Процесс подготовки поверхности под покраску
антикоррозионными материалами.
Окрасочные работы включают в себя следующие этапы:
1. Подготовка поверхности металла
2. Подготовка лакокрасочного материала
3. Окраска
4. Сушка и отверждение покрытия.
Наиболее важный этап -
это подготовка поверхности металла.
Для обеспечения взаимодействия разнородных материалов, в частности краски и металла, необходимо
создать между ними контакт. Поскольку действия сил, которые обеспечивают химические или физические связи металла с
полимерной пленкой краски, проявляются на очень малом расстоянии - не более 0,5 нм (что приблизительно равно диаметру молекулы воды),
то контакт может произойти только в том случае, когда расстояние от функциональных групп пленки краски до активных центров металла будет
не более 0,5 нм. Связи, возникающие между краской и металлом называются адгезионными, а процесс их возникновения -
адгезией.
Рисунок 1. Влияние различных загрязнений на металле на адгезию лакокрасочного покрытия.
Рисунок 1 показывает, какое влияние оказывают различные "загрязнения" на адгезию пленки ЛКМ к металлу.
Очевидно, что все посторонние покрытия и частицы на поверхности металла закрывают активные центры металла как
огромные глыбы или пластины, создавая этим участки неадгезии. Кроме того, такие загрязнения, как ржавчина и соли по
природе своей являются растворимыми в воде веществами. Находясь под пленкой лакокрасочного материала, такие вещества
адсорбируют воду из окружающей среды через пленку ЛКП, т.е. вызывают осмотические явления, следствием которых является
увеличение их объема, вспучивание, пузырение и, в конечном итоге, отслоение покрытия.
Но наиболее опасной с точки зрения коррозии является прокатная окалина. Прокатная окалина - это оксиды железа,
образующиеся в результате термической коррозии горячекатаной стали. Опасность же ее в том, что она имеет более
положительный электродный потенциал по сравнению с железом, из-за чего образуется гальваническая пара, коррозия начинает
проистекать по контактному типу, вследствие которой железо корродирует с большой скоростью, превышающей обычную коррозию в несколько раз.
Таким образом, цель подготовки поверхности - во-первых, удаление с поверхности всех возможных загрязнений,
мешающих непосредственному контакту лакокрасочного материала с подложкой, создающих опасность осмотических явлений и контактной коррозии,
а во-вторых, создание рельефа поверхности, способствующего увеличению реальной площади контакта ЛКМ с подложкой.
(Пример: пластина полированной стали кажущейся геометрической площадью 1 кв.м имеет действительную площадь поверхности с учетом шероховатости
около 1,4 кв.м, а после абразивоструйной очистки действительная площадь такой пластины может достигать 10 кв.м).
Подготовка поверхности включает в себя комплекс работ:
- устранение дефектов поверхности (заусенцы, острые кромки, сварочные брызги и др.), выполняется, как правило, в процессе изготовления конструкций до начала очистных работ. При наличии толстого слоя ржавчины ее рекомендуется предварительно снять с помощью ручного или механизированного инструмента;
- удаление жировых и масляных загрязнений с помощью растворителей или водных моющих растворов;
- удаление продуктов коррозии, создание рельефа и шероховатости с помощью механических, химических, термических или ручных методов подготовки поверхности;
- удаление прочих загрязнений (хлориды, пыль, остатки абразива, меловые пометки, копоть от сварки и резки и т.п.) пресной водой, при необходимости используются пневмощетки.
Оценка поверхности металла в ходе подготовительных работ производится по следующим критериям:
1. Оценка первоначального состояния поверхности (степени коррозии);
2. Оценка поверхности после очистки;
3. Оценка шероховатости поверхности;
По ISO 8501-1 "Визуальная оценка чистоты поверхности" определяются 4 степени первоначальной коррозии:
А - поверхность стали, в большей степени покрытая прочно прилегающей прокатной окалиной, но почти без ржавчины;
В - поверхность стали, начавшая ржаветь, и с которой начинает отпадать прокатная окалина;
С - поверхность стали, с которой прокатная окалина исчезла в результате ржавления или с которой она может быть удалена, но на которой наблюдаются некоторый питтинг при обычном рассмотрении;
D - поверхность стали с которой прокатная окалина исчезла в результате ржавления и на которой наблюдается общий питтинг (язвенная коррозия) при обычном рассмотрении.
По ISO 8501-1 качество подготовленной поверхности определяется в зависимости от метода очистки
(в стандарте приведены 28 фотографий, по которым можно легко определить ту или иную степень очистки
в зависимости от первоначального состояния металла).
Вот некоторые примеры:
Таблица 4. Степени подготовки поверхности по ISO 8501-1
|
Уровень
подготовки
|
Метод
подготовки поверхности
|
Внешние
признаки готовности поверхности. Другие особенности, включая предварительную
очистку и дополнительную очистку после подготовки поверхности (стандарт ISO
8501-1)
|
Области
применения
|
|
Sa 1
|
Абразивная обработка
|
Удалены находящиеся в свободном состоянии окалина,
ржавчина, краска, загрязнения
|
подготовка поверхности:
а) новых не покрытых ранее металлоконструкций;
b) ранее окрашенных металлоконструкций, если краска
удалена до установленного уровня подготовки поверхности.
|
|
Sa 2
|
Удалены почти вся окалина, ржавчина, все краски и все
загрязнения. Остатки краски прочно держатся.
|
|
Sa 2 ½
|
Удалены окалина, ржавчина, краска, загрязнения. Оставшиеся
следы можно определить по легким пятнистым, полосатым оттенкам
|
|
Sa 3
|
Удалены окалина, ржавчина, краска, загрязнения.
Поверхность имеет единый металлический вид
|
|
St 2
|
Подготовка поверхности вручную и машинным способом
|
Удалены окалина, ржавчина, краска, загрязнения
|
|
St 3
|
Удалены окалина, ржавчина, краска, загрязнения.
Поверхность должна быть обработана более основательно, чем в St 2, иметь металлический блеск
|
|
Fl
|
Обработка пламенем
|
Удалены окалина, ржавчина, краска, загрязнения. Остатки
выделяются на поверхности как изменение оттенка поверхности (оттенки
различных цветов)
|
|
Be
|
Травление кислотой
|
Полностью удалены окалина, ржавчина, краска, загрязнения.
Краску необходимо удалить соответствующими методами перед травлением кислотой
|
Например, горячее цинкование
|
Оценка шероховатости поверхности по ISO 8503 "Характеристики шероховатости поверхности стальной
основы, очищенной методом струйной очистки" производится разными методами и измерительными средствами.
Наиболее простой и доступный в полевых условиях - метод оценки с помощью компараторов - эталонов сравнения (рис.2).
Существуют 2 типа профиля компараторов: S - дробь (Shot, волнистый профиль), G - песок (Grit, остроугольный профиль),
и 3 группы шероховатости: тонкая, средняя, грубая.
Для тонкослойных покрытий (толщина покрытия до 50 мкм) нужна тонкая шероховатость Ry 25-40 мкм
(чтобы пики металла не выступали из ЛКП), для толстослойных систем (200-400 мкм) с целью обеспечения
максимальной адгезии профиль может быть до 100 мкм (хотя при этом увеличивается расход краски).
Рисунок 2. Компаратор шероховатости Elcometer 125
|
Спецификации и
номера деталей
|
|
|
Grit
(песок)
|
Shot
(дробь)
|
|
Величина шероховатости Ry
|
25, 60, 100, 150 µм
|
25, 40, 70, 100 µм
|
|
Тип профиля
|
остроугольный
|
волнистый
|
Главная