUVB (3 giorni); temperatura di -20ºC (1 giorni). La valutazione si realizza mediante incisione e la misurazione dei millimetri di penetrazione della corrosione sopra nuovi punti ottenendo così il valore medio e la deviazione standard.
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For the first time, wind power generated more than half of the total electricity produced. Menéndez R. El País. 09/11/2009. ISO 12944-2. Paints and varnishes. Corrosion protection of steel structures by protective paint systems. Part 2: Classification of environments. ISO 20340:2009. Paints and varnishes. Performance requirements for protective paint systems for offshore and related structures.
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L’energia eolica supera per la prima volta la metà della produzione elettrica. Menéndez R. El País. 09/11/2009. ISO 12944-2. Pitture e Vernici. Protezione di strutture di acciaio dalla mediante sistemi di verniciatura protettiva. Parte 2: Classificazione degli ambienti. ISO 20340:2009. Pitture e Vernici. Requisiti prestazionali dei sistemi di verniciatura protettiva per strutture offshore e correlate.
36 OCTOBER 2011
José Javier Gracenea, MEDCO S. L.. Castellón de la Plana, Castellón, Spain
The coating systems commonly used for the protection of wind turbines and recommended by the standard ISO 12944-51/2 involve the use of three-layer systems including a zinc-rich primer (c. 75 micron), a high thickness epoxy intermediate layer (c. 150 micron) and a polyurethane finish (c. 75 micron) on shot blasted steel (Sa21/2).
I sistemi di verniciatura abitualmente utilizzati per la protezione degli aerogeneratori, e raccomandati dalla norma ISO 1294454 implicano l’utilizzo su acciaio granigliato Sa21/2 di sistemi a tre strati che includono applicazione di primer ricco di zinco (75 micron ca.), una mano di intermedio epossidico ad alto spessore (150 micron ca.) e una finitura poliuretanica (75 micron ca.).
The Accelerated Cyclic Electro-Chemical Technique (Acet)
La Tecnica Elettrochimica Ciclica Accelerata (Acet)
The Accelerated Cyclic Electro-chemical Technique (ACET), La Tecnica Elettrochimica Ciclica Accelerata (ACET è il suo acrodeveloped by the University Jaume I and marketed by the nimo in inglese), sviluppata dall’Università Jaume I e commer5 company MEDCO , is used for the evaluation of the coatings’ cializzata dall’azienda MEDCO5, si utilizza per la valutazione corrosion protection. The test based on this technique can be della protezione anticorrosiva delle vernici. La prova basata su considered accelerated, since it only lasts 24 hours, but it is questa tecnica si può considerare accelerata, dal momento che based on a radically different principle: while the “traditional” dura solo 24 ore, ma il suo fondamento è radicalmente diveraccelerated tests subject the coatings to aggressive external so; mentre le prove accelerate “tradizionali” sottopongono le agents waiting for vernici ad agenti esterthe degradation to ni aggressivi aspettanstart, the stress of do che la degradazione the ACET directly si manifesti, lo stress sets in motion the della ACET agisce diretmechanisms that tamente mettendo in cause degradation. moto i meccanismi che The most common causano la degradaziomechanisms ne. I meccanismi più cocausing the muni per i quali si verifailure of coatings fica il cedimento delle on metals and vernici sui metalli, e che 2 preventing them impediscono a queste di 2 from performing compiere la loro funzioThe chemical species involved in the corrosion process. their protective ne protettiva, sono la deLe specie chimiche coinvolte nel processo di corrosione. function are the laminazione e blistering. delamination and Questi processi hanno the blistering. These processes begin when the water and the inizio quando l’acqua e l’ossigeno dell’ambiente attraversaoxygen from the environment penetrate the paint film through no la pellicola di vernice tramite pori, difetti o zone con bassa pores, defects or areas with a low cross-link density. After their densità di reticolazione. Dopo la penetrazione, e in zone fisicapenetration, the cathodic reaction of oxygen reduction and mente separate, si verificano la reazione catodica di riduzione the anodic reaction of metal oxidation take place in separate dell’ossigeno e la reazione anodica di ossidazione del metallo. areas. Nelle zone catodiche si genera un’alta concentrazione di ioni OH-, In the cathodic areas, a high concentration of OH- ions is che aumentano il pH del mezzo e producono la perdita di aderengenerated; this increases the pH of the medium and causes the loss za tra il substrato e la vernice, rendendo possibile blistering o la of adhesion between the substrate and the coating, thus making delaminazione e che il metallo resti esposto al mezzo. Nelle zone it possible that the blistering or the delamination occurs and that anodiche compaiono i segni visibili della corrosione a causa della the metal remains exposed to the medium. In the anodic areas, the formazione di ossido, che possono causare anche la rottura del 4 5
ISO 12944-5. Paints and varnishes. Corrosion protection of steel structures by protective paint systems. Part 5: Protective paint systems. M.T. Rodriguez, J.J. Gracenea, J.J. Saura, J.J. Suay, Prog. Org. Coat. 50 (2004) 68; J.J. Suay, M.T. Rodriguez, K.A. Razzaq, J.J. Carpio, J.J. Saura, Prog. Org. Coat. 46 (2003) 121; M.T. Rodriguez, J.J. Gracenea, S.J. García, J.J. Saura, J.J. Suay, Prog. Org. Coat. 50 (2004) 123; S. J. García, J. Suay. Prog. Org. Coat., 59 (2007) 251-258.
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ISO 12944-5. Pitture e Vernici. Protezione di strutture di acciaio dalla mediante sistemi di verniciatura protettiva.. Parte 5: Sistemi di verniciatura protettiva. M.T. Rodriguez, J.J. Gracenea, J.J. Saura, J.J. Suay, Prog. Org. Coat. 50 (2004) 68; J.J. Suay, M.T. Rodriguez, K.A. Razzaq, J.J. Carpio, J.J. Saura, Prog. Org. Coat. 46 (2003) 121; M.T. Rodriguez, J.J. Gracenea, S.J. García, J.J. Saura, J.J. Suay, Prog. Org. Coat. 50 (2004) 123; S. J. García, J. Suay. Prog. Org. Coat., 59 (2007) 251-258.
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PROTECTIVE COATINGS
INNOVATIONS
visible signs of the corrosion appear due to the formation of the oxide, which can also result in the failure of the coating. To avoid that this mechanism occurs, the coatings must prevent the activity of interphase with the substrate, which requires a high bonding strength. In the ACET test, the samples of coating applied to the metal substrate come into contact with the electrolyte (solution of sodium chloride) and, after an initial characterisation by EIS, they undergo, under controlled parameters that allow a comparison, 6 cycles of the following 3 steps: − Cathodic polarisation − Stabilisation period − Final EIS measurement.
rivestimento. Per impedire che questo meccanismo si verifichi è necessario che le vernici impediscano l’attività di interfase con il substrato, il che esige un’elevata adesione. Nella prova ACET, i provini di vernice applicata sul substrato metallico entrano in contatto con l’elettrolita (soluzione di cloruro di sodio) e dopo una caratterizzazione iniziale mediante EIS subiscono, sotto parametri controllati che consentano la comparazione, 6 cicli delle 3 fasi seguenti: − Polarizzazione catodica. − Periodo di stabilizzazione − Misurazione EIS finale.
2H2O (l) + 2 e- - H2 (g) +2 OH–
2H2O (l) + 2 e- - H2 (g) +2 OH–
The study of the relaxation phase allows to determine which phenomena occurred, as well as when and with what intensity, since the potential of the coated metal relaxes according to different models.
Lo studio della fase di rilassamento consente di determinare quali fenomeni si sono verificati, quando hanno avuto luogo e con quale intensità, dal momento che il potenziale del metallo rivestito si rilassa seguendo modelli diversi.
The Acet Test on the Coatings Intended for Offshore Wind Turbines
Studio mediante ACET di vernici per aerogeneratori Off-shore
Potential (V)
As can be seen, the ACET provides 7 EIS tests, which allow to calculate the average stress for the deterioration the coating; the comparison of the results obtained by the EIS tests enables to analyse the evolution of the coating and the rapidity of the changes. Where the permeability and adhesion of the coating allow the contact between the electrolyte and the substrate, 3 a cathodic reaction occurs in the polarisation, causing the 3 generation of H2 and OHThe different stages of the ACET. according to the mechanism Le diverse fasi della ACET. shown below: delamination of the coating and production of oxides and hydroxides of iron.
Come si può notare, la ACET prevede di realizzare 7 prove EIS tra le quali media uno stress per deteriorare il rivestimento; la comparazione dei risultati ottenuti usando l’EIS consente di analizzare l’evoluzione seguita dal riveTime of stimento e la rapidità con la Relaxation quale i cambiamenti si sono verificati. Laddove la permeabilità e l’adesione del rivestimento consentano il contatto fra l’elettrolita e il substrato, si verificherà nella polarizzazione una reazioTime (min) ne catodica che implicherà la generazione di H2 e OH- verificandosi secondo il meccanismo illustrato prima la delaminazione della vernice e la produzione di ossidi e idrossidi di ferro.
Based on the extreme sensitivity for the characterisation of the EIS and on our knowledge of the coatings failure mechanism, ten coating systems with a 300 μ thickness, including a zincrich coat, an intermediate layer and a polyurethane finish, were analysed. The table below describes the specimens tested.
Basandosi sull’estrema sensibilità per la caratterizzazione della EIS, e sulla conoscenza del meccanismo di cedimento delle vernici, è stato realizzato uno studio di dieci sistemi di verniciatura di 300 μ di spessore che includono una mano ricca di zinco, una mano di intermedio e una finitura poliuretanica. Nella tabella allegata si descrivono i provini testati.
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José Javier Gracenea, MEDCO S. L.. Castellón de la Plana, Castellón, Spain
Provino
Table 1: Description of the specimens tested (ISO 20340) and supplied by the customer.
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10
Descrizione
Primer ricco di Zinco epossidico Intermedio epossidico ad alto spessore Finitura poliuretano-acrílica
Spessore dello strato (micron)
ISO 20340
302-289 292-279 303-288 300-290 315-298 300-286 313-298 310-296 251-240 311-297
6,4 ± 0,8 10,2 ± 1,8 6,4 ± 0,8 9,4 ± 1,4 3,6 ± 0,5 3,7 ± 0,6 6,5 ± 0,7 3,4 ± 0,7 10,4 ± 1,6 8,2 ± 1,9
The test conditions are as follows: The tests were carried out with a potentiostat-galvanostat IM6x produced by the German company Zahner Elektrik GmbH & CO. KG, with a range of frequencies from 10 μHz to 3 MHz and a maximum intensity of current of 2A. The range of impedance is 10E-3/10E3 Ohm. For the data processing, the software Thales 3.15 was used. The measurement of the specimens was carried out with a measurement module consisting of a Faraday cage and four cells, each with three electrodes: the working electrode (the substrate to be tested), the reference electrode (Ag/AgCl) and the counter electrode (platinum). The cells were filled with the electrolyte 3.5% weight y (NaCl ( g in deionised water). )
Tabella 1: Descrizione dei provini testati (ISO 20340) e forniti dal cliente.
Le condizioni del test sono le seguenti: Le prove sono state realizzate con un potenziostato-galvanostato IM6x dell’azienda tedesca Zahner Elektrik GmbH & CO. KG con una gamma di frequenze da 10 μHz a 3 MHz e un’intensità massima di corrente di 2A. Il range di impedenza è di 10E-3/10E3 Ohm. Per il trattamento dei dati è stato usato il software Thales 3.15. Per la misurazione dei provini è stato utilizzato un modulo di misurazione composto da una gabbia di Faraday e da quattro celle quindi ognuna di esse tre elettrodi: quello di lavoro (il substrato da testare), quello di riferimento (Ag/AgCl) e il controelettrodo (Platino). Le celle sono state riempite con l’elettrolita (NaCl 3.5% in peso in acqua ( p q deionizzata). )
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Measurement module and potentiostat. Modulo di misurazione e potenziostato.
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PROTECTIVE COATINGS
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The test conditions imply a measurement of the EIS at the free corrosion potential (AC) in order to measure the initial impedance of the coating/substrate system. A potentiostatic sinusoidal signal with an amplitude of 0.01V and a frequency range of 105Hz to 2·10-3Hz was used. The polarisation potential was -4V, applied for 20 minutes. The relaxation time used was 167 minutes. At the end, an EIS measurement was performed at the free corrosion potential (AC). This cycle can be repeated until the degradation of the coating, or, even better, for a number of times allowing a comparison between the different systems – in the case presented here, it was repeated 6 times.
Le condizioni di prova implicano una misurazione EIS al potenziale libero di corrosione (AC). In questo modo, si ottiene l’impedenza iniziale del sistema rivestimento/substrato. Si è utilizzato un segnale sinusoidale potenziostatico di ampiezza 0.01V e gamma di frequenza da 105Hz a 2·10-3Hz di. Il potenziale di polarizzazione era di -4V applicato per un tempo di 20 min. Il tempo di rilassamento utilizzato è stato di 167 minuti. Alla fine è stata effettuata una misurazione EIS al potenziale libero di corrosione (AC). Questo ciclo si può ripetere fino alla degradazione del rivestimento, o meglio un numero dato di volte per le quali si possano avere risultati comparativi tra i diversi sistemi; nel caso presentato 6 volte. 5
Measurement module integrating the cells and the related electrodes. Modulo di misurazione che incorpora le celle e gli elettrodi corrispondenti.
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Risultati ottenuti e correlazione
Results and Correlation The Bode plot obtained by the ACET test shows the phase (theta) and impedance (lZl) values at the end of 6 cycles of degradation.
Il grafico di Bode ottenuto con il test ACET mostra i valori della fase (teta) e la impedenza (lZl) alla fine di 6 cicli di degradazione.
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Bode plot. Impedance and phase values. Grafico di Bode. Valori di impedenza e di fase.
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José Javier Gracenea, MEDCO S. L.. Castellón de la Plana, Castellón, Spain
It is interesting to notice that the impedance values of the coating system S1 change from cycle to cycle, although with minor differences, and that the phase values reveal the performance characteristics of the coating.
Allo stesso modo, possiamo apprezzare come l’impedenza del sistema di verniciatura S1 si modifichi con l’avanzare dei cicli sebbene presenti differenze minime e come la fase manifesta le caratteristiche prestazionali del rivestimento di vernice.
System 1 Panel 290 µm
E Relaxation (V vs Ag/AgCI)
System 1 Panel 290 µm
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Bode plot and relaxation of the specimen S1. Grafico di Bode e di rilassamento del provino S1.
The plot shows an initial value of relaxation potential near 0V. The degradation (cathodic polarisation) does not cause any perceptible difference in the evolution of the potential, with the relaxation time of each cycle. In general, it can be stated that the specimens have an excellent anti-corrosion behaviour. The values presented in the plots for each sample can be correlated with the values of delamination provided for the evaluation carried out according to the standard ISO 20340. An earlier study conducted by Kending and others6 suggests a correlation between the failure time (TTF) due to the exposure to salt spray and the exposure time calculated by means of electrochemical parameters involved in the absorption of water from the coating and in the resistance to corrosion of the system. The study presented in this article demonstrates the possibility to correlate the penetration of corrosion (mm) obtained at the end of 25 weeks of tests with the adhesion and the permeability of the coating system. In a first approximation, polynomial models of degree 2 were
Il grafico di rilassamento mostra un valore iniziale di potenziale vicino a 0V. La degradazione (polarizzazione catodica) non causa differenze apprezzabili nell’evoluzione del potenziale con il tempo di rilassamento per ogni ciclo. In generale, possiamo dire che i provini presentano un eccellente comportamento anticorrosivo. I valori rappresentati nei grafici per ogni provino possono essere correlati con i valori di delaminazione forniti per la valutazione realizzata secondo la norma ISO 20340. Uno studio precedente realizzato da Kending et al6 propone la correlazione tra il tempo di cedimento (TTF) a causa dell’esposizione in nebbia salina e il tempo di esposizione calcolato mediante parametri elettrochimici implicati nell’assorbimento di acqua del rivestimento e la resistenza alla corrosione del sistema. Nello studio presentato in questo articolo si dimostra la possibilità di correlare la penetrazione della corrosione (mm) ottenuta alla fine di 25 settimane di prova con l’adesione e la permeabilità del sistema di rivestimenti. In una prima approssimazione si considerarono modelli polino-
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Kendig, M., Jeanjaquet, S., Brown, R., and Thomas, F., Rapid Electrochemical Assessment of Paint” JCT, 68, 863 (1996) 39.
Kendig, M., Jeanjaquet, S., Brown, R., and Thomas, F., Rapid Electrochemical Assessment of Paint” JCT, 68, 863 (1996) 39.
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taken into account and regressions linked to the behaviour of the specimens in an intermediate time of 12 weeks were used as a conditioner. Two models were taken into consideration: the first one was based on the permeability of the specimens (model 1), while the second one focused on the adhesion in the interphase of the specimens (model 2).
mici di grado 2 e come condizionante regressioni che avessero tenuto in considerazione il comportamento dei provini in un tempo intermedio di 12 settimane. Si considerarono due modelli, il primo dei quali era fondato sulla permeabilità dei provini (modello 1) e il secondo teneva in considerazione, oltre e in modo preponderante, l’adesione nella interfase dei provini (modello 2).
(Model 1) (Model 2)
(Modello 1) (Modello 2)
Delamination (mm)= f(permeability) Delamination (mm)= f(interphase adhesion)
The results obtained for the two models are illustrated in the chart below.
Delaminazione (mm)= f(permeabilità) Delaminazione (mm)= f(adesione interfase)
I risultati ottenuti con i due modelli sono illustrati nel grafico seguente.
mm delamination
Correlation models 1 and 2
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Correlations of model 1 and model 2. 8
Specimen
The results obtained show that the model 2, in general, has better correlations with the ISO 20340 test. However, with the aim of getting as close as possible to it, a third model (model 3), which did not take into account the data provided by the specimens in an intermediate time of 12 weeks (included in the model 2), was developed.
Correlazioni modello 1 e modello 2.
I risultati ottenuti dimostrano che il modello 2, in generale, offre migliori correlazioni con la prova ISO 20340. Tuttavia, e con l’idea di avvicinarsi il più possibile, si sviluppò un terzo modello (modello 3) che non teneva in considerazione i dati offerti dai provini in un tempo intermedio di 12 settimane che includeva il modello 2.
mm delamination
Correlation of mathematical model 3
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Correlation of model 3.
Specimen
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Correlazione modello 3.
The values obtained by the polynomial functions used showed a better correlation with the results obtained by the traditional test.
Conclusions The ACET technique proves to be a powerful tool for predicting the corrosion phenomena observed at the end of 25 weeks of cyclic exposure, in compliance with the standard ISO 20340. In little more than 24 hours – the time needed for the test and the subsequent data processing – it is possible to obtain estimates of the penetration within the tolerances of the values obtained by the traditional technique at the end of 25 cycles. This innovation is in line with the need to generate renewable energies by using ecologically and economically efficient generators.
I valori ottenuti mediante le funzioni polinomiche utilizzate mostrarono una miglior correlazione con i risultati ottenuti con la prova convenzionale.
Conclusioni La tecnica ACET si dimostra uno strumento potente per la previsione della corrosione osservata alla fine di 25 settimane di esposizione ciclica, secondo la norma ISO 20340. In un tempo di 24h di prova, più il trattamento dei dati a seguire, si ottengono previsioni della penetrazione che si trovano all’interno delle tolleranze dei valori ottenuti mediante la tecnica convenzionale alla fine di 25 cicli. Questa innovazione è in linea con la necessità di generare energie rinnovabili che implicano anche l’utilizzo di generatori efficienti ecologicamente ed economicamente.
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USE OF SUPERFINISHING ON BALL VALVES COATED BY HVOF SPRAYING Utilizzo della superfinitura su valvole a sfera rivestite con metodologia HVOF
T
he HVOF (High Velocity Oxy-Fuel) deposition is a technique for metal spraying that improves the surface characteristics of a material and prolongs its life even in highly corrosive environments. The coating obtained has the following characteristics: • High resistance to wear and high temperatures • High and controllable hardness (up to 1200-1400 Hv300) • Low porosity (reduced to 1-1.5%) • High adhesion force (compression higher than 80Mpa) • Maximum thickness of 13mm • Particularly fine surface finish with good Ra values. These advantages are obtained without changing the toughness and the structural characteristics of the substrate. Compared to brazing and other techniques for metallisation (such as the plasma cutting), in the HVOF process most of the energy imparted to the particles is kinetic, rather than thermal. This allows a reduction in the number of particles that are oxidised in the process. Furthermore, the high flow velocity ensures that any particles not fully melted are deformed by the impact, thus reducing the porosity of the final coating and increasing its degree of
L
a deposizione HVOF (High Velocity Oxy-Fuel) è una tecnica di metallizzazione a spruzzo che consente di migliorare le caratteristiche superficiali di un materiale e di prolungarne la durata anche in ambienti molto corrosivi. Il rivestimento prodotto - presenta queste caratteristiche: • Alta resistenza ad usura e alle elevate temperature • Durezza elevata e controllabile (fino a 1200-1400 Hv300) • Scarsa porosità (ridotta all’1-1.5%) • Elevata resistenza di ancoraggio (compressioni superiori a 80Mpa) • Spessore massimo di 13mm • Finitura superficiale particolarmente fine con buoni valori di Ra. Questi vantaggi sono ottenibili senza alterare la tenacità e le caratteristiche strutturali del substrato. Rispetto alla brasatura ed alle altre tecniche di metallizzazione (per esempio con arco-plasma), nella tecnica HVOF gran parte dell’energia impartita alle particelle è di tipo cinetico piuttosto che termico, questo consente una riduzione del numero di particelle che si ossidano durante la lavorazione. Inoltre, l’elevata velocità del flusso garantisce che le eventuali particelle non completamente fuse vengano deformate dall’impatto stesso, riducendo così eventuali porosità del rivestimento finale ed incrementando il grado di ancoraggio del
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Microscope characterization of HVOF coating. Caratterizzazione al microscopio del riporto HVOF.
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G. P. Marconi, 2Effe Engineering S.r.L., Soiano del Lago (BS), Italy A. Giussani, Rösler Italiana S.r.l., Concorezzo (MB), Italy
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Ra trend (raw) of specimen with HVOF coating superfinished using conventional abrasive Andamento Ra (grezzo) di campioni con riporto HVOF superfiniti con abrasivo tradizionale.
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adhesion. The process uses a mixture of fuels; the kerosene burns with a high percentage of oxygen and produces a flame whose speed of gas flow exceeds 2000m/sec. Metal powders are injected in radial direction in this flow; they are immediately melted and accelerated up to about 1000m/sec. Once they have hit the substrate, the particles rapidly solidify creating, due to the high kinetic energy, lamellar structures (splats).
riporto stesso. Il processo fa uso di una miscela di combustibili: il cherosene brucia con un’elevata percentuale di ossigeno e produce una fiamma la cui velocità del flusso dei gas supera i 2000 m/sec. In questo flusso vengono iniettate radialmente le polveri metalliche che vengono immediatamente fuse ed accelerate sino a circa 1000m/sec. Una volta impattato il substrato, le particelle solidificano rapidamente dando luogo, grazie all’elevata energia cinetica posseduta, a strutture lamellari (splat).
Characteristics of the coating HVOF - Carbides (WC, Cr3C2) dispersed in the metal matrix (Co, Ni) (Fig. 1) - High hardness: 1000-1300 Hv Wc-Co; 900-1000 Hv Cr3C2-Ni - High roughness (3-4μm).
Caratteristiche del riporto HVOF
Superfinishing of surfaces The isotropic superfinishing is a non-abrasive mechanical/ chemical process which gives the pieces a structure with low surface roughness and a finish with an excellent ability to reduce friction, wear, noise, as well as contact fatigue. The processing – that uses the collision between the piece to be processed and a great number of abrasive media – is carried out through three elements: - Vibro finishing system - Abrasive media - Consumable. The machine provides energy to the mass of media and to the pieces; the media exert the abrasive action, while the consumable gives rise to the physical-chemical action. The process is carried out in the vibratory machine until the
- Carburi (WC, Cr3C2) dispersi in matrice metallica (Co, Ni) (fig. 1) - Elevate durezze:1000-1300 Hv Wc-Co; 900-1000 Hv Cr3C2-Ni - Elevata rugosità (3-4μm).
Superfinitura delle superfici La superfinitura isotropica è un processo meccanico/ chimico non abrasivo che conferisce ai pezzi una struttura superficiale con bassa rugosità e una finitura con eccellenti capacità di ridurre l’attrito, l’usura, il rumore, e anche la fatica dinamica da contatto. La lavorazione – che sfrutta la collisione tra l’oggetto da lavorare e una moltitudine di agenti abrasivi – viene effettuata servendosi di tre elementi: - Macchina di vibrofinitura - Media abrasivi - Prodotto chimico. La macchina fornisce energia alla massa di media ed ai pezzi; i media svolgono l’azione abrasiva; il prodotto chimico da corpo all’azione chimico-fisica. Il processo viene portato avanti nella macchina a vibrazione finché le superfici dei pezzi non risultano
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Behaviour of the Cr3C2-Ni.
Behaviour of WC-Co.
Comportamento del Cr3C2-Ni.
Comportamento del WC-Co.
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Microscope image of the new abrasive developed by Rösler. Immagine al microscopio dell’abrasivo innovativo messo a punto da Rösler.
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G. P. Marconi, 2Effe Engineering S.r.L., Soiano del Lago (BS), Italy A. Giussani, Rösler Italiana S.r.l., Concorezzo (MB), Italy
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Ra trend (raw) of specimen with HVOF coating superfinished with the new abrasive. Andamento Ra (grezzo) di campioni con il riporto HVOF superfiniti con l’abrasivo innovativo.
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(Cr3C2-Ni results in 5 hours; WC-Co results in 10 hours) (Cr3C2-Ni risultato in 5 ore; WC-Co risultati in 10 ore)
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Behaviour of Cr3C2 superfinished with the new abrasive.
Behaviour of WC-Co superfinished with the new abrasive.
Comportamento del Cr3C2 superfiniti con l’abrasivo innovativo.
Comportamento del WC-Co superfinito con l’abrasivo innovativo.
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A “domeless” machine for the superfinishing Una macchina “domeless” di superfinitura.
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The component is fixed directly into the working bowl. Il fissaggio del componente all’interno della macchina di lavoro.
surfaces of the pieces are free from any roughness and polished to the requested finishing degree. The Fig. 2 shows the Ra trend (raw) of specimens with HVOF coating subjected to conventional finishing with abrasives, while the Fig. 3 and 4 show respectively the behaviour of Cr3C2 and of WC-Co. Recently, Rösler and 2Effe Engineering have conducted an experiment in isotropic superfinishing with an innovative abrasive developed by Rösler (Fig. 5). The Fig. 6 shows the Ra trend (raw) with the use of the new abrasive, while the Fig. 7 and 8 show respectively the behaviour of Cr3C2 and of WC-Co.
esenti da asperità e levigate con il grado di finitura superficiale desiderato. Le fig. 2 mostra l’andamento Ra (grezzo) di provini con riporto HVOF sottoposti a superfinitura con abrasivo tradizionale, mentre le figg. 3 e 4 mostrano rispettivamente il comportamento del Cr3C2 e del WC-Co. Recentemente, Rösler e 2Effe Engineering hanno condotto un esperimento di superfinitura isotropica con un abrasivo innovativo messo a punto da Rösler (fig. 5). La fig. 6 mostra l’andamento Ra (grezzo) con l’utilizzo del nuovo abrasivo, mentre le figg. 7 e 8 mostrano rispettivamente il comportamento del Cr3C2 e del WC-Co.
Experiments on a ball valve coated by HVFO spraying
Sperimentazione su valvola sferica rivestiva HVFO
The piece subjected to finishing is the following: - 6” ball - WC-Co coating - Ground surface A “domeless” machine (Fig. 9), which differs from the traditional vibro finishing systems by the absence of the central “dome”, was used. The component is fixed directly into the
Il pezzo sottoposto a superfinitura è il seguente: - Sfera da 6” - Rivestita WC-Co - Rettificata Per la lavorazione è stata utilizzata una macchina “domeless” (fig. 9), che si differenzia dalle classiche macchine da vibrofinitura per l’assenza del “duomo” centrale. Il componente viene
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G. P. Marconi, 2Effe Engineering S.r.L., Soiano del Lago (BS), Italy A. Giussani, Rösler Italiana S.r.l., Concorezzo (MB), Italy
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The ground surface of the ball valve (the machining marks are clearly visible) compared to the superfinished surface. La superficie rettificata della valvola sferica (sono evidenti i segni di lavorazione) rispetto alla superficie superfinita.
working bowl, using equipment specially designed to promote the correct trajectory of the abrasives and media (Fig. 10). The domeless system can handle balls with a diameter up to 1500mm. The workpiece is fixed inside the bowl and immersed in the media. The traditional drag machine can handle balls with a diameter up to 600mm. The piece is fixed to the spindle and rotates in the static media.
fissato direttamente all’interno della vasca di lavoro, utilizzando un’attrezzatura opportunamente realizzata per favorire la corretta traiettoria dei media e dell’abrasivo (fig. 10). L’impianto domeless consente il fissaggio di sfere fino a diametro 1500 mm. Il pezzo viene fissato all’interno della vasca ed immerso nei media. L’impianto drag machine tradizionale consente il fissaggio di sfere fino a diametro 600 mm. Il pezzo viene fissato al mandrino e posto in rotazione all’interno dei media statici.
Results obtained The result obtained from this experiment is the reduction of the surface roughness, which is also more evenly distributed than the initial condition (Fig. 11). The advantages of the finishing applied to ball valves coated by HVFO spraying are as follows: - Reduction of the grinding costs: only the respect of dimension is required - Reduction of the working torque in operation: the reduced surface roughness and the absence of machining marks reduce the friction.
Risultati ottenuti Il risultato conseguito dalla sperimentazione è la riduzione della rugosità superficiale, che inoltre risulta essere più omogeneamente distribuita rispetto alla condizione di partenza (fig. 11). I vantaggi della superfinitura applicata a valvole sferiche rivestite HVFO sono i seguenti: - Riduzione dei costi di rettifica: È necessario solamente il rispetto dimensionale - Riduzione della coppia di movimentazione in esercizio: la ridotta rugosità e l’assenza di segni di lavorazione riducono l’attrito.
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PROTECTIVE COATINGS
STANDARD & LEGISLATION
PIPELINE COATINGS AND CORROSION PROTECTION FOR OIL & GAS NETWORKS Rivestimenti e protezione dalla corrosione di tubazioni per reti oil & gas
Image courtesy Snam Rete Gas S.p.A.
Anti-corrosion coatings The international technical regulations. The new series of standards ISO 21809.
I rivestimenti anticorrosivi La normativa tecnica internazionale. Le nuove norme ISO della serie 21809.
The objective of the participation in the international standardisation is the achievement of agreements among the sector operators (users, coating manufacturers and materials manufacturers) in order to obtain recognised standards/ guidelines representing the state of the art of the technology and, above all, common to everyone. Among the ISO regulations, the TC67/SC2 committee defines a work program (WG 14) which, in the last few years, has led to the drawing up and publication of a series of technical standards
Gli obiettivi della partecipazione ai lavori internazionali sono il raggiungimento di accordi fra gli operatori del settore (utilizzatori, produttori di rivestimento e produttori di materiali) per poter disporre di norme/linee guida riconosciute, che rappresentino lo stato dell’arte della tecnologia e, soprattutto, siano condivise. In ambito ISO, nel TC67/SC2 è stato definito un programma di lavoro (WG 14) che ha portato negli ultimi anni alla elaborazione e pubblicazione di una serie di norme tecniche nel campo dei rivestimenti per l’anticorrosione.
50 OCTOBER 2011
Fabio Zanardo, Snam Rete Gas, San Donato Mil.se (MI), Italy Michele Castano, Eni SpA divisione Gas & Power (MI), San Donato Mil.se, Italy
in the field of anti-corrosion coatings. This set of standards covers the main application fields of the insulating coatings: pipes, field joints, concrete weight coatings. These standards define the materials, the classification of the coating systems and the technical and functional characteristics of the coatings for the transportation and distribution networks. This paper describes the innovations introduced by the new standards on a technical level and the new approach to the problem of the suppliers’ qualification.
Il gruppo di norme copre i principali campi di applicazione dei rivestimenti isolanti: tubi, giunti di saldatura, appesantimento in calcestruzzo. Tali norme definiscono i materiali, la classificazione dei sistemi di rivestimento e le caratteristiche tecnico-funzionali dei rivestimenti destinati alle reti di trasporto e di distribuzione. Questo articolo descrive le innovazioni introdotte dalle nuove norme a livello tecnico e la nuova filosofia d’approccio alle problematiche della qualificazione dei fornitori.
1 Preliminary remarks
1 Premessa
“The extension of the natural gas transportation and distribution networks is increasing and is now a considerable estate that needs to be safeguarded. As a consequence, more and more attention is taken to protect the pipelines against corrosion for obvious reasons of costs, continuity of operations and safety.” (APCE, technical documents). Urged by the companies from the oil and gas field, in 2003 the ISO decided to solve the problem of the lack of common technical standards in the field of anti-corrosion coatings. At the international level, in fact, there was not any standard for the pipeline coatings, aside from a few obsolete national documents. This lack caused the need for the operators to design, supply and build according to their own standard, which resulted in high development costs and, consequently, in problems of definition/ standardisation of the technical requirements. Ultimate consequences: high costs, increase in the planning difficulties, variability of the technical requirements and difficulties in the supplies logistics. Accordingly, the creation of WG14 (Petroleum and natural gas industries – External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems) by the ISO/TC 67 regulation (Petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 2, Pipeline transportation systems) was decided with the purpose of developing standards dedicated to the pipeline coatings. The final product is the series of standard ISO 21809 (parts 1 to 5 have already been published) which, under a common and general title, consists of several parts, each dedicated to a particular type of coating.
“L’estensione delle reti di trasporto e distribuzione gas naturale è in costante aumento e costituisce oggi un ingente patrimonio, che richiede di essere salvaguardato. Di conseguenza sempre maggiore attenzione è posta nella protezione delle condotte dalla corrosione, per evidenti motivi economici, di continuità di esercizio e di sicurezza.” (APCE, documenti tecnici). Nel 2003 in ambito ISO fu deciso, sulla spinta delle aziende del settore oil & gas, di risolvere il problema della carenza di normativa tecnica condivisa nel campo dei rivestimenti anticorrosivi. A livello internazionale non era infatti disponibile normativa dedicata ai rivestimenti per pipelines se non documenti, ormai obsoleti, su base nazionale. Questa carenza causava la necessità, per gli operatori di pipelines, di progettare, approvvigionare e realizzare a fronte di normativa sviluppata in proprio, con conseguenti costi di sviluppo e problematiche di definizione/uniformazione dei requisiti tecnici richiesti. Conseguenza finale: costi elevati, moltiplicazione delle difficoltà di programmazione, variabilità dei requisiti tecnici e difficoltà nella logistica degli approvvigionamenti. Di conseguenza all’interno del ISO/TC 67, Petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 2, Pipeline transportation systems, fu quindi deliberata la formazione del WG14 (Petroleum and natural gas industries – External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems), allo scopo di elaborare norme dedicate ai rivestimenti per pipelines. Il prodotto finale è la serie di norme ISO 21809 (parti da 1 a 5 già pubblicate) che sotto ad un titolo comune e generale, è costituita da più parti ognuna specifica per un determinato tipo di rivestimento.
Petroleum and natural gas industries — External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems: Part 1: Polyolefin coatings (3- layer PE and 3- layer PP) Part 2: Fusion bonded epoxy coatings Part 3: Field joint coatings Part 4: Polyethylene coatings (2-layer PE) Part 5: External concrete coatings Part 6: Fusion bonded epoxy coatings multilayer Part 7: Multi-component polyolefin based powder coatings
Petroleum and natural gas industries — External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems: - Part 1: Polyolefin coatings (3- layer PE and 3- layer PP) - Part 2: Fusion bonded epoxy coatings - Part 3: Field joint coatings - Part 4: Polyethylene coatings (2-layer PE) - Part 5: External concrete coatings - Part 6: Fusion bonded epoxy coatings multilayer - Part 7: Multi-component polyolefin based powder coatings
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PROTECTIVE COATINGS
STANDARD & LEGISLATION
The purpose of this series of technical standards is the standardisation of the commercially available and usable external coatings intended for both onshore and offshore structures for the transportation of oil and natural gases. The set of standards defines the main coatings, the physical and chemical properties, the application methods, the qualification criteria and the testing process. The reference documents which have been chosen and used as a starting point for the drawing up of these standards were the following relevant national standards: ECISS: prEN 10285, prEN 10287, prEN 10286, EN 10309, EN 10288, EN 10289, EN 10290, EN 10310, EN 10301 CSA: Z245.20, Z245.21 AFNOR: NF A49-705, NF A49-711, NF A49-716
Lo scopo di questa serie di norme tecniche è la standardizzazione di rivestimenti esterni, commercialmente disponibili ed utilizzabili, sia per strutture on-shore che off-shore, per il trasporto di olio e gas naturale. La serie di norme definisce i principali rivestimenti, le proprietà fisico-chimiche, le metodologie applicative, le filosofie di qualificazione ed il testing. Per l’elaborazione di tali norme sono stati individuati documenti di riferimento, utilizzati come base di partenza, costituiti da alcune normative nazionali nel settore: ECISS: prEN 10285, prEN 10287, prEN 10286, EN 10309, EN 10288, EN 10289, EN 10290, EN 10310, EN 10301 CSA: Z245.20, Z245.21 AFNOR: NF A49-705, NF A49-711, NF A49-716
2 Reasons for international standards
2 Perché la normativa internazionale
The standardisation of the coatings is significant in terms of both costs and structures security for the whole oil and gas industry. The methods to protect a buried metal structure against corrosion are the active protection (cathodic protection) and the passive protection (anti-corrosion coatings); these methods are closely interconnected and the effectiveness of one of them is reflected in the effectiveness of the whole pipeline protection system. These considerations should lead to pay a particular attention to the corrosion protection of pipelines, during both the selection and application of the coatings and the construction of the pipes. The anti-corrosion technical approach includes: • a careful choice of the most suitable coating, • the pre-qualification of the coating materials suppliers and applicators, • quality controls during the production of the coatings, • checks on the status of the coating before the application through the supervision of the passive protection activities entrusted to certified engineering companies. Unfortunately, in the absence of a specific legislation shared by all the industry players, these objectives were achieved independently by each operator, with a consequent variability of the requirements and waste of resources.
La standardizzazione dei rivestimenti costituisce un’attività rilevante nel settore industriale, sia dal punto di vista economico che per la sicurezza delle strutture, per tutta l’industria dell’olio e del gas. I sistemi per proteggere dalla corrosione una struttura metallica interrata sono la protezione attiva (protezione catodica) Image courtesy Snam Rete Gas S.p.A. e la protezione passiva (rivestimenti anticorrosivi); tali sistemi sono strettamente interconnessi e l’efficacia di uno di essi si riflette totalmente nell’efficacia dell’intero sistema di protezione della condotta. Queste considerazioni devono portare a curare in maniera particolare la protezione anticorrosiva delle condotte, sia durante la fase di scelta e realizzazione dei rivestimenti che durante la fase di costruzione della condotta. La filosofia tecnica dell’anticorrosione prevede infatti: • un’accurata scelta del rivestimento più adatto al caso specifico, • la qualificazione preventiva dei fornitori dei materiali di rivestimento e degli applicatori, • controlli di qualità in fase di realizzazione dei rivestimenti, • controlli sullo stato del rivestimento prima della posa tramite il ricorso alla supervisione delle attività di protezione passiva affidata a società di ingegneria certificate. Purtroppo in assenza di normativa specifica, condivisa dagli
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Fabio Zanardo, Snam Rete Gas, San Donato Mil.se (MI), Italy Michele Castano, Eni SpA divisione Gas & Power (MI), San Donato Mil.se, Italy
The aim of the participation in the international standardisation activities, therefore, is the achievement of agreements between the industry players (users, coating manufacturers and materials manufacturers) in order to obtain recognised standards/ guidelines representing the state of the art of the technology and, above all, common to everyone. Internationally accepted technical standards facilitate the supply, favour the interchangeability of parts produced by different manufacturers and increase the reliability, quality and overall performance of the operators. Last but not least, they facilitate the maintenance of the high quality levels achieved by sector’s companies. From the industry point of view, the participation in the standardisation work allows: • the control over the technical solutions and the requirements introduced and over the obligations arising from the imposition of regulatory requirements that may have significant implications at the technical/ plant level, which can considerably impact also on the operating life of a structure, with direct consequences on its functioning as well as on the frequency and time requirements for maintenance; • to affect the qualitative aspects by discussing the technical standards that will be shared by the whole sector; and therefore to achieve: • lower purchase costs (e.g. reducing the layers thickness by introducing innovative materials); • continuous access to the others’ information and experience (reciprocity of the qualifications in compliance with the legislation), allowing a continuous technical updating; • reduction of the relevant costs such as those for the cathodic protection systems. The ultimate goal is the optimisation of the technical requirements, which will allow the rationalisation of the production, with economic benefits for all those concerned.
operatori del settore, questi obbiettivi erano raggiunti da ciascun operatore sulla base di proprie filosofie tecniche, con variabilità di requisiti e con una conseguente dispersione di risorse. Gli obiettivi della partecipazione ai lavori internazionali sono invece il raggiungimento di accordi fra gli operatori del settore (utilizzatori, produttori di rivestimento e produttori di materiali) per poter disporre di norme/linee guida riconosciute, che rappresentino lo stato dell’arte della tecnologia e, soprattutto, siano condivise. Norme tecniche accettate internazionalmente facilitano l’approvvigionamento, favoriscono l’intercambiabilità di parti provenienti da diversi produttori, aumentano l’affidabilità, la qualità e la performance totale degli operatori. Non ultimo, facilitano il mantenimento degli elevati livelli qualitativi raggiunti dalle industrie del settore. Dal punto di vista dell’industria, partecipare ai lavori di normalizzazione consente: • il controllo sulle soluzioni tecniche e sui requisiti introdotti nella normativa e conseguenti obblighi derivanti dall’imposizione dei requisiti normativi che possono avere risvolti tecnico/impiantistici consistenti, che possono avere impatti rilevanti anche sulla vita operativa della struttura incidendo direttamente sull’esercizio nonché sulle frequenze e tempi richiesti per la manutenzione; • di incidere sugli aspetti qualitativi, discutendo le regole tecniche che saranno poi comuni nel settore; e di ottenere quindi: • minori costi di acquisto (ad es. riducendo gli spessori introducendo materiali innovativi); • di accedere con continuità alle informazioni ed esperienze altrui (reciprocità delle qualifiche a fronte di normativa) consentendo l’aggiornamento tecnico continuo; • di ridurre i costi associati quali i costi per i sistemi di protezione catodica. L’obiettivo finale è raggiungere l’ottimizzazione dei requisiti tecnici che consentirà la razionalizzazione delle produzioni con benefici economici per tutti gli interessati.
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COATINGS FOR LIFE PITTURE FLUORURATE AD ALTA DURABILITA’
FLUORINATED COATINGS FOR A DURABLE PROTECTION Antigraffiti
Maintenance free
Tel.+39.02.6428117 Fax. +39.02.66112057 www.innoventions.it info@innoventions.it
PROTECTIVE COATINGS
STANDARD & LEGISLATION
3 Composition of the industry technical bodies
3 Composizione degli organismi tecnici del settore
As mentioned above, the ISO work program was carried out by the delegations of the national standardization bodies, including engineers and experts from companies operating in this field: • Pipeline operators • Pipes and coatings manufacturers • Materials manufacturers. The group of Italian experts involved in the ISO TC67/SC2/WG14, formally present as UNSIDER delegation, was composed according to these criteria, reflecting most of the domestic industry at a high level. The work program was agreed between ISO TC67/SC2 and ECISS TC29/SC4, in compliance with the Vienna Agreement. The Vienna Agreement (ISO/CEN) allows the drawing up by one of the two bodies (in this case, ISO) and the following parallel vote by both of them. This method of parallel vote allows the transposition of an ISO standard into EN by the CEN and, subsequently, into the national legislations (UNI, DIN, BSI, AF-N, etc). Nowadays, both at national and international level, the standardization activities involve the following national, European and world bodies:
Come accennato in precedenza, il programma di lavoro ISO è stato seguito da delegazioni nazionali, emanazioni degli organismi normativi nazionali, comprendenti tecnici ed esperti provenienti da aziende impegnate nel settore: • Operatori di pipeline • Produttori di tubi e rivestimenti • Produttori di materiali. Il gruppo degli esperti italiani all’ISO TC67/SC2/WG14, formalmente presente come delegazione UNSIDER, è stata composta seguendo tali criteri, riflettendo ad alto livello quasi tutta l’industria nazionale. Il programma di lavoro è stato concordato fra ISO TC67/SC2 ed ECISS TC29/SC4, in conformità all’accordo di Vienna. L’accordo di Vienna (ISO/CEN) consente l’elaborazione da parte di uno degli organismi (in questo caso ISO) ed il voto parallelo in entrambi. Questa modalità di voto parallelo consente quindi il recepimento della normativa ISO da parte CEN, come EN, ed infine come normativa nazionale (UNI, DIN, BSI, AF-N, ecc). Oggi in ambito nazionale e internazionale le attività normative prevedono i seguenti organismi nazionali, europei e mondiali:
COMPOSITION OF THE TECHNICAL BODIES Body
Participation level
Progress of work
UNSIDER Working Group E161405
Coatings and fittings for tubular products
Activated when necessary for the transposition of an international standard into UNI. It is the meeting point of the Italian technical experts.
CEN/ECISS TC/110 WG14
External coatings
Activated for the transposition into EN
External coatings
Activated according to the program
ISO/TC67/SC2 WG14 External coating
4 The new ISO standards
4 Le nuove norme ISO
“A functional specification describes the main features, characteristics, process conditions, limitations and exclusions defining the performance and the requirements for the use of a product, process or service.” “A technical specification is a document that prescribes the technical requirements that must be satisfied by a product, process or service in order to meet the specification itself. A technical specification should include, when appropriate, the procedures by which it should be determined if a given requirement is met.” ISO 13879 Most of the standards listed above have been completed and published by the WG 14 and 19 and their subgroups during the
“Una specifica funzionale descrive i tratti distintivi, le caratteristiche, le condizioni di processo, i limiti e le esclusioni che definiscono le prestazioni ed i requisiti d’uso di un prodotto, processo o servizio.” “Una specifica tecnica è un documento che prescrive requisiti tecnici che devono essere soddisfatti da un prodotto, processo o servizio allo scopo di ottemperare alla specifica stessa. Una specifica tecnica deve indicare, quando ritenuto appropriato, le procedure per mezzo delle quali dovrebbe essere determinato se un dato requisito è soddisfatto.” ISO 13879 Delle norme che abbiamo visto nel precedente elenco, la maggior parte sono state completate e pubblicate dai WG 14 e 19 e
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Fabio Zanardo, Snam Rete Gas, San Donato Mil.se (MI), Italy Michele Castano, Eni SpA divisione Gas & Power (MI), San Donato Mil.se, Italy
first stage of the original work program: • WG 14-1 Polyolefin coatings (3-layer PE, and 3-layer PP) ISO 21809-1 • WG 14-2 Fusion bonded epoxy coatings ISO 21809-2 • WG 14-3 Field joint coatings ISO 21809-3 • WG 14-4 Polyolefin coatings (2-layer PE) ISO 21809-4 • WG 14-5 Concrete coatings ISO 21809-5 Three standards are still in preparation (currently at the ISO DIS state), since the work on them started later: • WG 14-6 Fusion bonded epoxy multilayer coatings • WG 14-7 Multi-component polyolefin based powder coatings • WG 19 Thermal insulation coatings.
sottogruppi nella fase 1 del programma di lavoro originale: • WG 14-1 Polyolefin coatings (3-layer PE, and 3-layer PP) ISO 21809-1 • WG 14-2 Fusion bonded epoxy coatings ISO 21809-2 • WG 14-3 Field joint coatings ISO 21809-3 • WG 14-4 Polyolefin coatings (2-layer PE) ISO 21809-4 • WG 14-5 Concrete coatings ISO 21809-5 Tre sono in elaborazione, attualmente allo stato ISO DIS, in quanto di inizio più recente: • WG 14-6 Fusion bonded epoxy multilayer coatings • WG 14-7 Multi-component polyolefin based powder coatings • WG 19 Thermal insulation coatings.
5 The technical approach of the ISO 21809 series
5 Le filosofie tecniche delle norme ISO della serie 21809
These standards describe and make binding some activities that were previously left to agreements between the parties, with possible economic burdens and therefore not always observed or requested by the customers or, even worse, interpreted in many different ways. We are talking about aspects which are vital to ensure the final quality of the coatings, such as: • the qualification of the coating materials, prior to tenders and supplies • the qualification of the coating systems, with reference to both the equipment and the organisation of the company • the qualification of the applied coating, with the introduction of some new tests which might allow a better discrimination between the different coating systems. Concepts such as APS, PQT, PPT have been defined and the minimum contents determined. In this way, the documentation, the instrumentation and the different qualification steps are finally univocally defined and shared among the technical operators. In particular, all the rules of the 21809 series define certain coating process steps and a few important documents for their implementation:
Venendo alle norme, esse descrivono e rendono vincolanti alcune attività che in precedenza erano lasciate ad accordi fra le parti con eventuali aggravi economici e di conseguenza non sempre osservate o richieste dagli acquirenti o, peggio, interpretate nei modi più disparati. Si tratta qui di aspetti fondamentali per garantire la qualità finale dei rivestimenti, quali: • la qualifica dei materiali da rivestimento, preventiva rispetto a gare e forniture • la qualifica degli impianti di rivestimento, intesa come parte impiantistica ma anche come parte organizzativa dell’azienda • la qualifica del rivestimento applicato, con l’introduzione di alcuni nuovi test che potrebbero consentiImage courtesy Snam Rete Gas S.p.A. re una migliore discriminazione fra i diversi sistemi di coating. Concetti quali APS, PQT, PPT sono stati definiti ed i contenuti minimi individuati. In tal modo finalmente la documentazione, la strumentazione, le diverse fasi in cui si articola la qualifica sono univocamente definiti e condivisi fra gli operatori tecnici. In particolare tutte le norme della serie 21809 definiscono alcune fasi in cui si articola il processo di rivestimento ed alcuni documenti importanti per la loro esecuzione:
APS - Application Procedure Specification This document describes the procedures, methods, equipment and instrumentation to be used for the coating process. The
APS - Application Procedure Specification Questo documento descrive le procedure, i metodi, le attrezzature e strumentazioni che devono essere utilizzati per il processo
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PROTECTIVE COATINGS
STANDARD & LEGISLATION
Coater is required to have this document for each project and for each coating line. ITP - Inspection and Testing Plan An ITP provides an overview of: specific requirements, process steps, sequence and frequency of inspections and tests, appropriate resources and procedures. This document may be optionally requested by the Customer. PQT - Procedure Qualification Trial The PQT is the stage in which the Coater proves its ability to coat the pipeline in compliance with the project specifications. PPT - Pre-Production Trial The PPT is a further verification required for the coating of field joints and for the field applications, in which the Coater proves its capacity to work on project-specific pipes and with the given equipment, at the beginning of the activities on site. The new rules also define the type of certification which must be provided as a minimum standard, in compliance with the ISO or EN standards: they are documents complying with ISO 10474 or EN 10204, providing the results of the tests performed on the coating provided and signed by a legal representative of the supplier.
di rivestimento. È richiesto che il Coater ne disponga per ciascun progetto e per ciascuna linea di rivestimento. ITP - Inspection and Testing Plan Un ITP fornisce una visione di insieme di: requisiti specifici, fasi in cui si articola il processo, sequenza e frequenza delle ispezioni e test, incluse le risorse e procedure appropriate. È un documento che può essere richiesto facoltativamente dal Committente. PQT - Procedure Qualification Trial Il PQT è la fase in cui il rivestitore dimostra la propria capacità di rivestire tubi in conformità alla specifica di progetto. PPT - Pre-Production Trial Il PPT è un’ulteriore verifica, richiesta per il rivestimento dei giunti di saldatura e per le applicazioni in campo, in cui il rivestitore dimostra la propria capacità sui tubi specifici di progetto e con le attrezzature di lavoro all’inizio delle attività in cantiere. Le nuove norme definiscono inoltre anche il tipo di certificazioImage courtesy Snam Rete Gas S.p.A. ne, che deve essere fornita come standard minimo, in conformità a normativa ISO o EN. Si tratta di documenti in conformità a ISO 10474 o EN 10204 che forniscono i risultati dei test eseguiti sul coating fornito e sono firmati da un rappresentante legale del fornitore.
6 Interaction with other standards
6 Interazione con altre realtà di standardizzazione
The ISO standards are generally accepted and implemented at the national level also through agreements between the various national standardization bodies. As already stated, the transposition of an ISO standard into EN and then into the national legislations (e.g. UNI for Italy) is allowed by the Vienna Agreement between ISO and CEN. Furthermore, it is interesting to note that other internationally recognised documents for the oil and gas sector, such as the standards of DNV (Det Norske Veritas), have turned their attention to the recently approved ISO standards. From the perspective of the regulations standardisation, namely, it is important to point out that
La normativa ISO è generalmente accettata e recepita a livello nazionale anche grazie ad accordi esistenti tra i vari enti normativi nazionali. Come già visto in ambito europeo, il recepimento della normativa ISO come norma EN e successivamente come norma nazionale (esempio UNI per l’Italia), è garantita dall’accordo di Vienna tra ISO e CEN. È però interessante notare che anche altri documenti riconosciuti a livello internazionale nell’ambiente dell’oil and gas, come la standardizzazione DNV (Det Norske Veritas) ha rivolto la propria attenzione alle recenti Norme ISO approvate. Nell’ottica di razionalizzazione della normativa si rileva, infatti, che le
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Fabio Zanardo, Snam Rete Gas, San Donato Mil.se (MI), Italy Michele Castano, Eni SpA divisione Gas & Power (MI), San Donato Mil.se, Italy
the latest editions of the Recommended Practices issued by DNV, albeit with some amendments, have been revised to include the ISO standards. In particular, the documents DNV RP-F102 “Pipeline field joint coating and field repair of linepipe coating” and DNV RP-F106 “Factory applied external pipeline coatings for corrosion control”, issued in May 2011, refer to all the latest ISO standards published (ISO 21809 Part 1, Part 2 and Part 3) thus proving, if not emphasising, the remarkable result achieved.
ultime edizione delle Recommended Practice emesse da DNV, benché con alcuni emendamenti, sono state revisionate per includere le Norme ISO emesse. In particolare i documenti DNV RP-F102 “Pipeline field joint coating and field repair of linepipe coating” e DNV RP-F106 “Factory applied external pipeline coatings for corrosion control” emessi nel Maggio 2011, richiamano tutte le recenti Norme ISO pubblicate (ISO 21809 Part 1, Part 2 e Part 3) a sottolineare e se possibile enfatizzare, il ragguardevole risultato ottenuto.
7 Conclusions
7 Conclusioni
With the publication of the standard ISO 21809, a new goal has been achieved at the European level: making technical documents which are shared and defined on an industrial basis finally available to the industry. These standards allow the definition of materials, coating systems and technical and functional features which meet the actual needs of maintenance/expansion of the transportation networks. They also facilitate the industrialisation of new systems and the use of new materials, thus making them easily and widely suppliable.
Con la pubblicazione delle norme ISO della serie 21809 è stato raggiunto un obbiettivo finora mancato a livello europeo, rendendo finalmente disponibile per gli operatori del settore documenti tecnici condivisi e definiti su base industriale. Tali norme consentono la definizione di materiali, sistemi di rivestimento e caratteristiche tecnico-funzionali dei rivestimenti adatte alle effettive necessità di mantenimento/espansione delle reti di trasporto. Facilitano inoltre l’industrializzazione di nuovi sistemi e l’utilizzo di nuovi materiali, in modo tale da renderli facilmente e largamente approvvigionabili.
Image courtesy Snam Rete Gas S.p.A.
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PROTECTIVE COATINGS
EXHIBITIONS CALENDAR
NOVEMBER 2011 18 th INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS Perth, Australia November 20-24, 2011 www.18iccperth2011.com
FEBRUARY 2012 14 th MIDDLE EAST CORROSION Manama, Bahrain February 12-15, 2012 www.mecconline.org
MARCH 2012 CORROSION 2012 Salt Lake City, UT, U.S. March 11-15, 2012 http://events.nace.org/conferences/c2012 EXPO SURFACE 2012 Kielce, Poland March 27-29, 2012 www.targikielce.pl
MAY 2012 INACOATING 2012 Jakarta, Indonesia May 9-12, 2012 www.inacoating-exhibition.com V ST.PETERSBURG CHEMFORUM 2012 St. Petersburg, Russia May 15-18, 2012 www.corrosion.lenexpo.ru/en/ SURFEX PLUS 2012 Birmingham, UK May 29-30, 2012 wwwsurfexplus.co.uk
JULY 2012 LATINCORR 2012 Lima, Per첫 July 10-13, 2012 http://latincorr2012.org/index_english.htm
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by Paola Giraldo
PROTECTIVE COATINGS
ZOOM ON EVENTS
SEMINAR ON THE INNOVATIVE SURFACE TREATMENTS FOR THE FIELD OF INDUSTRIAL VALVES Seminario sui trattamenti superficiali innovativi per il settore delle valvole industriali
P
oliEFUN - Ente Formazione Universitaria (i.e. “Higher Education Institution”) of Politecnico - is the association created by the collaboration of the companies from the Surface Treatment field and the University to establish – under the scientific and technical guidance of Politecnico di Milano – a real and practical contact point between the world of work and the study courses. Poliefun is committed to the spread of the surface science knowledge, the support to research and the undertaking of studies and in-depth examinations. It aims at offering seminars with a high applicability level by involving the companies that operate in the fields concerned and at ensuring the high scientific quality of the topics. The first of three seminars planned for 2011, dealing with the “Innovative surface treatments for the field of industrial valves” (“Trattamenti superficiali innovativi per il settore delle valvole industriali”) was held on June, 23rd at the Politecnico di Milano premises. The seminar covered the following topics: - Non-stick and anti-corrosion coatings for applications in industrial valves and fittings Giandomenico Vita, SMALTIRIVA – a Division of Praxair s.r.l - Nitroxidation of steels for a possible replacement of the austenitic stainless steels P.L. Cavallotti, P. Cojocaru, L. Magagnin, L. Nobili, Dep. CMIC “G.Natta” Politecnico Milano, A.& G.L.Mancuso Colmegna SpA Siziano (PV) - Mechanical properties of the thermal spray coatings for valves: how and with what application prospects Elisabetta. Gariboldi, Nora Lecis – Politecnico di Milano – Dip. Meccanica Walter Cerri, Paolo Defendenti – Flame Spray S.p.A – Roncello (MI) - Use of the superfinishing on ball valves coated by HVOF spraying G. P. Marconi, 2EFFE ENGINEERING S.r.L., Soiano del Lago (BS) A. Giussani, RÖSLER ITALIANA S.r.l., Concorezzo (MB). (The last report is published in this issue of ipcm_Protective Coatings, in the Innovation section, pp. 44-49) The second Poliefun seminar, entitled “Surface treatments for the solar thermal and thermodynamic field”, will be held on November 16th, 2011 on the occasion of PV Tech, the International Exhibition on PV Production Equipment and Manufacturing Technologies. The last seminar is scheduled for December 1st, 2011. For further information: www.poliefun.org
P
oliEFUN - Ente Formazione Universitaria del Politecnico - è l’associazione nata dalla collaborazione delle aziende del settore del Trattamento delle Superfici e l’Università, sotto la guida tecnico-scientifica del Politecnico di Milano, per creare un punto di contatto reale e concreto tra mondo del lavoro e corsi di studio. PoliEFUN oggi è impegnata nella diffusione della conoscenza della scienza delle superfici: diffusione della conoscenza, ma anche stimolo alla ricerca, all’impegno nello studio e all’approfondimento. La tipologia dei seminari proposti si prefigge di mantenere un elevato livello applicativo, attraverso il coinvolgimento diretto delle aziende del settore interessato e conferma l’alta qualità scientifica dei temi trattati. Il primo dei tre seminari previsti per l’anno 2011, sui “Trattamenti superficiali innovativi per il settore delle valvole industriali” si è svolto lo scorso 23 giugno, presso il Politecnico di Milano. Il seminario ha contemplato le seguenti relazioni: - Rivestimenti anticorrosivi ed antiaderenti per applicazioni in valvole e rubinetteria industriale Giandomenico Vita, SMALTIRIVA – a Division of Praxair s.r.l - Nitrossidazione degli acciai per una possibile sostituzione degli inox austenitici P.L. Cavallotti, P. Cojocaru, L. Magagnin, L. Nobili, Dep. CMIC “G.Natta” Politecnico Milano, A.& G.L.Mancuso Colmegna SpA Siziano (PV) - Proprietà meccaniche di rivestimenti thermal spray per valvole: come e con quali prospettive per le applicazioni Elisabetta. Gariboldi, Nora Lecis – Politecnico di Milano –Dip. Meccanica Walter Cerri, Paolo Defendenti – Flame Spray S.p.A – Roncello (MI) - Utilizzo della superfinitura su valvole a sfera rivestite con metodologia HVOF G. P. Marconi, 2EFFE ENGINEERING S.r.L., Soiano del Lago (BS) A. Giussani, RÖSLER ITALIANA S.r.l., Concorezzo (MB). (Quest’ultima relazione è pubblicata sul presente numero di ipcm_Protective Coatings, sezione Innovation, pagg. 44-49) Il secondo seminario Poliefun intitolato “Trattamenti superficiali per il solare termico e termodinamico” si svolgerà il 16 novembre 2011 e sarà ospitato all’interno di PV Tech, salone internazionale dei Macchinari e delle Tecnologie Produttive per l’Industria Fotovoltaica. L’ultimo seminario è previsto per il prossimo 1 dicembre 2011. Per maggiori informazioni: www.poliefun.org
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PROTECTIVE COATINGS
ZOOM ON EVENTS
THE NATIONAL DAYS OF CORROSION AND PROTECTION Le Giornate Nazionali della Corrosione e Protezione
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The opening of the conference. L’apertura del convegno.
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his event was organised by the Corrosion Centre of the Italian Association of Metallurgy in the beautiful Villa Mondragone, on the Roman hills, on July, 6th-8th. At its ninth edition, it was confirmed among the most important national events in this field. The conference (fig. 1), through the established partnership between AIM, AITIVA, APCE and NACE Milano Italia Section, was a chance of comparison between the experiences of the university and the industrial world, with the aim of
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rganizzate dal Centro Corrosione dell’Associazione Italiana di Metallurgia nella splendida Villa Mondragone sui colli romani nei giorni 6-8 luglio scorsi, con questa nona edizione, si sono confermate tra gli eventi nazionali più importanti del settore. Il convegno (fig. 1), grazie alla consolidata collaborazione tra AIM, AITIVA, APCE e NACE Milano Italia Section, si è proposto quale occasione di confronto tra le esperienze universitarie e quelle del mondo industriale, con il fine di dibattere gli aspetti
60 OCTOBER 2011
by Paola Giraldo
discussing the scientific scientifici connessi ai meccascie nism di corrosione, i progresaspects related to nismi fa nelle tecniche di stuthe mechanisms si fatti of corrosion, the dio, le soluzioni tecnologiche progresses in the design più avanzate in fatto di pretechniques, the most venzione e protezione. ven advanced technological Importante il risultato otteImp solutions in terms nuto nu in termini di partecipaof prevention and zione, oltre 140 persone, di zio protection. cui cu oltre il 60% proveniente The turnover was dal da settore industriale. significant – over 140 Ampio spazio è stato dato Am people, of which over 60% alla al partecipazione dei giofrom industry. vani va per valorizzarne ed inPlenty of room was left coraggiarne il lavoro di rico to the young people, to cerca e di applicazione. In ce showcase and encourage quest’ottica, è stato asseq their research and gnato in chiusura di lavog application work. This was ri r il premio sponsorizzato also the reason why, at da d INSTM alle migliori prethe end of the conference, sentazioni orali e poster di s the best oral and poster giovani ricercatori, rispetg presentations delivered tivamente a Elia Marin – t by young researchers, Università di Udine e Elirespectively Elia Marin – sa Barbaresi – Università University of Udine and Politecnica delle Marche Elisa Barbaresi – Marche (fig. 2). Polytechnic University Fondamentale il suppor(fig. 2), were awarded the to delle aziende sponprize sponsored by INSTM. sor, che hanno animaThe support of the sponsors,, to lo spazio espositivo 2 which enlivened the della manifestazione: exhibition space of the eventt AUTOMA SRL, FRIULCO A 2 – AUTOMA SRL, FRIULCO SPA, SPA, CHIMEC SPA, CORROThe prize-giving to the young researchers. There are portrayed: Eng. Marin CHIMEC SPA, CORROCEAN CEAN SRL e TECNOSYSTEM (University of Udine), Prof. Gusmano (Coordinator of the National Days of Corrosion and Protection) and Barbaresi, PhD (Marche Polytechnic University). SRL and TECNOSYSTEM GROUP SRL. La premiazione dei giovani ricercatori. Sono ritratti: l’ing. Marin (Università di GROUP SRL –, was essential. Sono state poi molto apUdine), il prof. Gusmano (Coordinatore delle Giornate Nazionali sulla Corrosione e The participants also prezzate dai partecipanProtezione), la dott.ssa Barbaresi (Università Politecnica delle Marche). appreciated the different ti le diverse occasioni di opportunities of meeting incontro al di fuori delle outside the conference halls, from the welcome cocktail at a aule congressuali, dal cocktail di benvenuto presso una canwinery near Frascati to the social dinner offered in the tina nei dintorni di Frascati alla cena sociale offerta presso Villa Tuscolana. Villa Tuscolana. If you are interested in purchasing the conference proceedings Chi fosse interessato ad acquistare gli atti del convegno o a riceor in receiving more information on the future editions, please vere maggiori informazioni sulle future edizioni, può rivolgersi contact: Associazione Italiana di Metallurgia (AIM) a: Associazione Italiana di Metallurgia (AIM) P.le R. Morandi, 2 - 20121 Milano (Italy) P.le R. Morandi, 2 - 20121 Milano Tel 02 76021132 - Fax 02 76020551 Tel 02 76021132 - Fax 02 76020551 E-mail: info.aim@aimnet.it – Website: www.aimnet.it E-mail: info.aim@aimnet.it – Sito internet: www.aimnet.it
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