Kemiska bilder

Effektivare korrosionsskydd med kemiska bilder

9 maj, 2017

Mer information och en tydligare bild av hurkemiska ämnen fördelar sig över en yta kan ge en bättre förståelse för korrosionseffekter samt ett mer heltäckande beslutsunderlag för utveckling av effektivare korrosionsskydd. Det är några av fördelarna med att använda FTIR-teknik med fokalplansmatris för ay ytor och materiali många industriella tillämpningar.

Atmosfärisk korrosion uppstår i jordatmosfären, och sker vid alla normala temperaturer och både inom- och utomhus. Den beror på sådant som fuktmängden i luften och halterna av föroreningar, till exempel svavel- och kvävedioxid och klorider. Fenomenet ger upphov till problem inom många olika områden, inte minst inom fordonsindustrin, byggindustri och infrastruktur. Och det leder till stora kostnader världen över. Det finns studier i USA som visar att korrosionsskador där kostar uppemot 276 miljarder dollar årligen. En lite äldre svensk studie visade att kostnader för korrosion i Sverige kunde uppgå till 90 miljarder kronor per år.

För att minska problemen med atmosfärisk korrosion behövs effektiva och exakta mätmetoder för att kunna optimera korrosionsegenskaper hos olika material.

Swerea KIMAB arbetar sedan en tid tillbaka med en mätmetod som bygger på infrarött ljus, IR. Metoden kallas FTIR som står för Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Det handlar om en spektroskopisk metod för kemisk analys av korrosionseffekter i olika material. Metoden använder sig av infrarött ljus, IR, för genomlysning av till exempel tunna ytbeläggningar för korrosionsskydd, och ger information om vilka kemiska föreningar på molekylärnivå som kan finnas i ett prov.

– Det här har vi haft ganska länge, men nu kombinerar vi FTIR-spektroskopi med en ny specialdetektor– fokalplansmatris (Focal Plane Array Detector) – som ger en kemisk avbildning av hur korrosiva ämnen fördelar sig över en yta, berättar Dan Persson, senior Researcher på Swerea KIMAB. Den stora fördelen med den här metoden jämfört med andra, exempelvis att använda svepelektronmikroskop, är att man får mer kemisk information, som hur bindningar och föreningar ser ut. Och därtill väldigt tydliga, högupplösta bilder över materialet.

Metoden har visat sig särskilt användbar när det gäller att analysera sådant som korrosion och kemisk nedbrytning av metallbeläggningar, i plaster, polymerer och tunna ytbeläggningar och färgskikt  på olika material. Olika kemiska föreningar har unika spektra som kommer fram genom IR-bestrålningen och genom det kan specifika egenskaper identifieras och förstås. Den är också förhållandevis kostnadseffektiv. Själva mätningarna går också ganska snabbt att göra.

– Dock krävs en del kunnande för att göra analyserna, säger Dan Persson, men det är också viktigt att man har betydande kunskap om den aktuella applikationen.
Swerea KIMAB erbjuder analysmetoden till flera olika industriella tillämpningar, men har också byggt upp kunnande och erfarenhet att tolka resultaten. Just nu pågår några tillämpningar där det görs mätningar av korrosion i zinkbeläggningar på stål som används både inom bilindustrin och för byggmaterial. Tanken är att också gå vidare med mätningar på aluminium och magnesium.

– Det är framförallt dessa, materialtillverkare som gör byggnadsmaterial, till exempel plåt och fordonsindustrin, som visar intresse för metoden, säger Dan Persson. Men egentligen kan alla med behov av korrosionsskydd, till exempel verksamheter som arbetar med stål och andra material som kan utsättas för korrosiva angrepp, ha nytta av den. En stor fördel är att analyserna ofta direkt kan utföras i korrosiv, till exempel i fuktig luft eller vattenlösningar.

– I och med att man får fram en mer komplex bild av korrosionseffekterna när man också rent bildligt kan se hur de kemiska ämnena fördelar sig över en yta kan vi få en bättre förståelse för korrosionsprocesserna, säger Dan Persson. Och i förlängningen kan det så klart leda till att man kan ta fram effektivare korrosionsskydd och lär sig hur man kan modifiera material för bättre korrosionsresistens. I slutänden finns det förstås mycket pengar att spara.