Συμπεριφορά μετάλλου χάλυβα, με επικάλυψη από οργανικό επικαλυπτικό υδατικού φορέα, φιλικού στο περιβάλλον, σε έκθεση σε επιταχυνόμενη γήρανση σε τεχνητό θαλάσσιο περιβάλλον

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό τη μελέτη της διάβρωσης χαλύβδινων δοκιμίων επικαλυμμένων με οργανική επικάλυψη σε τεχνητές συνθήκες θαλάσσιου περιβάλλοντος, καθώς και την πρόβλεψη της διάρκειας ζωής του συστήματος χάλυβα –επικάλυψης. Αναλύεται το φαινόμενο της διάβρωσης και ειδικότερα της διάβρωσης σε θαλάσσιο περιβάλλον, επεξηγούνται οι μηχανισμοί του, παραθέτονται οι διαφορετικοί τρόποι εμφάνισης του αλλά και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την καταπολέμηση του. Γίνεται επίσης μία εκτενής αναφορά στα αντιδιαβρωτικά χρώματα και στον τρόπο λειτουργίας τους. Το κύριο περιεχόμενο της εργασίας αυτής είναι η μελέτη της προστασίας του χάλυβα, του πλέον διαδεδομένου υλικού για την κατασκευή των πλοίων τα τελευταία χρόνια, σε συνθήκες θαλάσσιου περιβάλλοντος. Για την επίτευξη αυτού του σκοπού, πραγματοποιήθηκαν διάφορα πειράματα, στο Εργαστήριο Φυσικοχημείας και Εφαρμοσμένης Ηλεκτροχημείας του τμήματος Χημικών Μηχανικών. Συγκεκριμένα χαλύβδινα δοκίμια προετοιμάστηκαν κατάλληλα για την σωστή εφαρμογή του ειπκαλυπτικού που χρησιμοποιήθηκε και στην συνέχεια δοκιμάστηκαν σε τεχνητές συνθήκες επιταχυνόμενης γήρανσης, όπως είναι αυτές του λουτρού εμβάπτισης σε NaCl και της διάταξης αλατονέφωσης. Κατόπιν έγινε μέτρηση της απώλειας βάρους των συγκεκριμένων δοκιμίων για μια προσέγγιση του ρυθμού διάβρωσης. Για τον ίδιο λόγο πραγματοποιήθηκε και ηλεκτροχημική μέτρηση με την μέθοδο Tafel. Εκτός των παραπάνω, έγιναν περεταίρω μετρήσεις όπως είναι αυτές της παχυμέτρησης, της τραχύτητας και της δοκιμής σε κρούση, για την πιο ολοκληρωμένη εικόνα της αντιδιαβρωτικής ικανότητας του επιστρώματος. Θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα την καθηγήτρια κ. Παναγιώτα Βασιλείου κάτω από την επίβλεψη της οποίας πραγματοποιήθηκε η παρούσα διπλωματική εργασία, για την πολύτιμη βοήθεια της, την υπομονή, την συνεχή υποστήριξη και την διάθεση της για συζήτηση και για γενικότερα προσφορά γνώσεων και εμπειρίας. Οφείλω επίσης θερμές ευχαριστίες σε όλο το προσωπικό του εργαστηρίου φυσικοχημείας για τις πολύτιμες συμβουλές τους και την ευγενική τους προσφορά για οποιαδήποτε βοήθεια, καθώς και όλους όσους με βοήθησαν και με στήριξαν στην εκπόνηση της διπλωματικής μου εργασίας.

The purpose of this study is to examine the corrosion of steel specimens protected by organic coating in an artificially induced sea environment, as well as to predict the life span of the steel-coating system. The phenomenon of corrosion is analyzed, specifically that which occurs in sea environment, its mechanisms are explained, and both its ways of manifestation and anti-corrosion methods are cited. Moreover, extensive reference to anti-corrosive paints and its functions is being made. The main content of this study is to research the protection of steel, the most widespread material for ship building in recent years, in sea environment. To achieve this goal several experiments were carried in the physical chemistry and applied electrochemistry labs of the department of chemical engineers. Notably steel specimens were appropriately prepared for the correct fitting of the coating used, and then were tested in artificial conditions of accelerated aging, as is this of immersion in NaCl and salt spraying in a special cabinet. Afterwards their weight loss was measured so as to approximate their corrosion rate. For this exact reason electrochemical tests with the use of tafel equations were being made. Other than the above, coating thickness, surface roughness and impact resistance tests were carried in order to have a better understanding of the anticorrosive capacity of the coating. I would like to thank Professor Panagiwta Vasileiou - under whose supervision this study has been accomplished - for her valuable help, patience, continuous support, and cheerful disposition for conversation and offer of knowledge and experience. I also have to thank the entire staff of the physical chemistry lab for their valuable advice and kind offer for any help, as well as everyone who helped and supported me in the making of my thesis.