Procesy uszczelniania

Uszczelnianie (ang. sealing) to obróbka po anodowaniu, która pozwala zamknąć pory warstwy tlenku glinu, znacząco zwiększając jej odporność na korozję i stabilizując jej właściwości w czasie.

Porowata struktura warstwy tlenku

Jak opisano w części wprowadzającej, tlenek glinu powstający podczas anodowania w kwasie siarkowym ma kolumnową strukturę plastra miodu, z komórkami o kształcie sześciokątnym i centralnym porem, który przebiega przez prawie całą grubość warstwy.

Ta porowata struktura jest kluczowa, ponieważ umożliwia barwienie barwnikami organicznymi oraz zapewnia równomierny wzrost warstwy w trakcie procesu.

Porowatość stanowi jednak również pierwsze potencjalne ognisko korozji: agresywne substancje mogą przenikać do porów i, wskutek degradacji lub defektów cienkiej warstwy barierowej u podstawy, sprzyjać korozji materiału podłoża.

Uszczelnianie na gorąco

Uszczelnianie na gorąco to najpowszechniejsza i najskuteczniejsza obróbka zamykająca pory warstwy anodowej. Polega na zanurzeniu anodowanego detalu w wodzie dejonizowanej o temperaturze około 95 °C przez odpowiedni czas.

Zanurzenie w gorącej wodzie powoduje hydratację warstwy tlenku glinu. W trakcie tego procesu tlenek glinu (Al₂O₃) wchłania cząsteczki wody i przekształca się w tlenowodorotlenek glinu (bemit, AlO(OH)). Ponieważ bemit ma większą objętość niż pierwotny tlenek, wynikająca z tego ekspansja objętościowa zamyka pory, czyniąc strukturę bardziej zwartą i mniej przepuszczalną.

Zalety

• Maksymalna osiągalna odporność na korozję (możliwe >1000 godzin w mgle solnej)
• Proces ekologiczny: wykorzystuje wyłącznie wodę, bez niebezpiecznych substancji chemicznych
• Wysoki stopień zamknięcia porów
• Stabilizuje barwniki w przypadku barwienia
• Zmniejsza absorpcję wilgoci przez warstwę
• Poprawia odporność chemiczną

Wady

• Możliwe zmniejszenie odporności powierzchni na zużycie wynikające ze zmiany chemicznej warstwy tlenku glinu.

Wpływ na odporność na korozję

Uszczelnianie na gorąco znacząco zwiększa odporność na korozję. Chociaż samo anodowanie zapewnia dobrą odporność na korozję, uszczelnianie na gorąco dodatkowo ją podnosi dzięki zamknięciu porów. Przy zoptymalizowanym procesie możliwe jest uzyskanie odporności na korozję przekraczającej 1000 godzin w neutralnej mgle solnej.

Kiedy uszczelnianie jest konieczne

Uszczelnianie staje się konieczne w różnych sytuacjach. Zaleca się je w szczególności wtedy, gdy wymagana jest maksymalna odporność na korozję w środowiskach agresywnych, gdy element będzie narażony na działanie substancji chemicznych (także nieagresywnych) lub gdy przeprowadzono barwienie i konieczna jest stabilizacja barwników. Uszczelnianie jest ponadto obowiązkowe w zastosowaniach przewidujących kontakt z żywnością zgodnie z normą EN 14392. Wreszcie zaleca się je, gdy konieczne jest zapobieżenie przenikaniu substancji do porów warstwy anodowej, takich jak oleje, które mogą wnikać i plamić powierzchnię.

Kontakt z żywnością – EN 14392

Norma EN 14392 „Requirements for anodized products for use in contact with foodstuff” określa, że w przypadku elementów przeznaczonych do kontaktu z żywnością uszczelnianie jest obowiązkowe.

Norma EN 14392 stanowi, że stosowany stop aluminium musi być zgodny z EN 601 lub EN 602, a po anodowaniu musi następować uszczelnianie. To ostatnie musi być przeprowadzone na gorąco w wodzie; stosowanie uszczelniania na bazie soli niklu jest niedozwolone.

Obowiązkowość uszczelniania w zastosowaniach związanych z kontaktem z żywnością wynika z konieczności ograniczenia migracji aluminium lub innych pierwiastków do żywności przez pory, zapewnienia stabilności powłoki w czasie, zapobiegania wchłanianiu przez pory substancji pochodzących z żywności oraz maksymalizacji odporności chemicznej na substancje o odczynie kwaśnym lub zawierające sole, obecne w żywności.

Więcej szczegółów na temat zgodności z wymaganiami dotyczącymi kontaktu z żywnością znajduje się w sekcji Kontakt z żywnością.

Szczegółową analizę przepisów, wymagań technicznych i najlepszych praktyk dotyczących anodowania elementów przeznaczonych do kontaktu z żywnością przedstawia artykuł Anodowanie a kontakt z żywnością

Inne krytyczne zastosowania

Uszczelnianie jest zdecydowanie zalecane także w przypadku:

• Elementów pracujących w środowisku morskim (maksymalne zagrożenie korozją)
• Zastosowań medycznych i farmaceutycznych
• Narażenia na substancje chemiczne, nawet o umiarkowanym działaniu
• Anodowania barwnego (stabilizacja barwników)
• Zastosowań wymagających maksymalnej trwałości w czasie

Kiedy uszczelnianie jest niewskazane

Uszczelnianie można pominąć, a nawet jest ono niewskazane w zastosowaniach, w których:

• Środowisko nie jest szczególnie agresywne, a wymagana odporność na korozję jest umiarkowana
• Priorytetem jest uzyskanie powierzchni o wysokiej twardości i odporności na zużycie

Więcej informacji o uszczelnianiu i określaniu specyfikacji technicznych znajduje się w sekcji Oznaczanie według ISO/MIL. Można również skontaktować się z pomocą techniczną firmy Durox.