Ваша корзина пуста
| Вернуться в каталог К списку заявок |
Что будет, если покрытие нанести на неправильно очищенную поверхность? Ответ прост – срок службы покрытия значительно уменьшится. Но, что именно, означает - “неправильно очищенная” поверхность? На поверхности остались загрязнения? Очистка поверхности не удовлетворяет требованиям стандарта или регламента? Или выбранное покрытие не подходит для полученной степени очистки?
Для примера, если стальная поверхность была подготовлена согласно требованиям ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014 до степени St3, а после этого, нанесенная цинковая грунтовка имеет плохую адгезию, была ли поверхность неправильно подготовлена? Скорее всего, большинство специалистов будут утверждать, что ссылки на метод очистки механизированным инструментом до степени St 3 не достаточно для подготовки поверхности перед нанесением цинкового грунта, так как такие грунты требуют удаления всех существующих загрязнений, коррозии и окалины, а также наличие шероховатости на поверхности.
Правильная подготовка поверхности всегда является одним из наиболее важных шагов в успешном нанесении покрытий. Целью подготовки поверхности, в основном, являются два аспекта: очистить поверхность и придать ей шероховатость согласно указанным требованиям. Метод или методы, применяемые для подготовки поверхности перед нанесением покрытий, могут очищать и придавать шероховатость одновременно – например, абразивоструйная очистка.
За редким исключением, требования к подготовке поверхности должны ссылаться на официальные отраслевые стандарты, такие как ГОСТ Р, ISO, SSPCи пр. Все подобные стандарты связаны с подготовкой металлических поверхностей перед нанесением покрытия, за исключением степени St1 по ГОСТ или SSPCSP 1 – «Очистка растворителем» которая предназначена для очистки поверхности перед дальнейшей операцией по удалению ржавчины, старой краски и прочих материалов. Когда после очистки остаются какие то загрязнения на поверхности, создается проблема. Если любые «инородные» материалы оставлены на поверхности, покрытие может недостаточно «прилипнуть» к подложке, т.е. может иметь недостаточную адгезию. Масло, жир, грязь, известковые соединения - очевидные посторонние включения. Менее очевидные загрязнения могут быть даже не замечены, такие как солевые включения, например хлориды.
Покрытие может на самом деле иметь хорошую адгезию, если на подложке присутствует относительно низкий уровень загрязнения солями. Но когда влага проникает в покрытие, молекулы воды начинают собираться вокруг соли и, в конечном итоге, растворяют соль. Содержание свободной влаги в достаточных количествах, образует градиент вызывающий дополнительное скопление воды и таким образом вызывает потерю адгезии покрытия к подложке, выражающуюся в виде вздутий или отслаиваний. Кроме того, солевой раствор - отличный электролит, который также ускорит коррозию металлической подложки.
После того, как поверхность обезжиривается, для дальнейшей подготовки, до указанной в спецификации степени очистки, применяются различные методы подготовки поверхности. Метод подготовки поверхности может быть ручным или осуществляемым с помощью механического инструмента, абразивоструйная или водоструйная очистка. Степень очистки, требующаяся спецификацией проекта, зависит от системы покрытия, условий эксплуатации и предполагаемого срока службы системы покрытия после монтажа изделия.
В процессе выбора метода подготовки поверхности и последующих покрытий, крайне важно, чтобы эти элементы были правильно подобраны. Когда это не так, покрытие может не достичь нужной степени адгезии, как предполагалось. Когда речь идет о подготовке поверхности, то при «неправильном» выполнении этой операции можно прогнозировать преждевременное разрушение покрытия.
- Как правило, более качественная подготовка поверхности соответствует более высокой эффективности и долговечности покрытия. Хотя пескоструйная очистка может не требоваться для алкидных покрытий, но все же они будут иметь более длительный срок службы, если будут нанесены на поверхность, очищенную абразивоструйным методом, чем в случае поверхности, очищенной механизированым инструментом. (например, до степени St 3). Обзор технических характеристик и инструкций по применению материалов (PDS) различных производителей показывает, что, хотя покрытие может быть пригодным для одного способа подготовки поверхности, использование другого способа, с более высокой степенью очистки поверхности, обеспечит более высокую эффективность (срок службы) покрытия. Если вникнуть в смысл спецификаций, которые просто указывают, что подготовка поверхности должна быть осуществлена в соответствии с рекомендациями производителя ЛКМ, особенно, при нанесении «толерантного к поверхности» покрытия. Сможем ли мы обосновано утверждать, что отказ (разрушение) покрытия не был преждевременным, т.к. поверхность была предварительно очищена надлежащим образом (согласно спецификации и рекомендациям производителя ЛКМ), но ожидания заказчика к сроку службы покрытия были слишком велики?
Краткий обзор некоторых примеров поможет вывести эту тему в центр внимания.
Эксплуатация или хранение?
В первом случае, когда произошел сбой покрытия, алкидные покрытия были нанесены на конструкционную сталь в условиях цеха металлоконструкций. В спецификации была указана степень подготовки поверхности St2 (Ручная очистка) и St3 (Очистка механизированным инструментом). После того, как металлоконструкции были доставлены к месту монтажа, покрытие стало отслаиваться от стали. При исследовании проблемы была найдена рыхлая окалина на поверхности стали - и окалина на задней стороне отслаиваемого покрытия. Вывод заключался в том, что поверхность не была должным образом подготовлена, потому что очистка механизированным инструментом подразумевает удаление всех отслаивающихся загрязнений, включая прокатную окалину. Стальные конструкции были очищены должным образом для условий эксплуатации, в которых они должны были быть смонтированы, но, к сожалению, не для условий, в которых они хранились в ходе строительства.
«Сцепление» профиля
В другом случае, после завершения проекта окраски моста, сравнительно небольшие участки поврежденного покрытия были зачищены согласно требованиям (SSPC-SP 11) "Очистка механизированным инструментом до чистого металла" после чего была повторно нанесена цинково-эпоксидно-уретановая система. Но после того, как через несколько недель, вновь наблюдались повреждения в местах ремонта были проведены исследования, которые нашли плохую адгезию цинкового грунта к стали. Поверхность, как выяснилось, была очищена до полностью белого металла, но недостаточная шероховатость стала вероятной причиной плохой адгезии. Указанный стандарт, SSPC-SP 11, требует минимальный профиль поверхности - 1 мил (25,4 мкм). Получается, что подготовка полностью отвечала требованиям стандарта по подготовке поверхности, но для применяемой системы покрытия требуется шероховатость 2-3 мил (50-80 мкм)
Рассмотрим степени очистки Sa2, Sa2 ½ и Sa3. В описаниях они различаются только количеством "загрязнений" допускающихся на поверхности после очистки. Когда любая из этих трех степеней очистки указана в спецификациях, а нанесенное покрытие отслаивается или проявляется точечная коррозия, можем ли мы твердо и уверенно утверждать, что степень очистки не была достигнута? Ответ - нет. Стандарты струйной очистки металла определяют критерии чистоты поверхности стали, но не уточняют шероховатость поверхности. Спецификация проекта должна включать соответствующий диапазон для шероховатости поверхности. Слишком малая шероховатость может не обеспечить достаточную сцепку покрытия с поверхностью. Однако, слишком высокий профиль может привести к проблемам, которые возникли в еще одном случае, когда один стальной бассейн несколько раз перекрашивался.
«Плавание» в отказах покрытия
Стальной бассейн, вмонтированный в грунт, был очищен абразивоструйным методом и окрашен в весенний период. Проекта и спецификации на работы по нанесению покрытия не было, но подготовка поверхности и нанесение системы покрытий должны были быть выполнены в соответствии с требованиями изготовителя ЛКМ (PDS). Система состояла из двух слоев эпоксидного покрытия при толщине каждого слоя от 100 до 200 мкм. Вскоре после завершения окраски, в течение лета, покрытие начало отслаиваться и появились следы ржавчины. Как сообщалось, отслоение происходило, в основном, между двумя эпоксидными покрытиями. Подрядчик зачистил отслаивающиеся и заржавевшие области, и нанес полную систему покрытия заново. Следующей зимой, бассейн был частично заполнен и не обслуживался, отслаивание покрытия и ржавление при этом продолжались. Подрядчик снова сделал ремонт участков и нанес частичное покрытие, весной следующего года, но неудачи продолжали преследовать.
Проведенное исследование показало, что бассейн имел значительные площади коррозии на боковых стенках, уступах и на дне (рис. 1). Повреждения представляли собой сплошные пятна и участки точечной коррозии, и составляли до 20 процентов всей площади бассейна. На некоторых участках ржавчина распространилась на прилегающие районы, что привело к появлению еще большей степени коррозии. Последний ремонтный слой покрытия имел отслаивания от основного первоначального покрытия более чем на 30% от всей поверхностей, в том числе на выступах, стенках и дне. В тех местах, где ремонтное покрытие было нанесено, оно легко удалялось. Были также некоторые районы, где присутствовали небольшие вздутия, но коррозии не было видно. Когда эти вздутия были вскрыты шпателем, под ними также была обнаружена ржавчина. Выборочное тестирование показало, что ремонтный слой имел одинаково плохую адгезию к базовому покрытию. Толщина сухой пленки покрытия из существующих слоев была различна, в диапазоне от 75 до 450 мкм, на тех участках, где присутствовали все слои. Области, где имелось отслаивание ремонтного покрытия, имели общую толщину от 50 до 150 мкм.
Поскольку была выявлена точечная ржавчина (рис. 2) было предположено, что имеется слишком большая высота профиля поверхности. Покрытия были удалены с помощью химической смывки в отдельных областях. Это были районы, в первую очередь, где полная система покрытия была цела (в том числе самый последний верхний слой) и следы коррозии отсутствовали. По мере того как слои покрытия были постепенно удалены, коррозия стальной подложки стала видна на некоторых участках. Измерение профиля на голой подложке обнаружило, что профиль поверхности был выше, в среднем на 50 мкм, чем указано в инструкциях изготовителя по нанесению покрытий. Когда все слои покрытия были удалены, профиль был измерен и его высота оказалась в диапазоне от 60 до 110 мкм. Сочетание слишком высокого профиля поверхности, как правило, от 150 до 200 мкм, и нанесение покрытия с толщиной ниже заданной привело к точечной коррозии, наблюдаемой на поверхности бассейна. Вероятно, коррозия начала появляться после того, как первый слой был нанесен, что стало причиной плохой адгезии второго слоя покрытия
В заключение
Эти примеры разрушений покрытий показывают важность указания соответствующей подготовки поверхности, а также параметров профиля. Отказ покрытия не подразумевает, что нужная степень очистки поверхности не была достигнута. Скорее всего, была неправильная шероховатость и толщина системы покрытия. Правильно очищенная поверхность, соответствующая требованиям стандартов, не является гарантией успеха. Хорошо очищено - не то же самое, что очищено в соответствии с применяемым покрытием. Важно, чтобы качество очистки поверхности должным образом соответствовало системе покрытия (уровень подготовки поверхности, тип покрытия), шероховатость, будущие условия эксплуатации и, вероятно, срок службы покрытий. В противном случае можно ожидать преждевременный отказ покрытия - будь то из-за действительно неудачного покрытия или из-за неоправданно завышенных ожиданий.
Об авторе
Джейсон Хелсел, Р.Е., PCS, старший консультант отдела защитных покрытий в КТА-Tator, Inc., руководит исследованиями проектов нанесения покрытий и участвует в обследовании и осмотре покрытий промышленных сооружений. Он имеет степень магистра наук в области химического машиностроения в Университете штата Мичиган, является зарегистрированным профессиональным инженером и сертифицированным инспектором покрытий.