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結(jié)構(gòu)邊緣頂部涂層的腐蝕發(fā)生機(jī)制
時(shí)間:2024-11-08
各位做現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)工程師的同事/同行們,大家在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中可能或多或少都會(huì)遇到被涂結(jié)構(gòu)件棱角、銳邊或比較尖銳部位涂層做不上去,漏底、早期銹蝕等現(xiàn)象,小編在工作中就遇到很多次,下面我們一起來(lái)了解下這個(gè)問(wèn)題。 . . “邊緣保持率”or“邊緣覆蓋率” 1. 當(dāng)涂層材料涂覆于鋼結(jié)構(gòu)的銳邊時(shí),經(jīng)常會(huì)存在一個(gè)固有的問(wèn)題,就是棱角、銳邊、頂端(以下統(tǒng)稱邊緣)經(jīng)常容易發(fā)生遮蓋不良,尤其淺色系涂料更為明顯,后續(xù)緊接著會(huì)出現(xiàn)早期的銹蝕現(xiàn)象。 2. 在涂裝行業(yè)中,一個(gè)比較傳統(tǒng)的認(rèn)知觀點(diǎn)是涂覆的涂層材料在其干燥和固化的過(guò)程中,涂膜由于在邊緣處被拉離而導(dǎo)致的邊緣膜厚降低,是邊緣局部腐蝕發(fā)生的主要原因,然而,無(wú)論是從機(jī)械特性角度還是從實(shí)踐角度來(lái)看,這個(gè)觀點(diǎn)不一定正確。 2.1 下面我們就要討論下所謂的“邊緣保持率”或者“邊緣覆蓋率”這一觀點(diǎn),并且討論下為什么這個(gè)觀點(diǎn)并不足以解釋邊緣發(fā)生腐蝕的主要原因,同時(shí),我們將討論當(dāng)前的一些測(cè)試方法并不能為說(shuō)明邊緣涂覆有效性提供了相關(guān)的可靠證據(jù)。 鋼結(jié)構(gòu)上最難防止腐蝕的部位之一就是結(jié)構(gòu)的邊緣部位,邊緣是兩個(gè)平面相交的位置,通常彼此成90°角,行業(yè)中傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為在這個(gè)位置發(fā)生腐蝕的主要原因是由于頂部涂層DFT(干膜厚度)的降低,一般認(rèn)為DFT的降低是由于在固化/干燥過(guò)程中涂膜從其頂部被拉離而引起的;在結(jié)構(gòu)邊緣頂部保持足夠DFT的能力被稱為邊緣保持率,定義測(cè)定邊緣保持率測(cè)試方法的兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是MIL-PRF-23236D和NACE標(biāo)準(zhǔn)TM0304,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都用頂部處涂層DFT與平面上涂層DFT之比來(lái)表示邊緣保持率,公式如下所示: 其中MIL-PRF-23236D是一個(gè)合格或不合格的判定規(guī)范;也就是在三個(gè)測(cè)試樣本中如果邊緣保持率平均值為70%,并且沒(méi)有一個(gè)樣本邊緣保持率低于50%,那么這種涂料品種就被定義為具有耐邊緣效應(yīng)的產(chǎn)品。 2.2 但是,按照規(guī)范的建議邊緣保持率達(dá)到70%的涂料真的能保證邊緣不發(fā)生腐蝕嗎? 2.2.1 答案很可能是否定的,邊緣保持防腐的概念和實(shí)際邊緣保持率測(cè)試所提供的可重現(xiàn)和可重復(fù)或者有意義的測(cè)試結(jié)果可能存在幾個(gè)問(wèn)題,下面就這些問(wèn)題進(jìn)行討論: 從定義中我們可以了解,成功保持邊緣測(cè)試的關(guān)鍵就是涂層的涂覆結(jié)果,也就是涂層的DFT均勻一致的涂覆在平坦的兩側(cè)以及頂部,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的第一個(gè)問(wèn)題是確保涂層在頂部的濕膜厚度與平面的濕膜厚度相匹配,也就是說(shuō)如果要獲得邊緣保持率的比較結(jié)果,前提是比較的平面與邊緣區(qū)域的濕膜厚度應(yīng)該是一致的,這樣在涂膜的干燥固化時(shí)在沒(méi)有其他因素影響到涂層情況下最終的兩個(gè)區(qū)域的DFT應(yīng)該是相同的,否則就無(wú)法確定頂部的DFT減少是由于其它作用力產(chǎn)生的結(jié)果還是濕膜覆蓋的量不均勻造成的,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范都沒(méi)有要求測(cè)量頂部處的濕膜厚度,因此可能永遠(yuǎn)都不知道頂部處是否涂抹了足夠或者過(guò)多的涂層材料。 例如:將含有50%固體份的涂料以250微米的濕膜厚度涂覆在角件的平面上,平面的DFT表面上將獲得125微米的DFT,但是如果在涂料的應(yīng)用過(guò)程中,在涂層上的任何其他作用力通過(guò)干燥固化而贏下涂膜厚度之前,在頂點(diǎn)處僅僅涂覆了150微米的濕膜厚度,則DFT將為75微米,這意味著僅僅通過(guò)涂覆程序的變化,邊緣保持率計(jì)算結(jié)果為60%而無(wú)法達(dá)到70%邊緣保持率的平均最低值要求,因此,如果不知道頂部涂層的濕膜厚度就不可能知道是否應(yīng)用了所需的涂料使用量,從而就會(huì)影響最終的測(cè)量結(jié)果。厚度方面的另一個(gè)問(wèn)題是平面上可能具有不同的厚度測(cè)量,兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都沒(méi)有明確規(guī)定如何確定平面的DFT,他們要求對(duì)DFT獲取平均值,但沒(méi)有具體說(shuō)明需要進(jìn)行多少次測(cè)量才能建立這個(gè)平均值,也沒(méi)有具體說(shuō)明必須在平面上的什么地方進(jìn)行測(cè)量,因此,如果一個(gè)平面的DFT為150微米,而另一個(gè)平面的DFT為100微米,則DFT平均值為125微米,但在試圖與頂部DFT進(jìn)行比較時(shí)這個(gè)所謂的計(jì)算平均值是沒(méi)有相關(guān)性的,最后 角件的表面輪廓對(duì)于平面上的涂層的DFT測(cè)量也會(huì)造成很大影響。 2.2.2 涂層的涂覆方式也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題從而影響涂層厚度,將噴涂應(yīng)用于角件的方式可以在角件上產(chǎn)生較厚和較薄的涂層區(qū)域:直接噴涂在平面上會(huì)在平面形成足夠的涂層厚度而頂部沒(méi)有形成涂層或者完全未噴到;斜噴在平面上可能會(huì)造成頂部涂層過(guò)厚而平面涂層減少;直接噴涂在頂部處則會(huì)導(dǎo)致頂部處涂層減少。 MIL-PRF-23236D要求首先要在平面上噴涂,然后在頂部上直接噴涂,這種噴涂方法的效果將在頂部周?chē)鷧^(qū)域積聚足夠的涂層但在頂部處的涂層厚度將直接減少。 3. 上述情況表明,即使邊緣保持率可以被視為保護(hù)邊緣免受底層金屬腐蝕的指標(biāo)或預(yù)測(cè)指標(biāo),但與測(cè)試方法的缺陷抵消了任何有意義的測(cè)量邊緣保持率的能力。