Реферат: Классификация коррозионных процессов
Содержание:
Коррозия
- Введение
- Основы теории коррозии
- Классификация коррозионных процессов
- Показатель скорости коррозии
Методы защиты от коррозии
Очистка и подготовка поверхности
Приложение № 1 («Классификация коррозии...»)
Приложение № 2 («Влияние технологических факторов на долговечность покрытий»)
Приложение № 3 («Струйная очистка»)
Приложение № 3.1 («Краски и покрытия. Подготовка стальной поверхности. Оценка чистоты поверхности» )
Приложение № 3.2 («Краски и покрытия. Подготовка стальной поверхности.
Оценка запыленности поверхности»)
Приложение № 4 («Характеристики шероховатости стальной поверхности»)
Коррозия
1. Введение
Коррозия — это разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его взаимодействии с внешней средой. Даже само слово коррозия произошло от позднелатинского corrosio — разъедание. Особенный ущерб приносит коррозия металлов. Распространенный и наиболее знакомый всем нам вид коррозии — ржавление железа. Термин «коррозия» применим к металлам, бетону, некоторым пластмассам и другим материалам. Кроме коррозии, металлические (в частности, строительные) конструкции подвергаются действию эрозии — разрушению поверхности материала под влиянием механического воздействия. Эрозию провоцируют дожди, ветры, песчаная пыль и прочие природные факторы. Поэтому арки мостов, строительные фермы и другие сооружения надо защищать комплексно. Таким образом, коррозия — это физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла. В результате коррозии металлы переходят в устойчивые соединения — оксиды или соли, в виде которых они находятся в природе. Коррозия съедает до 10 процентов производимого в стране металла. Трудно учесть более высокие косвенные потери от простоев и снижения производительности оборудования, подвергшегося коррозии, от нарушения нормального хода технологических процессов, от аварий, обусловленных снижением прочности металлических конструкций и т.п.
Почему коррозия называется коррозией?
Слово коррозия происходит от латинского «corrodo» — «грызу». Некоторые источники ссылаются на позднелатинское «corrosio» — «разъедание». Не следует путать понятия «коррозия» и «ржавчина». Если коррозия — это процесс, то ржавчина один из его результатов. Это слово применимо только к железу, входящему в состав стали и чугуна. В дальнейшем под термином «коррозия» мы будем подразумевать коррозию металлов. Согласно международному стандарту ISO 8044 под коррозией понимают физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их технической системы. РЖАВЧИНА — это слой частично гидратированных оксидов железа, образующийся на поверхности железа и некоторых его сплавов в результате коррозии. Коррозионному разрушению подвержены также бетон, строительный камень, дерево, другие материалы; коррозия полимеров называется деструкцией.
2. Основы теории коррозии
Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует) называется коррозионной или агрессивной средой (см. Приложение № 1). В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют ввиду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой.
Физико-химическая сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии является окисление металла. Любой коррозионный процесс является многостадийным:
- Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла.
- Взаимодействие среды с металлом.
- Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла (в объем жидкости, если среда жидкая).
Известно что большинство металлов ( кроме Ag,Pt ,Cu,Au) встречаются в природе в ионном состоянии: оксиды, сульфиды, карбонаты и др., называемые обычно руды металлов. Ионное состояние более выгодно, оно характеризуется более меньшей внутренней энергией. Это заметно при получение металлов из руд и их коррозии. Поглощенная энергия при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том, что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение. Это приводит к тому, что металл находящийся в контакте с коррозионно- активной средой стремится перейти в энергетически выгодное состояние с меньшим запасом энергии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии является термодинамическая неустойчивость системы, состоящей из металла и компонентов окружающей (коррозионной) среды. Мерой термодинамической неустойчивости является свободная энергия, освобождаемая при взаимодействии металла с этими компонентами. Но свободная энергия сама по себе ещё не определяет скорость коррозионного процесса, т. е. величину, наиболее важную для оценки коррозионной стойкости металла. В ряде случаев адсорбционные или фазовые слои (плёнки), возникающие на поверхности металла в результате начавшегося коррозионного процесса образуют настолько плотный и непроницаемый барьер, что коррозия прекращается или очень сильно тормозится. Поэтому в условиях эксплуатации металл, обладающий большим сродством к кислороду, может оказаться не менее, а более стойким (так, свободная энергия образования окисла у Cr или Al выше, чем у Fe, а по стойкости они часто превосходят Fe).
3. Классификация коррозионных процессов
3.1. По виду (геометрическому характеру) коррозионных разрушений на поверхности или в объёме металла.
.
Коррозию, захватившая всю поверхность металла, называется сплошной. Её делят на равномерную и неравномерную в зависимости от того, одинакова ли глубина коррозионного разрушения на разных участках. При местной коррозии поражения локальны и оставляют практически незатронутой значительную (иногда подавляющую) часть поверхности. В зависимости от степени локализации различают коррозионные пятна, язвы и точки (питтинг). Точечные поражения могут дать начало подповерхностной коррозии. распространяющейся в стороны под очень тонким (например, наклёпанным) слоем металла, который затем вздувается пузырями или шелушится. Наиболее опасные виды местной коррозии — межкристаллитная (интеркристаллитная), которая, не разрушая зёрен металла, продвигается вглубь по их менее стойким границам, и транскристаллитная, рассекающая металл трещиной прямо через зёрна. Почти не оставляя видимых следов на поверхности, эти поражения могут приводить к полной потере прочности и разрушению детали или конструкции. Близка к ним по характеру ножевая коррозия, словно ножом разрезающая металл вдоль сварного шва при эксплуатации некоторых сплавов в особо агрессивных растворах. Иногда специально выделяют поверхностную нитевидную коррозию, развивающуюся, например, под неметаллическими покрытиями, и послойную коррозию, идущую преимущественно в направлении пластической деформации. Специфична избирательная коррозия, при которой в сплаве могут избирательно растворяться даже отдельные компоненты твёрдых растворов (например, обесцинкование латуней).
3.2. По механизму реакций взаимодействия металла со средой (химическая и электрохимическая коррозия).
Коррозия является химической, если после разрыва металлической связи атомы металла непосредственно соединяются химической связью с теми атомами или группами атомов, которые входят в состав окислителей, отнимающих валентные электроны металла. Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она наблюдается в тех случаях, когда коррозионная среда не является электролитом (газовая коррозия, коррозия в неэлектропроводных органических жидкостях). Скорость её чаще всего определяется диффузией частиц металла и окислителя через поверхностную плёнку продуктов коррозии (высокотемпературное окисление большинства металлов газами), иногда — растворением или испарением этой плёнки (высокотемпературное окисление W или Mo), её растрескиванием (окисление Nb при высоких температурах) и изредка — конвективной доставкой окислителя из внешней среды (при очень малых его концентрациях).
Коррозия является электрохимической, если при выходе из металлической решётки образующийся катион вступает в связь не с окислителем, а с другими компонентами коррозионной среды; окислителю же передаются электроны, освобождающиеся при образовании катиона. Такой процесс возможен в тех случаях, когда в окружающей среде существуют два типа реагентов, из которых одни (сольватирующие или комплексообразующие) способны соединяться устойчивыми связями с катионом металла без участия его валентных электронов, а другие (окислители) могут присоединять валентные электроны металла, не удерживая около себя катионы. Подобными свойствами обладают растворы или расплавы электролитов, где сольватированные катионы сохраняют значительную подвижность. Таким образом, при электрохимической коррозии удаление атома из металлической решётки (что составляет суть любого коррозионного процесса) осуществляется в результате двух независимых, но сопряжённых, связанных между собой электрическим балансом, электрохимических процессов: анодного — переход сольватируемых катионов металла в раствор, и катодного — связывание окислителем освобождающихся электронов. Отсюда следует, что процесс электрохимической коррозии можно замедлить не только путём непосредственного торможения анодного процесса, но также воздействуя на скорость катодного. Наиболее распространены два катодных процесса: разряд водородных ионов (2е + 2H+= H2 ) и восстановление растворённого кислорода (4e +O2 +4H+ = 2H2 O или 4e +O2 +2H2 O = 4ОН- ), которые часто называют соответственно водородной и кислородной деполяризацией.
Анодный и катодный процессы с той или иной вероятностью и в той или иной последовательности протекают в любых точках металлической поверхности, где катионы и электроны могут взаимодействовать с компонентами коррозионной среды. Если поверхность однородна, то катодные и анодные процессы равновероятны по всей её площади; в таком идеальном случае коррозию называют гомогенно-электрохимической (отмечая таким образом отсутствие какой-либо неоднородности в распределении вероятности электрохимических процессов в любой точке поверхности, что, конечно, не исключает термодинамической гетерогенности взаимодействующих фаз). В действительности на металлических поверхностях существуют участки с различными условиями доставки реагирующих компонентов, с разным энергетическим состоянием атомов или с различными примесями. На таких участках возможно более энергичное протекание либо анодного, либо катодного процессов, и коррозия становится гетерогенно-электрохимической.
3.3. По типу коррозионной среды
Некоторые коррозионные среды и вызываемые ими разрушения столь характерны, что по названию этих сред классифицируются и протекающие в них коррозионные процессы.
Как правило, металлические изделия и конструкции подвергаются действию многих видов коррозии — в этих случаях говорят о действии так называемой смешанной коррозии.
Газовая коррозия – коррозия в газовой среде при высоких температурах.
Атмосферная коррозия – коррозия металла в условиях атмосферы при влажности, достаточной для образования на поверхности металла пленки электролита (особенно в присутствии агрессивных газов или аэрозолей кислот, солей и т.д.). Особенностью атмосферной коррозии является сильная зависимость ее скорости и механизма от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии.
Жидкостная коррозия – коррозия в жидких средах. По условиям воздействия жидкой среды на металл этот тип коррозии также характеризуется как коррозия при полном погружении, при неполном погружении, при переменном погружении, имеющие свои характерные особенности.
Подземная коррозия – коррозия металла в грунтах и почвах. Характерной особенностью подземной коррозии является большое различие в скорости доставки кислорода (основной деполяризатор) к поверхности подземных конструкций в разных почвах (в десятки тысяч раз).
3.4.По характеру дополнительных воздействий
Коррозия под напряжением развивается в зоне действия растягивающих или изгибающих механических нагрузок, а также остаточных деформаций или термических напряжений и, как правило, ведёт к транскристаллитному коррозионному растрескиванию, которому подвержены, например, стальные тросы и пружины в атмосферных условиях, углеродистые и нержавеющие стали в паросиловых установках, высокопрочные титановые сплавы в морской воде и т. д. При знакопеременных нагрузках может проявляться коррозионная усталость, выражающаяся в более или менее резком понижении предела усталости металла в присутствии коррозионной среды. Коррозионная эрозия (или коррозия при трении) представляет собой ускоренный износ металла при одновременном воздействии взаимно усиливающих друг друга коррозионных и абразивных факторов (трение скольжения, поток абразивных частиц и т. п.). Родственная ей кавитационная коррозия возникает при кавитационных режимах обтекания металла агрессивной средой, когда непрерывное возникновение и «захлопывание» мелких вакуумных пузырьков создаёт поток разрушающих микрогидравлических ударов, воздействующих на поверхность металла. Близкой разновидностью можно считать и фреттинг -коррозию, наблюдаемую в местах контакта плотно сжатых или катящихся одна по другой деталей, если в результате вибраций между их поверхностями возникают микроскопические смещения сдвига.
Утечка электрического тока через границу металла с агрессивной средой вызывает в зависимости от характера и направления утечки дополнительные анодные и катодные реакции, могущие прямо или косвенно вести к ускоренному местному или общему разрушению металла ( коррозия блуждающим током ). Сходные разрушения, локализуемые вблизи контакта, может вызвать соприкосновение в электролите двух разнородных металлов, образующих замкнутый гальванический элемент, — контактная коррозия. В узких зазорах между деталями, а также под отставшим покрытием или наростом, куда проникает электролит, но затруднён доступ кислорода, необходимого для пассивации металла, может развиваться щелевая коррозия, при которой растворение металла в основном происходит в щели, а катодные реакции частично или полностью протекают рядом с ней на открытой поверхности.
Принято выделять также биологическую коррозию, идущую под влиянием продуктов жизнедеятельности бактерий и др. организмов, и радиационную коррозию — при воздействии радиоактивного излучения.
4. Показатель скорости коррозии
Для установления скорости коррозии металла в данной среде обычно ведут наблюдения за изменением во времени какой-либо характеристики, объективно отражающей изменение свойства металла. Чаще всего в коррозионной практике используют следующие показатели.
1. Показатель изменения массы — изменение массы образца в результате коррозии отнесенный к единице поверхности металла S и к единице времени (например, г/м ч)
в зависимости от условий коррозии различают:
а) отрицательный показатель изменения массы
К-m=
где m — убыль массы металла за время коррозии после удаления продуктов коррозии.
б) положительный показатель изменения массы
К+m=
где m — увеличение массы металла за время вследствие роста пленки продуктов коррозии.
Если состав продуктов коррозии известен, то можно сделать пересчет от К к К и наоборот
К-m= К+m (nok A Me / n Me Aok)
где А и М — атомная и молекулярная масса Ме и окислителя соответственно; n и n валентность металла и окислителя в окислительной среде.
2.Объемный показатель коррозии
К — объем поглащенного или выделившегося в процессе газа V отнесенный к единице поверхности металла и единице времени (например, см/см ч).
К= объ. V / s
объем газа обычно приводят к нормальным условиям.
Применительно к электрохимической коррозии когда процесс катодной деполяризации осуществляется за счет разряда ионов водорода, например, по схеме 2Н + 2е = Н, или ионизация молекул кислорода О + 4е +2НО = 4ОН; вводятся соответственно кислородный (К ) и водородный (К ) показатель соответственно.
Водородный показатель коррозии — это объем выделившегося Н в процессе коррозии. отнесенный к Su .
Кислородный показатель коррозии — это объем поглощенного в процессе О, отнесенный к Su .
3.Показатель сопротивления
Изменение электрического сопротивления образца металла за определенное время испытаний также может быть использован в качестве показания коррозии (К ).
КR = (R/Ro) 100% за время t
где R0 и R электрическое сопротивление образца соответственно до и после коррозии.
У этого способа есть некоторый недостаток толщина металла во все время испытаний должна быть одинаковой и по этой причине чаще всего определяют удельное сопротивление, т.е. изменение электрического сопротивления на единицу площади образца (см, мм) при длине равной единице. Этот метод имеет ограничения применения (для листового металла не более 3мм). Наиболее точные данные получают для проволочных образцов. Этот метод не пригоден для сварных соединений.
4.Механический показатель коррозии
Изменение какого-либо свойства металла за время коррозии. Сравнительно часто пользуются изменением предела прочности. Прочностной показатель при этом выражается:
Кo= ( в/во) 100% за время t
где в изменение предела прочности при растяжении после коррозии образца в течении времени; во предел прочности до коррозии.
5.Глубинный показатель коррозии
К — глубина разрушения металла П в единицу времени (например, мм/год)
Глубина коррозионного разрушения П может быть средней или максимальной. Глубинный показатель коррозии можно использовать для характеристики как равномерной., так и неравномерной коррозии (в том числе и местной) металлов. Он удобен для сравнения скорости коррозии металла с различными плотностями. Переход от массового, токового и объемного к глубинному возможен при равномерной коррозии.
10-бальная шкала для оценки общей коррозионной стойкости металлов
Группа стойкости | Скорость коррозии металла, мм/год | Балл |
Совершенно стойкие | менее 0,001 | 1 |
Весьма стойкие | 0,001 – 0,005 | 2 |
0,005 – 0,01 | 3 | |
Стойкие | 0,01 – 0,05 | 4 |
0,05 – 0,1 | 5 | |
Пониженно-стойкие | 0,1 – 0,5 | 6 |
0,5 – 1,0 | 7 | |
Малостойкие | 1,0 – 5,0 | 8 |
5,0 – 10.0 | 9 | |
Нестойкие | более 10,0 | 10 |
Методы защиты от коррозии
Современная защита металлов от коррозии базируется на следующих методах:
повышение химического сопротивления конструкционных материалов,
изоляция поверхности металла от агрессивной среды,
понижение агрессивности производственной среды,
снижение коррозии наложением внешнего тока (электрохимическая защита).
Эти методы можно разделить на две группы. Первые два метода обычно реализуются до начала производственной эксплуатации металлоизделия (выбор конструкционных материалов и их сочетаний еще на стадии проектирования и изготовления изделия, нанесение на него защитных покрытий). Последние два метода, напротив, могут быть осуществлены только в ходе эксплуатации металлоизделия (пропускание тока для достижения защитного потенциала, введение в технологическую среду специальных добавок-ингибиторов) и не связаны с какой-либо предварительной обработкой до начала использования.
При применении первых двух методов не могут быть изменены состав сталей и природа защитных покрытий данного металлоизделия при непрерывной его работе в условиях меняющейся агрессивности среды. Вторая группа методов позволяет при необходимости создавать новые режимы защиты, обеспечивающие наименьшую коррозию изделия при изменении условий их эксплуатации. Например, на разных участках трубопровода в зависимости от агрессивности почвы можно поддерживать различные плотности катодного тока или для разных сортов нефти, прокачиваемой через трубы данного состава, использовать разные ингибиторы.
Однако в каждом случае приходится решать каким из средств или в каком их сочетании можно получить наибольший экономический эффект.
Широко применяются следующие основные решения защиты металлических конструкций от коррозии:
1. Защитные покрытия
Металлические покрытия .
По принципу защитного действия различают анодные и катодные покрытия. Анодные покрытия имеют в водном растворе электролитов более отрицательный электрохимический потенциал, чем защищенный металл, а катодные – более положительный. Вследствие смещения потенциала анодные покрытия уменьшают или полностью устраняют коррозию основного металла в порах покрытия, т.е. оказывают электрохимическую защиту, в то время как катодные покрытия могут усиливать коррозию основного металла в порах, однако ими пользуются, т.к. они повышают физико-механические свойства металла, например износостойкость, твердость. Но при этом требуются значительно большие толщины покрытий, а в ряде случаев дополнительная защита.
Металлические покрытия разделяются также по способу их получения (электролитическое осаждение, химическое осаждение, горячее и холодное нанесение, термодиффузионная обработка, металлизация напылением, плакирование).
Неметаллические покрытия
Данные покрытия получают нанесением на поверхность различных неметаллических материалов – лакокрасочных, каучуковых, пластмассовых, керамических и др.
Наиболее широко используются лакокрасочные покрытия, которые можно разделить по назначению (атмосферостойкие, ограниченно атмосферостойкие, водостойкие, специальные, маслобензостойкие, химически стойкие, термостойкие, электроизоляционные, консервационные ) и по со составу пленкообразователя (битумные, эпоксидные, кремнийорганические, полиуретановые, пентафталевые и др. ) (см. Приложение № 2)
Покрытия, получаемые химической и электрохимической обработкой поверхности
Эти покрытия представляют собой пленки нерастворимых продуктов, образовавшихся в результате химического взаимодействия металлов с внешней средой. Посколько многие из н их пористы, они применяются преимущественно в качестве подслоев под смазки и лакокрасочные покрытия, увеличивая защитную способность покрытия на металле и обеспечивая надежное сцепление. Методы нанесения – оксидирование, фосфатирование, пассивирование, анодирование.
2. Обработка коррозионной среды с целью снижения коррозионной активности.
Примерами такой обработки могут служить: нейтрализация или обескислороживание коррозионных сред, а также применение различного рода ингибиторов коррозии, которые в небольших количествах вводятся в агрессивную среду и создают на поверхности металла адсорбционную пленку, тормозящую электродные процессы и изменяющую электрохимические параметры металлов.
3. Электрохимическая защита металлов.
Путем катодной или анодной поляризации от постороннего источника тока или присоединением к защищаемой конструкции протекторов, потенциал металла смещается до значений, при которых сильно замедляется или полностью прекращается коррозия.
4. Разработка и производство новых металлических конструкционных материалов повышенной коррозионной устойчивости путем устранения из металла или сплава примесей, ускоряющих коррозионный процесс (устранение железа из магниевых или алюминиевых сплавов, серы из железных сплавов и т.д.), или введения в сплав новых компонентов, сильно повышающих коррозионную устойчивость (например хрома в железо, марганца в магниевые сплавы, никеля в железные сплавы, меди в никелевые сплавы и т.д.).
5. Переход в ряде конструкций от металлических к химически стойким материалам
(пластические высокополимерныме материалы, стекло, керамика и др.).
6. Рациональное конструирование и эксплуатация металлических сооружений и деталей (исключение неблагоприятных металлических контактов или их изоляция, устранение щелей и зазоров в конструкции, устранение зон застоя влаги, ударного действия струй и резких изменений скоростей потока в конструкции и др.).
Вопросам проектирования антикоррозионной защиты строительных конструкций уделяют серьезное внимание как у нас в стране, так и за рубежом. Западные фирмы при выборе проектных решений тщательно изучают характер агрессивных воздействий, условия эксплуатации конструкций, моральный срок службы зданий, сооружений и оборудования. При этом широко используются рекомендации фирм, производящих материалы для антикоррозионной защиты и располагающих лабораториями для исследования и обработки защитных систем из выпускаемых ими материалов.
Актуальность решения проблемы противокоррозионной защиты диктуется необходимостью сохранения природных ресурсов, защиты окружающей среды. Эта проблема находит широкое отражение в печати. Издаются научные труды, проспекты, каталоги, устраиваются международные выставки с целью обмена опытом между развитыми странами мира.
Таким образом необходимость исследования коррозионных процессов является одной из наиболее важных проблем.
ОЧИСТКА И ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ
Идеальная защита от коррозии на 80% обеспечивается правильной подготовкой поверхности, и только на 20% качеством используемых лакокрасочных материалов и способом их нанесения.
1.Очистка стали и удаление ржавчины
Длительность и эффективность покрытия по стальным поверхностям зависят в очень большой степени от того, как тщательно подготовлена поверхность для покраски.
Подготовка поверхности заключается в предварительной подготовке, имеющей целью устранение окалины, ржавчины и посторонних веществ, если они имеются, со стальной поверхности перед нанесением заводской грунтовки или праймера.
Вторичная подготовка поверхности направлена на устранение ржавчины или посторонних веществ, если они имеются, со стальной поверхности с заводской грунтовкой или праймером до нанесения антикоррозийной покрасочной системы.
Стальная поверхность может быть очищена от ржавчины следующими способами:
Очистка проволочной щёткой:
Очистка проволочной щеткой, обычно осуществляемая вращающимися проволочными щётками, является обычным методом, не подходящим для удаления окалины, но подходящим для подготовки сварных швов. Главным недостатком является то, что обрабатываемая поверхность не полностью освобождается от продуктов коррозии и начинает лосниться и становится жирной. Это уменьшает адгезию грунтовок и эффективность покрасочной системы.
Обрубка:
Обрубка или механическое скалывание обычно осуществляется в сочетании с очисткой проволочной щёткой. Это иногда подходит для местного ремонта при применении обычных или специальных покрасочных систем. Это не подходит для общей подготовки поверхностей для покраски эпоксидными и красками на основе хлорированной резины. Скалывание может использоваться для устранения толстого слоя ржавчины и обеспечивает экономию при проведении последующей пескоструйной очистки.
Пневматический молоток:
Удалить ржавчину, краску и т.д. из углов и выступов для достижения чистой шероховатой поверхности.
Термический способ:
Пламенная очистка поверхности включает устранение ржавчины путём термической обработки при использовании специального оборудования (на ацетилене или пропане с кислородом). Это устраняет почти всю окалину, но в меньшей степени ржавчину. Поэтому этот метод не может отвечать требованиям современных покрасочных систем.
Шлифовка:
Шлифовка подразумевает использование вращающихся кругов, покрытых абразивным материалом. Она используется для мелкого ремонта или для удаления мелких инородных частиц. Качество этих шлифовальных кругов было в значительной степени улучшено, и это может обеспечить хороший стандарт подготовки поверхности.
Механическая очистка:
Способ поверхностной очистки вручную во время которой загрунтованной и покрашенной поверхности придаётся шероховатость и устраняется любое видимое загрязнение (за исключением масляных загрязнений и следов ржавчины).
лёгкая очистка, цель: огрубление новой поверхности
Абразив: мелкий (0,2-0,5мм)
тяжёлая очистка ( ISO Sa1), цель: удаление слоёв ветхого покрытия
Абразив: мелкий до среднего (0,2-0,5/0,2-1,5мм)
Пескоструйная очистка:
Столкновение потока абразивного материала, обладающего высокой кинетической энергией, с подготовленной поверхностью. Этот процесс управляется либо вручную струёй, либо автоматически с помощью колеса с лопатками, и это является наиболее основательный метод очистки от ржавчины. Пескоструйная очистка с помощью центрифуги, сжатого воздуха и вакуума являются хорошо известными типами. ( см. Приложение № 3)
Дробь
Частицы являются всего лишь практически сферическими и твёрдыми и должны содержать минимальное количество посторонних примесей и дроби нестандартной формы.
Грунтовки, использующиеся после дробеструйной очистке, должны быть проверены по своим эксплуатационным характеристикам.
Крупный абразив
Частицы должны иметь угловатую форму с острыми режущими гранями, должны быть удалены «половинки». Если в спецификации не указано что-либо иное, должен быть использован песок минерального происхождения.
Влажная (абразивная) (пескоструйная) очистка :
Влажная очистка под очень высоким давлением
Давление = более 2000 бар
скорость очистки = макс. 10-12 м2/ час в зависимости от материала, подлежащего удалению.
Использование: полное удаление всех покрытий и ржавчины. Результат сопоставим с сухой пескоструйной очисткой, но со вспышками ржавчины после высыхания.
Влажная очистка под высоким давлением
Давление = до 1300 бар
Скорость очистки = макс. 5 м2/ час в зависимости от материала, подлежащего удалению. При намного меньшем давлении этот метод используется для удаления загрязнений с любой подложки.
Использование: удаление соли и других загрязнений, покрытий и ржавчины.
Влажная абразивная пескоструйная очистка под низким давлением
Давление= 6-8 кг/см2
Скорость очистки = 10-16 м2 /час в зависимости от материала, подлежащего устранению.
Использование: уменьшение абразивности, уменьшение количества пыли, удаление соли, устранение опасности возникновения искры. Результат сопоставим с сухой пескоструйной очисткой, но со вспышками ржавчины после высыхания.
Очистка паром:
Давление=100-120 кг/см2
Использование: Удаление водорастворимых и эмульгированных загрязнений: подложка высыхает быстрее, чем при обработке подложки водой.
Стандарты ISO:
При определении точной степени удаления ржавчины и очистки стальной поверхности перед покраской использует Международный стандарт ISO 8501-01-1988 и ISO 8504-1992.
ISO 8501-01 употребляется по окалине. Это означает следующие уровни заражения ржавчиной:
А — стальная поверхность в большой степени покрытая окалиной, но в незначительной степени или совсем не затронута ржавчиной.
Б — стальная поверхность, которая начала ржаветь и с которой окалина начала осыпаться.
С — стальная поверхность, с которой окалина отвалилась и откуда она может быть удалена, но с лёгким видимым питтингом.
Д — стальная поверхность, с которой окалина отвалилась, но с лёгким питтингом, видимым невооружённым глазом.
Степени предварительной подготовки поверхности Стандарт ISO определяет семь степеней подготовки поверхности.
В спецификациях часто употребляются следующие стандарты:
ISO-St Обработка вручную и электроинструментами.
Подготовка поверхности вручную и с помощью электроинструментов: скобление, зачистка проволочными щётками, механическими щётками и шлифовка, — обозначается буквами «St».
Прежде, чем начать очистку вручную или электроинструментами, толстые слои ржавчины должны быть удалены способом обрубки. Видимые загрязнения от масла, жира и грязи тоже должны быть удалены.
После очистки вручную и электроинструментами, поверхность должна быть очищена от отслаивающейся краски и пыли.
ISO-St2 Тщательная очистка вручную и электроинструмента-ми
При поверхностном рассмотрении невооружённым взглядом, подложка должна выглядеть очищенной от видимых следов масла, жира и грязи и от плохо прилегающей окалины, ржавчины, краски и посторонних веществ.
ISO-St3 Очень тщательная очистка вручную и электроинструмента-ми
То же самое, что и для St2, но подложка должна быть очищена намного более тщательно, до появления металлического блеска.
ISO-Sa пескоструйная очистка
Подготовка поверхности способом пескоструйной обработки обозначается буквами «Sa».
Прежде, чем приступить к пескоструйной очистке, толстые слои ржавчины должны быть удалены методом обрубки. Видимые масляные, жировые загрязнения и грязь тоже должны быть устранены.
После пескоструйной обработки подложка должна быть очищена от пыли и мусора.
ISO-Sa1 лёгкая пескоструйная очистка
При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от окалины с плохим прилеганием, ржавчины, краски и других посторонних веществ.
ISO-Sa2 Тщательная пескоструйная очистка
При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от большей части окалины, ржавчины, краски и других посторонних веществ. Каждое остаточное загрязнение должно иметь плотное прилегание.
ISO-Sa2,5 Очень тщательная пескоструйная очистка
При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от большей части окалины, ржавчины, краски и других посторонних веществ. Все остаточные следы заражения должны проявляться только в форме едва заметных пятен и полос.
ISO-Sa3 Пескоструйная очистка до визуально чистой стали.
При проверке невооружённым взглядом поверхность должна выглядеть зачищенной от видимых масляных, жировых пятен и грязи и от большей части окалины, ржавчины, краски и других посторонних веществ. Поверхность должна иметь однородный металлический блеск.
Шероховатость поверхности после пескоструйной очистки:
Для определения шероховатости используются различные обозначения, такие как Rz, Rt Ra.
Rz — среднее возвышение по сравнению с уровнем равнины =профиль абразивного материала
Rt — максимальное возвышение по отношению к уровню равнины
Ra — среднее расстояние до воображаемой центральной линии, которая может быть проведена между вершинами и равнинами(ISO3274 ).
Абразивный профиль (Rz ) — 4 до 6 раз C.L.A. (Ra )
Непосредственное измерение Т.С.С. грунтовок, применяемых по стали, подвергнувшейся пескоструйной очистке, до толщины 30 мкм весьма неточное. Грунтовка при толщине сухого слоя 30 мкм и более образует среднюю толщину, а не толщину на вершинах.
Когда в спецификациях упоминается абразивный профиль Rz, пескоструйная очистка по стандарту ISO — Sa2.5 должна быть достигнута с использованием минерального песка, если не упомянуто ничего другого.
Свыше Ra при 17 мкм (профиль абразивного материала R при Т.С.С. 100 мкм) рекомендуется использовать дополнительный слой грунтовки для того, чтобы укрыть шероховатость.
Если подвергается пескоструйной очистке сильно заржавленную сталь, часто достигается профиль свыше 100 мкм. (см. Приложение № 4)
Приложение № 1
Категории коррозии при атмосферных условиях окружающей среды
по стандарту ISO 12944-2 и ISO 9223.
Потеря массы и толщины цинкового покрытия за год эксплуатации | Типичные примеры для умеренного климата | |||
потеря массы г/м2 | уменьшение толщины, мкм | снаружи | внутри | |
С1 незначительная | ≤ 0,7 | ≤ 0,1 | – | Обогреваемые здания с нейтральной атмосферой, например: офисы, магазины, школы, гостиницы. |
С2 слабая | > 0,7-5 | > 0,1-0,7 | Атмосфера с незначительным загрязнением. В основном сельские районы. | Неотапливаемые здания, где выступает конденсация, например: склады, спортзалы. |
С3 умеренная | > 5-15 | > 0,7-2,1 | Атмосфера города и промышленных зон. Умеренное загрязнение двуокисью серы. | Производственные помещения с высокой влажностью и слабым загрязнением воздуха, например: по производству продуктов питания, прачечные, пивоварни, молокозаводы. |
С4 сильная | > 15-30 | > 2,1-4,2 | Промышленные районы и побережье с умеренной концентрацией солей. | Химические сооружения, бассейны, домики над водой. |
С5-I очень сильная (промышленная) | > 30-60 | > 4,2-8,4 | Промышленные районы с высокой влажностью и агрессивной атмосферой. | Здания или зоны с почти постоянной конденсацией и сильным загрязнением. |
C5-M очень сильная (море) | > 30-60 | > 4,2-8,4 | Прибрежные зоны с высокой концентрацией солей. | Здания или зоны с почти постоянной конденсацией и сильным загрязнением. |
Примечание: в прибрежных районах с теплым влажным климатом потери массы или снижение толщины могут превышать границы категории С5-М. |
Категории коррозии в воде и почве.
Категории | Окружающая среда | Примеры окружающей среды и металлоконструкций |
Im1 Im2 Im3 | пресная вода морская и солоноватая вода почва | конструкции на реках, ГЭС прибрежные сооружения, портовые зоны с металлоконструкциями, ворота шлюзов, плотины емкости в почве, металлические конструкции и трубы |
Приложение №2
Влияние технологических факторов получения лакокрасочных покрытий на их долговечность
Технологические процессы получения лакокрасочных покрытий разнообразны. Это связано с функциональным назначением окрашиваемого изделия, условиями его эксплуатации, характером окрашиваемой поверхности, применяемыми методами окрашивания и формирования покрытий.
Процесс получения лакокрасочного покрытия заключается в осуществлении следующих обязательных стадий:
- подготовка поверхности перед окрашиванием
- нанесение лакокрасочного материала
- отверждение лакокрасочного материала
Каждая из этих стадий влияет на качество получаемого покрытия и его долговечность. Рассмотрим влияние указанных факторов на долговечность покрытий в отдельности.
Подготовка поверхности перед окрашиванием играет существенную роль в обеспечении долговечности. Многолетний опыт применения лакокрасочных покрытий в различных отраслях промышленности показывают, что их долговечность приблизительно на 80 % определяется качеством подготовки поверхности перед окрашиванием. Некачественная подготовка поверхности металла перед окрашиванием вызывает ряд нежелательных последствий, приводящих к ухудшению защитных свойств покрытий:
ухудшение адгезии покрытия к подложке
развитие под покрытием коррозионных процессов
растрескивание и расслоение покрытий
ухудшение декоративных свойств
Между долговечностью покрытий и степенью очистки поверхности существует четко проявляющаяся зависимость.
В случае механических способов подготовки поверхности ориентировочные коэффициенты повышения сроков службы систем покрытий в зависимости от подготовки поверхности могут быть представлены следующим образом:
- окрашивание по неподготовленной поверхности – 1,0
- очистка ручным способом – 2,0-1,5
- абразивная очистка – 3,5-4,0
Метод окрашивания и условия нанесения лакокрасочных материалов существенно влияет на долговечность покрытий. Сроки службы покрытий в зависимости от метода окрашивания могут различаться на 15-25%, что объясняется разной структурой сформированных покрытий (лучше при электростатическом, воздушном, безвоздушном распылении; хуже при окунании, струйном обливе).
Условия нанесения (влажность, температура окружающего воздуха) также влияет на качество и долговечность покрытий. При несоблюдении температурно-влажностных параметров на поверхности сформированного покрытия появляются различные дефекты (шагрень, проколы), которые приводят не только к ухудшению внешнего вида, но значительно снижает долговечность покрытия.
Режим отверждения покрытий влияет на его защитные и физико-механические свойства. Покрытия, сформированные в результате горячего отверждения, более устойчивы к воздействию климатических факторов и агрессивных сред. Это объясняется тем, что формирование при повышенных температурах обеспечивает образование покрытий более плотной структуры. Физико-механические свойства неоднозначно зависят от температуры отверждения лакокрасочных материалов. Часто при горячем отверждении наблюдается охрупчивание покрытий, что приводит к снижению их прочностных свойств.
Толщина лакокрасочных покрытий для обеспечения противокоррозионной защиты должна быть достаточно большой, так как она влияет на скорость проникновения агрессивных агентов к поверхности металла. Поэтому при эксплуатации покрытий в условиях с различными параметрами агрессивности его толщина устанавливается в соответствии со степенью агрессивности среды. Так рекомендуемая толщина покрытий для сельской атмосферы составляет 120 мкм, промышленной – 150 мкм, морской – 200 мкм, химической – 300 мкм. Вместе с тем существует мнение, что не всегда увеличение толщины покрытия может привести к повышению его противокоррозионных свойств. При значительной толщине в покрытии могут возникать внутренние напряжения, приводящие к его растрескиванию. Толщина покрытия должна гарантировать отсутствие капиллярной проницаемости, т.е. быть несколько больше критической толщины. Для различных условий эксплуатации повышение толщины покрытия больше критической колеблется в 1,5-5 раз. В идеальном случае этот коэффициент подбирается опытным путем.
Таким образом, высокую долговечность и хорошие физико-механические свойства лакокрасочных покрытий можно обеспечить при выборе оптимальных стадий технологических операций их получения с учетом правильного выбора
лакокрасочного материала и т.д.
Приложение №3
Струйная очистка поверхностей с применением абразивов
Почему именно струйная очистка?
Широко известный недостаток железа и стали, заключается в том, что эти материалы ржавеют, то есть поддаются одной из форм коррозии. Для того, чтобы продлить срок службы дорогого оборудования и создать условия для оптимальной отдачи от капиталовложений, железные и стальные части конструкций обычно подвергаются антикоррозийной обработке с помощью нанесения на них одного или нескольких защитных слоев краски и других материалов. Перед нанесением защитного слоя необходимо провести тщательную обработку поверхности с целью получения наилучшего сцепления краски с поверхностью. Одним из наиболее эффективных методов подготовки поверхностей является струйная очистка с применением абразивов. Другими методами предварительной обработки поверхностей являются, например, очистка ручная и механическая, термическая очистка и очистка с применением химических препаратов. (травление). Последние вышеупомянутые методы имеют различные недостатки, варьирующиеся от получения недостаточной степени чистоты поверхности до нанесения ущерба здоровью человека и окружающей среде.
Тщательная предварительная обработка поверхности очень важна. Даже самые лучшие методы нанесения защитных покрытий по своему действию никогда не превосходят значение качества предварительной обработки поверхности. В большинстве случаев причиной преждевременного выхода из строя защитных покрытий является недостаточная или не соответствующая требованиям предварительная подготовка поверхностей.
Кроме железа и стали, различным формам коррозии подвергаются также и другие материалы. Поэтому струйная очистка и окраска проводятся не только на металлических, но и на бетонных и каменных поверхностях (памятники, фасады домов и т. д.), поверхностях из синтетических и других материалов. В некоторых случаях струйная обработка проводится в декоративных целях, например на поверхностях из стекла, хрусталя, нержавеющей стали и т. д.
Струйная обработка и здоровье.
Даже и сейчас используется термин «пескоструйная обработка». Однако, в большинстве случаев, это описание уже не соответствует действительности. В прошлом песок использовался в качестве абразивного материала. Однако, в 1957 году в Нидерландах был принят Закон о Силикозе, включающий в себя так называемый «Декрет о пескоструйной обработке поверхностей». Этим законом впредь запрещалось использование при струйной обработке материалов, содержащих более 1% свободного кремнезема. В кварцевом песке находится гораздо больше 1% свободного кремнезема, обычно 80-90%. В процессе струйной обработки поверхности зерна песка расщепляются на очень мелкие микро-частицы.
Эти частицы, размером менее 5-10 микрон (Е) и почти невидимые, часто еще очень долгое время остаются в окружающем воздухе и вдыхаются рабочими и всеми, кто находится вблизи места проведения очистительных работ. Скапливаясь и затвердевая в легких, они вызывают повреждения легочной ткани, что в свою очередь ведет к появлению респираторных проблем. Подобное состояние может перейти в силикоз (также называемый «болезнью пыльных легких»), болезнь, которая может завершиться фатальным исходом.
Струйная очистка стали.
Во время струйной очистки абразив (обычно твердый, гранулированный материал) с большой силой выдувается (обработка под прямой струей) или выбрасывается (дробемётая обработка) на обрабатываемую поверхность. Цель подобной обработки подготовить поверхность таким образом, чтобы обеспечить оптимальное сцепление наносимого затем защитного покрытия с поверхностью. На эффективность защитных покрытий влияют следующие известные принципиальные факторы:
Тщательная очистка поверхности, что означает удаление ржавчины, прокатной окалины, старых слоев краски, а также отложений соли и хлоридов (см.Приложение № 3.1) и загрязнений пылью (см.Приложение № 3.2), маслами и жирами;
Создание профиля на поверхности (модель якоря).
Иногда струйная обработка проводится водой под сильным давлением. Так как вода не создает профиль на поверхности, в нее часто добавляют подходящий абразив.
Перед началом струйных работ с поверхности должны быть удалены толстые слои ржавчины (если имеются), а также масло, жир и грязь.
После обработки поверхность нужно очистить от свободной пыли. Чтобы реально оценить степень чистоты поверхности, нужно принимать во внимание первоначальное ее состояние. Поэтому были выработаны международные стандарты, отражающие первоначальное состояние поверхности до ее обработки ( степень загрязнения ) и чистоту поверхности после обработки ( степень подготовки ). Широко применяющийся стандарт ISO 8501-1:1988 (E).
Этот стандарт дает детальное определение Степеней Загрязнения и Степеней Подготовки и основан на визуальном обзоре поверхности с помощью фотографий.
А именно, существуют следующие коды:
Степени загрязнения:
A — Значительная часть стальной поверхности покрыта прилипшей прокатной окалиной, ржавчина отсутствует или имеется в небольших количествах
B — Стальная поверхность начала ржаветь и отслаиваться
C — Стальная поверхность или полностью покрыта ржавчиной, или ржавчину можно соскрести. При этом на поверхности заметны небольшие углубления.
D — Стальная поверхность полностью покрыта ржавчиной или на ней невооруженным глазом заметны язвины вследствие общей коррозии
Степени подготовки :
Sa 1 Легкая очистка
Когда невооруженным глазом на поверхности не видно масла, жира, грязи, начинающейся ржавчины, остатков защитных покрытий и других инородных веществ
Sa 2 Тщательная очистка
Когда невооруженным глазом на поверхности не видно масла, жира, грязи и удалена почти вся ржавчина, слои краски и другие инородные вещества. Любые остатки загрязнений прочно скреплены с поверхностью.
Sa 2 1/2 Очень тщательная очистка
Когда невооруженным глазом на поверхности не видно масла, жира, грязи, удалена ржавчина, слои краски и другие инородные вещества. Любые оставшиеся следы загрязнений будут видны только в виде небольших пятен и полос
Sa 3 Очистка до получения визуально чистой стальной поверхности
Когда невооруженным глазом на поверхности не видно масла, жира, грязи, удалена ржавчина, слои краски и другие инородные вещества. Поверхность имеет ровный металлический оттенок.
Примечания:
1.Термин (инородные вещества) может включать в себя водорастворимые соли и остатки, полученные в результате сварочных работ.
2. Прокатная окалина, ржавчина и защитный слой краски считаются слабо въевшимися в поверхность, если их можно удалить с помощью тупого шпателя.
Для того, чтобы дать точную информацию о степени подготовки поверхности, вышеупомянутые степени обычно указываются в сочетании, например: C Sa 2. Это означает степень подготовки Sа 2, достигнутая на поверхности степени загрязнения C.
Существуют коды и для обозначения других методов подготовки поверхностей, например. St для обозначения ручной и механической очистки и Fl для обозначения термической очистки. Кроме стандартов ISO (Международная Организация по Стандартам) используются также и различные американские стандарты. Например, стандарты SSPC (Общество по Защитным Покрытиям) и NACE (Национальная Ассоциация по Коррозийной Инженерии). Смотрите ниже сравнительную таблицу по различным степеням подготовки поверхностей:
ISO | SSPC | NACE | |
Sa 1 | SSPC-SP-7 | Пескоструйная легкая очистка | |
Sa 2 | SSPC-SP-6 | NACE 3 | Коммерческая пескоструйная очистка |
Sa 2 1/2 | SSPC-SP-10 | NACE 2 | Пескоструйная очистка близкая к получению белого металла |
Sa 3 | SSPC-SP-5 | NACE 1 | Пескоструйная очистка до белого металла |
Профиль поверхности
Профиль поверхности также является важной частью подготовки поверхности стали. Должный профиль, в сочетании с требуемой степенью подготовки поверхности, обеспечивает хорошее скрепление защитного покрытия с поверхностью. Какой профиль будет получен в результате обработки, зависит от размеров зерна используемого абразивного материала, веса и формы зерен, воздействия зерен на поверхность ( имеется ввиду оказываемое давление на поверхность, расстояние и угол обработки) и ряда других причин.
При обработке крупнозернистым абразивом получается грубый профиль поверхности. Иногда это может улучшить скрепление защитного покрытия с поверхностью, однако многие современные защитные методы не требуют предварительного создания чрезмерно тщательного профиля поверхности. К тому же, чем грубее профиль поверхности, тем больше расход краски чтобы вся поверхность (высшие точки профиля) были тщательно покрыты, все выемки, появившиеся в результате обработки абразивом, должны быть заполнены краской. Высокий профиль поверхности не обязательно является оптимальным для данной защитной системы. Во многих случаях производители краски указывают в технических характеристиках требуемые для данного типа краски степень подготовки и профиль поверхности.
Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что при одном и том же данном объеме или весе абразивного материала, мелких зерен в нем содержится гораздо большее количество, чем крупных. За один и тот же промежуток времени можно израсходовать один килограмм крупнозернистого абразива, содержащего 17-18.000 зерен размером 2 мм, а также один килограмм мелкого абразива, содержащего 800.000 зерен размером 0,6 мм. Помните старые времена молотков для снятия окалины? Проще говоря, это означает, что при применении упомянутого здесь мелкозернистого абразива на одной и той же поверхности за один и тот же промежуток времени работает в 45 раз больше таких молотков!
По сравнению с крупнозернистым абразивом, абразив с более мелким зерном обеспечивает большую скорость очистки и дает лучший результат при нанесении защитного слоя. В то же самое время, он позволяет получить более мелкий профиль поверхности с относительно низким расходом краски. Это качество часто оказывается очень удобно для применения на новых стальных поверхностях, покрытых только прокатной окалиной или легкой ржавчиной. Однако сильно загрязненная и коррозированная поверхность (несколько слоев краски, толстый слой ржавчины и наросты) нелегко очищается мелкозернистым абразивом. В этом случае очистительные работы займут слишком много времени и израсходуется слишком большое количество абразива. Поэтому, в таких случаях предпочтительнее применять крупнозернистый абразивный материал.
Крупное зерно абразива очень хорошо снимает тяжелую коррозию, но часто является слишком грубым для того, чтобы тщательно очистить все углубления и поры. Во многих случаях, для того, чтобы достичь лучшего результата, как в отношении скорости работ и расхода материала, так и в отношении степени очистки и получаемого профиля, используют смесь, состоящую из крупных и мелких зерен.
Правильный выбор материала всегда зависит от первоначального состояния поверхности (степень коррозии), требуемой степени чистоты (степень подготовки) и профиля поверхности, спецификаций производителя краски, а также действующих местных правил и законов.
Приложение № 3.1
Краски и покрытия. Подготовка стальной поверхности.
ISO/TR 8502-1:1991
Подготовка стальной основы перед нанесением красок и подобных покрытий — Оценка чистоты поверхности.
Часть 1: Производственный тест растворимых коррозионных продуктов металла
Общее:
Настоящий технический документ описывает производственное испытание по определению растворимых коррозионных продуктов металла на поверхностях, очищенных пескоструйным методом до класса Sa 2,5 или выше (См. ISO 8501-1 или ISO 8501-2 ). Для испытания используются индикаторные полоски, чувствительные к металлосодержащим ионам.
Данное испытание не применимо для стальных поверхностей, очищенных вручную.
Нормативные ссылки
Перечисленные ниже стандарты содержат положения, которые составляют положения данного технического документа, на что имеются соответствующие ссылки в тексте. На момент публикации указанные издания имели силу. Все стандарты подвергаются пересмотру, и сторонам, участвующим в соглашениях, в основу которых положен данный технический документ, рекомендуется изучить возможность применения самых последних изданий стандартов, которые перечислены ниже. Члены ISE и ISO ведут реестры действующих на настоящий момент международных стандартов.
ISO 3696:1987, Вода для аналитического лабораторного использования – Спецификации и методы исследования.
ISO 8501-1:1988, Подготовка стальной основы перед нанесением краски и подобных покрытий – визуальная оценка чистоты поверхности – Часть 1: Степени ржавости и степени подготовки непокрытой стальной основы после полного удаления прежних покрытий.
ISO 8502: — , Подготовка стальной основы перед нанесением краски и подобных покрытий – визуальная оценка чистоты поверхности – Часть 1: Степени подготовки предварительно покрытой стальной основы после локализованного удаления предыдущего покрытия.
Основные положения
Растворимые соли, находящиеся на испытуемой поверхности убираются контрольной очисткой поверхности водой. Накопленная жидкость тестируется на наличие железосодержащих ионов по средством цветометрической реакции (используется индикаторная бумага, 2,2’ бипиридил).
Реагенты, приборы и материалы
Используйте только официально признанную аналитическую шкалу реагентов и воду, не менее 3 степени очистки, в соответствии с ISO 3696 .
4.1 Индикаторные полоски для железосодержащих ионов — подготовленные импрегнирующие маленькие полоски бумаги бипиридил 2,2’.
Чувствительность контрольных полосок должна колебаться от 5 mg/l до 250 mg/l. Контрольные полоски должны храниться в сухом, тщательно закрытом контейнере.
Промышленные индикаторные полоски широко доступны. Если они используются, то должны быть прокалиброваны (см.5.1), путем погружения в калиброванные растворы железосодержащих ионов.
4.2 Растворимые железосодержащие соли, такие как аммиачно-железный сульфат.
4.3 Серная кислота, разбавленная
4.4 Три абсорбентовые подушечки из чистого хлопка, массой примерно 2-3гр
4.5 Два контейнера (a и b), вместимостью примерно 400 мл каждый, один из них (4.5а) содержит 50 мл воды, другая (4.5в) пустая.
Пластиковые баллоны являются пригодными для работы на площадки.
4.6 Маленький стеклянный штабик (палочка).
4.7 Линейка и мел или другие пригодные предметы для обозначения испытываемой зоны.
Процедура
5.1 Подготовка контрольной индикаторной полоски для теста
Прокалиброванную индикаторную полоску (4.1) использовать немедленно перед каждой серией тестов, используя следующую процедуру.
Подготовить свежие растворы растворимых железосодержащих солей (4.2) с содержанием железа 5мг/л, 10 мг/л, 100 мг/л и 250 мг/л и стабилизовать разбавленной серной кислотой (4.3). Если стабильность раствора железосодержащих солей неясна, определите содержание железа в нем, при помощи любого стандартного окислительновосстановительного метода. В каждый раствор опустите индикаторную полоску (4.1), извлеките и сохраните для сравнения с полосками, полученными в результате теста.
5.2 Подготовка раствора для теста.
Выполните процедуру промывки, описанную ниже, и последующую оценку получившегося раствора в двух экземплярах. Надевайте чистые пластиковые перчатки или используйте пластиковый пинцет для минимизации загрязнения железосодержащими солями.
После пескоструйной очистки, отметьте тестируемую зону, примерно 25 000 мм2 (например 250 мм ×100мм), используя линейку и мел. Впитайте воду впитывающей хлопковой подушкой(4.4) из первого контейнера (4.5а), а затем тщательно протампонируйте пропитанной подушкой испытуемый участок. Исключите подтекание воды из подушки/тампона, особенно если испытуемая поверхность не горизонтальная. Поместите новый абсорбентовый хлопковый тампон/подушечку во второй контейнер (4.5в) и повторить процедуру тампонирования. Добавьте оставшуюся воду из первого контейнера во второй.
Закончить всю процедуру тампонирования примерно за 4 мин.
Очистите поверхность с помощью сухого хлопкового тампона. Затем поместите его во второй контейнер. Для подготовки тестового раствора опустите в воду 3 впитывающих тампона; используйте стеклянный штабик.
5.3 Оценка испытуемого раствора
Погрузите индикаторную полоску (4.1) в раствор, подготовленный по п.5.2 во второй контейнер и оцените цвет см.5.1.
Представление результатов
Если Вы используете 50 мл воды, при площади испытуемого участка 25 000 мм2, как описано в п.5.2, двойная концентрация железа в миллиграммах на литр, проверенная индикаторной полоской, равна концентрации растворенных продуктов коррозии железа в миллиграммах на квадратный метр.
Отчет об испытании
Отчет об испытании должен содержать, как минимум, следующую информацию:
а) ссылку на данный технический документ (ISO-TR 8502-1 );
б) информация об испытуемой поверхности и ее пространственное положение (например, горизонтальное, вертикальное или угловое);
в) класс ржавости и степень подготовки тестируемой поверхности;
г) любые отклонения от спецификации проведения испытания;
д) результаты теста, в соответствии с пунктом 6;
е) дата/даты испытания.
Приложение № 3.2
Краски и покрытия. Подготовка стальной поверхности.
ISO 8502-3:1992
Подготовка стальной основы перед нанесением красок и подобных покрытий — Оценка чистоты поверхности.
Оценка запыленности стальной поверхности, подготовленной под покраску (метод самоклеющейся ленты).
Общие положения
1.1 Эта часть ISO 8502 описывает метод оценки запыленности на очищенной стальной поверхности, подготовленной под покраску.
Обеспечивает наглядное представление среднего уровня запыленности поверхности. А также описывает классы оценки средних размеров частиц пыли.
Примечание 1. Количественный рейтинг и размеры, классифицированы в соответствии с, извлечены из ISO 4628-1:1928, Краски и лаки — Развитие разрушения покрытий – Обозначения интенсивности, количество и размеры общих типов дефектов – Часть1: Основные принципы и шкала оценок.
1.2 Итоги метода подводятся:
а) «сдано/не сдано», путем оценки количества наличия пыли на испытуемой поверхности и средних размеров частиц пыли в сравнении с определенными нормами.
Или
б) предоставление постоянного отчета о наличии запыленности на поверхности. Для этого на керамическую плитку, картонку или лист бумаги, подходящей по цветовому контрасту помещают ленту, используемую для проведения теста.
1.3 Этот метод подходит для оценки количества остаточной пыли и ее размера на стальной поверхности после очистки, которая до очистки соответствовала классу А, В или С (по ISO 8501-1 ).
Поскольку эластичность липкой ленты ограниченна, лента не проникает внутрь глубоких «ямок», присутствующих на стальной поверхности ржавости класса Д.
1.4 Если поверхность очищена от пыли, как требуется, то для проведения теста достаточно пальцевого давления на ленту. В случае возникновения разногласий, давление может осуществляться при помощи подпружиненного валика (кроме класса ржавости С или Д) .
Нормативные ссылки
Перечисленные ниже стандарты содержат положения, которые составляют положения данного технического документа, на что имеются соответствующие ссылки в тексте. На момент публикации указанные издания имели силу. Все стандарты подвергаются пересмотру, и сторонам, участвующим в соглашениях, в основу которых положен данный технический документ, рекомендуется изучить возможность применения самых последних изданий стандартов, перечисленных ниже. Члены ISE и ISO ведут реестры действующих на настоящий момент международных стандартов.
ISO 8501-1:1988, Подготовка стальной основы перед нанесением краски и подобных покрытий – визуальная оценка чистоты поверхности – Часть 1: Степени ржавости и степени подготовки непокрытой стальной основы после полного удаления прежних покрытий.
IEC 454-2:1974 Спецификации по самоклеющийся ленте для электротехнических целей – Часть 2: Методы теста.
Определения.
В соответствии с данной частью ISO 8502, используют следующие определение:
3.1 Пыль: оставленные твердые частицы на стальной поверхности, подготовленной под покраску, появившиеся после пескоструйной очистки или другого подготовительного процесса, либо в результате действия окружающей среды.
Общие положения
Самоклеющаяся пленка прижимается на стальную поверхность, подготовленную под покраску. Пленка, вместе с пылью, прилипшей к ней, отдирается и помещается на индикаторное табло (подставку) цвета, контрастирующего с пылью, и тестируется визуально. Затем оценивается количество пыли, прилипшей к ленте и размеры частиц.
Приборы и материалы
5.1 Липкая лента — рулон практически бесцветной прозрачной самоклеющейся ленты шириной 25 мм, имеющей силу сцепления как минимум 190 Н на метр ширины, при 180° измерении, IEC 454-2.
Примечание 2: Пленка отрывается от стальной поверхности при 180° и скорости отрыва 300 ± 30 мм/мин
5.2 Индикаторное табло (подставка) цвета, контрастирующего с пылью; используется как фон, например, стеклянные черные или белые глазурованные плитки, карточки или бумага.
5.3 Подпружиненный валик, спроектированный под нагрузку 39.2 Н или 49.0 Н (промежуточная нагрузка См. дополнение А)
Примечание 3: Валик калибруется при помощи гирь 4 кг и 5кг. На отметки 4 кг, сила, оказывающая давление на валик равна 39.2 Н, а при 5 кг – 49.0 Н.
5.4 Лупа, с десятикратным увеличением.
Процедура
6.1 Перед каждой серией тестов, размотайте 3 оборота ленты из рулона, а затем отделите примерно 200 мм ленты.
6.2 Крепко прижмите к тестируемой поверхности примерно 150 мм пленки, аккуратно держась за концы пленки. Можно применить, альтернативные методы, в соответствии с подпунктом 1.4:
а) помести палец на один конец ленты, и перемещайте, сохраняя твердое нажатие, с одинаковой скоростью вдоль ленты по 3 раза в каждую сторону, так чтобы каждый ход происходил за 5-6 секунд. Снимите ленту с тестируемой поверхности, поместите на подходящее индикаторное табло (5.2), исключая стирание пальцами.
в) Поместите калиброванный подпружиненный валик на один конец по центру ленты и двигайте валик, сохраняя нагрузку 39.2 Н и 49.0 Н (см. примечание 3) с одинаковой скоростью вдоль ленты по 3 раза в каждую сторону по 5-6 секунд. Снимите ленту с тестируемой поверхности, поместите на подходящее индикаторное табло (5.2), исключая стирание пальцами.
6.3 Оцените количество пыли на ленте, путем визуального сравнения ленты с эквивалентными по размеру графическими примерами, показанными на рисунки 1 (см. стр. 47 англ. текста). Запишите наиболее соответствующую оценку запыленности.
Примечание 4. Если требуется более детальный отчет, возможно использование промежуточных оценок.
При полном изменении цвета — 5 бальная количественная оценка, размер класса 1.
Примечание 5. Не является необычным обнаружить, после теста, полное изменение цвета ленты, обычно красновато-коричневый или черный, иногда с присутствием отдельных видимых частиц, что зависит от типа используемого абразива. Причина изменения цвета – микроскопическая пыль на тестируемой поверхности, которая может являться серьезным препятствием адгезии краски.
6.4 Оцените размеры доминирующих пылевых частиц на липкой ленте, в соответствии с таблицей 1 (стр.47 англ. текста), которая дает 6 классов размеров пылевых частиц, обозначенных 0,1,2,3,4 и 5.
Примечание 6. Если требуется более детальный отчет, возможно использование промежуточных оценок.
При полном изменении цвета — размер класса 1 (см примечание 5).
Примечание 7. Обычно частицы меньшие, чем 50 микрон в диаметре составляют изменение цвета микроскопической пыли.
Класс | Описание частиц пыли |
Частицы не видны под десятикратным увеличением | |
1 | Частицы видны под десятикратным увеличением, но не видны при обычном или более тщательном осмотре (меньшие, чем 50 микрон в диаметре) |
2 | Частицы едва видны при обычном или более тщательном осмотре (обычно частицы между 50 микрон и 100 микрон в диаметре) |
3 | Частицы видны четко при обычном или более тщательном осмотре (частицы до 0.5 мм в диаметре) |
4 | Частицы от 0.5 мм до 2.5 мм в диаметре |
5 | Частицы большие, чем 2.5 мм в диаметре |
6.5 Проведите не менее трех отдельных тестов, для каждой поверхности одного типа и положения. Если результаты не расходятся по 1 или меньшему количественному рейтингу, проведите, по крайней мере, два дополнительных теста для установления среднего значения.
6.6 После завершения испытания и перед покраской стальной поверхности, уберите с поверхности оставшуюся ленту, либо клейкое вещество с тестируемой поверхности.
Отчет
Отчет об испытании должен содержать, как минимум, следующую информацию:
а) всю информацию, необходимую для идентификации тестируемой поверхности;
б) ссылку на данную часть технического документа ISO 8502 ( например ISO 8502-3 );
в) всю информацию, необходимую для идентификации используемой клейкой ленты
г) всю информацию, необходимую для идентификации подложки, используемой как фон для ленты;
д) информация об испытуемой поверхности, с упоминанием специфических характеристик, например выступы, балки, переборки, перегородки, сборные элементы, а также пространственное положение тестируемой поверхности, например вертикальное, горизонтальное направленное вверх или горизонтальное направленное вниз;
е) класс запыленности и размеры пылевых частиц, для каждой проверенной поверхности (для общих стальных строительных работ, в качестве альтернативы тестовая лента, по согласованию заинтересованных сторон, может прилагаться как элемент отчета);
ж) любые отклонения от процедуры проведения испытания;
з) дата/даты испытания.
Приложение № 4
ISO 8503-1:1988
Подготовка стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий — Характеристики шероховатости стальной поверхности, очищенной пескоструйным способом
Часть 1: Спецификации и определение компараторов профиля поверхности ИСО для оценки поверхностей, очищенных обдувкой абразивом
1. Общие положения и область применения
Данная часть ISO 8503 определяет требования по определению компараторов профиля, который предназначен для визуального и тактильного сравнения стальных поверхностей, очищенных способом обдувки, с применением абразива или абразивного песка. Компараторы профиля поверхности используются на строительной площадки для оценки шероховатости поверхности перед нанесением красок и других подобных продуктов или перед другими видами защиты поверхности.
Примечание: по обстановки, такие компараторы могут использоваться для оценки шероховатости поверхности на других подложках, очищенных пескоструйным способом, их использование не ограниченно исключительно поверхностями, на которые будет положена краска.
Эта часть ISO 8503 содержит термины, используемые в этой и других частях ISO 8503 .
Ссылки
ISO 2632-2, Образцы сравнения шероховатости – Часть 2: Искрообразующие воздействия, дробеструйная, пескоструйная обработка и шлифовка.
ISO 4287-1, Шероховатость поверхности – Терминология – Часть1: Поверхности и их характеристики.
ISO 8501-1, Подготовка стальной основы перед нанесением краски и подобных покрытий – визуальная оценка чистоты поверхности – Часть 1: Степени ржавости и степени подготовки непокрытой стальной основы после полного удаления прежних покрытий.
ISO 8503, Подготовка стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий — Характеристики шероховатости стальной поверхности, очищенной пескоструйным способом
— Часть 2: Метод классификации профиля стальной поверхности, очищенной обдувкой абразивом, с применением компараторов.
— Часть 3: Метод калибровки компараторов профиля поверхности ИСО и определение профиля поверхности с применением микроскопа.
— Часть 4: Метод калибровки компараторов профиля поверхности ИСО и определение профиля поверхности с применением измерительного прибора с механической записью.
ISO 8504-2, Подготовка стальных основ перед нанесением красок и подобных покрытий.