Какие параметры абразивов нужно закладывать в проект, что бы обеспечить необходимую подготовку поверхности

Мы продолжаем опубликовывать самые интересные доклады  конференции «Применение материалов и оборудования для огнезащиты и промышленной антикоррозии: современные тенденции, возможности повышения качества и эффективности», прошедшей 18-19 октября в рамках деловой программы выставки «Строительный комплекс большого Урала».

В ходе конференции был представлен объемный доклад Белова Сергея Викторовича о мовременных материалах для подготовки поверхности:

ЗАЧЕМ ПОДГОТАВЛИВАЮТ ПОВЕРХНОСТЬ?

• Для очистки от старой краски, ржавчины, грязи и масел;
• Для придания поверхности необходимой шероховатости;
• Для обнажения химически активных молекул, с которыми возникнут взаимосвязи с молекулами покрытия.

Перед антикоррозионной отраслью ставится задача по защите основных фондов Дешево, Быстро, Качественно, да еще и надолго. Современные материалы позволяют качественно и надолго защитить здания, сооружения, оборудование от коррозии тем самым увеличивая их срок службы, но стоимость этих материалов немаленькая. При этом стоимость самих материалов — это только часть затрат и здесь работает известное правило Парето, или известное в литературе как: «Правило распределения пива», стоимость материалов — это только 20% затрат, а 80% это затраты на изготовление готового покрытия на конструкции. Однако это правило так же применимо и в том, что качество покрытия зависит на 20% от свойств материала и на 80% от качества подготовки поверхности под это покрытие. Несмотря на такое распределение, вопросу подготовки поверхности уделяется недостаточно внимания, в большинстве случаев указывается только тип подготовки, в лучшем случае степень чистоты поверхности. При этом если правильно подготовить поверхность, выбрать оптимальный абразивный материал и технологию подготовки то можно значительно увеличить срок службы и при этом сэкономить на расходе защитного материала, а также на материале и на работах по восстановлению и ремонту защитного покрытия за счет увеличения его срока службы. Какая бывает антикоррозионная защита и подготовка поверхности для нее мы попробуем разобраться далее.

Антикоррозионная защита бывает: конструкционная, барьерная и для металлических поверхностей электрохимическая или протекторная. Каждый из типов защиты имеет свои плюсы, минусы и ограничения, иногда эти способы могут применятся одновременно, а иногда применим только один из способов.

Подготовка поверхности необходима только в барьерной защите и нужна для обеспечения хорошей, а еще лучше отличной, связи защищаемого (подложка) с защищающим (антикоррозионный материал - АКМ) материалом или так называемой Адгезии. Качество адгезии в свою очередь зависит от следующих показателей:Чистота, активность,шероховатость и профиль поверхности.

КАКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ НЕОБХОДИМО КОНТРОЛИРОВАТЬ?

• Шероховатость.
• Профиль поверхности.  

 В стационарных цехах в большинстве случаев используются дробеструйный и (или) дробеметный способы подготовки поверхности, где в качестве абразивных материалов используется дробь чугунная, стальная, нержавеющая, стеклянная и д.р. так называемые многооборачиваемые абразивы. Такие дроби используются по несколько раз, некоторые типы дробей могут использоваться по несколько сотен раз. С экономической точки зрения на данной операции происходит экономия. Экономятся абразивы, снижаются затраты на утилизацию отработанного абразива, сокращаются транспортные расходы, но в погоне за экономией нередко нарушается технология т.к. при многоразовом использовании дроби ее края закругляются и дробь преобразуется из остроугольной (изначально колотая или рубленная) в круглую. Круглая дробь уже менее эффективнее очищает поверхность, и почти не активирует ее в связи с тем, что изменяется химическое и физическое состояние поверхности металла, более того профиль поверхности не соответствует необходимому.

Для нанесения покрытий необходим профиль под названием «Насечка», а при обработке поверхности круглыми абразивами получается «Наклеп». Насечка получается остроугольными абразивами. Исходя из этого, напрашивается вывод что, используя многоразовые абразивы необходимо следить за тем, что бы подготовленная поверхность соответствовала необходимым параметрам не только по чистоте, и шероховатости, но и по профилю поверхности и активности поверхности. А для этого необходимо осуществлять контроль за состоянием дроби, и добавлять новую остроугольную дробь не только когда старая практически исчезла, но и когда старая округлилась и не активирует поверхность. Проверить активируется ли поверхность металла очень просто, если обработанная поверхность не окисляется в нормативное время экспонирования значит, поверхность недостаточно активирована или имеет на поверхности загрязнения, препятствующие проникновению кислорода к поверхности металла. В случае использования дроби загрязнения маловероятны, остается недостаточная активация поверхности и в этом случае сцепление АКП с защищаемым металлом будет снижено, а соответственно сократится срок службы покрытия. Для разных металлов время экспонирования свое, и зависит от состояния окружающей среды. Например: в закрытых помещениях при относительной влажности воздуха до 70% - не более 8 ч, на открытом воздухе - не более 4 ч, при влажности воздуха выше 90% при условии, исключающем попадание влаги на защищаемую поверхность, - не более 1 ч.

Следующим важным фактором является шероховатость подготовленной поверхности. С одной стороны, чем больше шероховатость, тем лучше адгезия. С другой стороны излишняя шероховатость приводит к перерасходу ЛКМ, и дополнительным нагрузкам на покрытие. Шероховатость необходима для

1. Увеличения площади соприкосновения ЛКМ с подложкой.
2. Для изменения угла прилагаемых сил, воздействующих на отрыв АКП от поверхности защищаемого металла.

Для каждого типа ЛКМ производители устанавливают индивидуальные значения шероховатости, и они выражаются в виде диапазона. Например: 60-120 мкм. При этом, важно понимать какой тип шероховатости подразумевает производитель ЛКМ, это может быть Ra, Rmax, Rmin, Rz, Ryи т.д. в различных стандартах одно и то же обозначение может соответствовать разным типам шероховатости. Необходимо уточнять у производителя ЛКМ какой тип шероховатости указан, если данное указание отсутствует в техническом регламенте или паспорте на ЛКМ.

Недостаточная шероховатость приводит к снижению адгезии, а излишняя к перерасходу ЛКМ, а также возникает риск образования пор во впадинах, когда поверхностное натяжение ЛКМ не позволяет заполнить все пространство впадины. Еще одним отрицательным фактором излишней шероховатости является натяжение ЛКМ на пиках, что в дальнейшем приводит к растрескиванию АКП и образованию очагов коррозии.

Учитывая, что производители устанавливают широкие диапазоны для шероховатости, выбирать конкретное значение приходится потребителю. Если знать, что наиболее подходит для данного случая экономия материала или наилучшее сцепление, или другие параметры, то можно регулировать затраты на изготовление и дальнейшую эксплуатацию АКП, а регулировать шероховатость можно правильным подбором абразивного материала и его зернового состава. При этом необходимо учитывать, что не всегда самый дешевый абразивный материал приводит к экономии. В сегодняшнее время стоимость материалов уже необходимо сравнивать не за единицу измерения, например, тонну или литр, а как влияние на совокупную стоимость изготовления 1 м2 готового АКП и стоимости его эксплуатации. Стоимость абразивов в стоимости готового покрытия составляет всего 5-6% и увеличение стоимости абразивов за одну тонну на 10-20% приводит к удорожанию 1 м2 на 0,5-1,5 %, а общий эффект за счет экономии материалов, трудозатрат и других составляющих может привести к сокращению стоимости 1 м2 готового покрытия на 10-15%.

КАКИЕ ПАРАМЕТРЫ АБРАЗИВОВ НУЖНО ЗАКЛАДЫВАТЬ В ПРОЕКТ, ЧТО БЫ ОБЕСПЕЧИТЬ НЕОБХОДИМУЮ ПОДГОТОВКУ ПОВЕРХНОСТИ?

• Тип абразива;
• Фракционный состав;
• Влажность;
• Удельная проводимость

Абразивы имеют большое количество классификаций и эти классификации необходимо учитывать при выборе абразива, для решения конкретной задачи. Например: Круглые или остроугольные, многоразовые или одноразовые, природные или искусственные. К сожалению, подробно описать все типы абразивных материалов и решаемые ими задачи не позволяет формат данной статьи. Начинать выбор абразива необходимо с определения параметров подготовки поверхности, а затем сравнивать с требованиями к качеству, предъявляемыми ГОСТами и ТУ. Какие параметры необходимо учитывать при выборе абразива?

Сразу хочу уточнить, что использование популярного песка рассматривать не будем в связи с запретом его использования СП 2.2.2.1327-03 пункт 4.10. Более того песок вызывает такой эффект как забеливание, т.е. поверхность кажется чистой, но на самом деле покрыта тонким, невидимым, для невооруженного глаза, слоем пыли, при чем эта пыль белого цвета и плохо определяется методом липкой ленты. Косвенным показателем наличия такой пыли является увеличение времени появления вторичной коррозии.

В зависимости от типа абразива к нему предъявляются различные требования. Например: к стальным и чугунным дробям предъявляются требования по плотности, правильности формы, примесям, зерновому составу. К абразивам на основе шлаков предъявляются требования по зерновому составу, влажности, примесям, удельной проводимости, химическому составу, типу сырья. Для электрокорунда – это зерновой состав, химический состав, массовая доля магнитного материала, насыпная плотность, разрушаемость, абразивная и режущая способность. Требования к качеству определяются в ГОСТах, ТУ или международных стандартах ISO, DINи других если это импортная продукция. Если с ГОСТ все просто, то ТУ это документ разработанный производителем и в них требования к качеству бывают занижены.

А как требования к качеству абразивов влияют на качество подготовки поверхности? Для всех типов абразивов общим является требование к зерновому составу и это неспроста, так как зерновой состав является определяющим показателем для возможности получения заданной шероховатости. Чем выше требования к зерновому составу и чем уже фракционный диапазон, тем больше вероятность получения той шероховатости, которая необходима. Еще одним общим требованием к качеству является наличие примесей. Этот показатель может влиять как на качество подготовки поверхности, так и на другие свойства материалов. Для чистоты поверхности, например на оставляемые следы после очистки, а для свойств материалов на способность разрушаться. Оставшиеся показатели практически не влияют на качество подготовки поверхности, а определяют технические характеристики самих абразивов. Исключением являются абразивы на основе шлаков, большая часть предъявляемых к ним требований определяет качество подготовки поверхности. Влажность определяет скорость появления повторной коррозии (с технической точки зрения данный показатель влияет на эффективность работы оборудования и скорость выполнения работ). Удельная проводимость определяет количество солей на обработанной поверхности, количество которых на обработанной поверхности строго регламентируется. Химический состав показывает количество вредных примесей, которые осаждаются на обрабатываемой поверхности, в основном это CaO. Тип сырья так же показывает в основном на химический состав и на наличие примесей, которые переносятся на обрабатываемую поверхность и ухудшают качество и срок службы защитных покрытий.

Ну и конечно нельзя упускать проведение входного контроля, требования к качеству для того и существуют, что бы определять качественный продукт получил покупатель или нет. На данном этапе заранее можно предотвратить негативные последствия некачественной подготовки поверхности и сократить затраты на изготовление готового покрытия за счет сокращения затрат на устранение брака.

Если Вас заинтересовала тема описанная в данной статье, и у Вас есть замечания или вопросы Вы можете задать их автору статью по e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.