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        重防腐涂料涂裝施工控制要點

        來源:南寧維一 瀏覽:發布時間:2019-04-18
        隨著重防腐涂料技術進步和現代噴涂設備的應用,尤其是高壓無氣噴涂設備、無溶劑雙口噴涂設備、粉末噴涂設備等的大力推廣,將重防腐涂料擴展到特種防腐蝕涂層領域。
        主要應用領域
        重防腐涂料主要應用于腐蝕問題突出的苛刻環境和不便于短期維修的工業部門,應用領域有以下五個方面:
        ①新興海洋工程:海上設施、海岸及海灣構造物、海上石油鉆井平臺;

        ②現代交通運輸:高速公路護欄、橋梁、船艇、集裝箱、火車及鐵道設施、汽車、機場設施;

        ③能源工業:水工設備、水罐、氣罐、石油精制設備、石油貯存設備(油管、油罐)、輸變電設備、核電、煤礦;

        ④大型工業企業:造紙設備、醫藥設備、食品化工設備、金屬容器內外壁、化工、鋼鐵、石化廠的管道、貯槽、礦山冶煉、水泥廠設備、有腐
        蝕介質的地面、墻壁、水泥構件。

        ⑤市政設施:煤氣管道及其設施(如煤氣柜)、天然氣管道、飲水設施、垃圾處理設備等。
         


        重防腐涂料噴涂工藝通常運用于防腐壽命要求高、使用環境苛刻的產品,典型的如風力發電機、海洋船舶部件等,這些產品的重防腐漆料、噴涂實施過程均有細致嚴格的要求。重防腐涂料噴涂后,其形成涂層的主要特點:
        ①厚膜化,重防腐涂料干膜厚度通常在200μm以上,甚至可高達2mm;
         
        ②重防腐噴涂層需要具有在苛刻條件下長效防腐的能力,在化工大氣和海洋環境里,一般要求可使用10年或15年以上;
         
        ③涂層有良好的附著力、物理性能和力學性能,對鋼鐵基體或其它被涂物有較強的附著力。
        風電、海洋船舶部件的特殊使用環境、高額的維修成本、噴涂施工的特殊性,決定了噴涂質量的經濟重要性,噴涂企業必須保證防腐噴涂的施工質量,避免給自己和客戶帶來經濟損失。
        01
        重防腐漆料噴涂過程控制要點
        嚴格的涂裝施工管理:三分產品、七分施工;強調關鍵過程控制,持續優化。反之,如果發現過程不符,無論產品測量結果如何,都有必要考慮重新噴涂,消除隱于無形的質量隱患。
         
        1.1 嚴格的涂裝前處理
        毛坯外觀質量檢查與清洗
        鋼鐵件表面平整及邊角倒圓,對保證涂層膜厚的均勻、涂層附著能力很重要。除油不徹底及過度銹蝕,可能造成噴砂時表面處理不達標,尤其是對表面要求較高的涂料,如無機富鋅漆,通常會導致后序涂層剝落。
         
        毛坯外觀及清洗質量不達標,緣于操作者不明確控制標準、不了解毛坯質量與涂漆質量的因果關系。對于初期施工的噴涂車間,此類現象比較普遍,可通過規范化施工方案來解決。
         
        首先,要求技術人員能夠根據不同產品的特點,針對不同部位編制施工方案,避免一個施工方案指導所有產品施工,回避各個產品的特殊點。施工方案應指出產品各個部位如何做到:平整底材,避免凹凸、砂眼;打磨自由邊(一般R=2mm);明確多孔質的鑄件,在流程上保證放置足夠的時間,徹底去油去水,必要時采用加熱法蒸發油污水分。另外,應確保壓縮空氣管道安裝油水分離器。
         
        噴射表面處理
        可能存在磨料選用不當,如鋼砂、鋼丸不加區分;只看粗糙度值,簡單認為粗糙度越大,涂層附著力會越高;噴砂后停留超過規定時間(如6h),仍安排噴涂;噴砂后吊運、踩踏、觸摸噴砂面,局部污染,不能有效處理到位。
        該問題的糾正,首先應明確粗糙度的實質。
        粗糙度可從幾個方面來認識:
        ①形狀(粗糙度微觀輪廓),取決于是棱角砂還是丸料;
        ②深度(微觀波峰與波谷的距離),
        ③密度(波峰與波谷的數量),如圖1。

         
        不合適的深度與密度,影響附著力、油漆覆蓋能力(造成點蝕)和清潔能力。而磨料的硬度決定了能否形成緢鏈狀外觀。選用不當的磨料形狀、尺寸,即使粗糙度值達到,也是無法達到防腐設計預期的防腐意圖。當粗糙度值大于等于涂層厚度值時,容易導致漆膜不均勻、波峰過早點蝕、谷底截留氣泡。如施工水性富鋅漆時要求水養護干燥,在粗糙度大于膜厚的情況下,銹蝕的可能性放大。此例也說明,粗糙度大的表面不適宜涂較薄的漆膜。
         
        磨料的選擇應在噴涂工藝設計階段完成。嚴格按顧客要求選擇磨料類型、尺寸,并對每批入廠磨料進行硬度、化學成分、尺寸的檢驗,保證磨料質量。結合工廠實際設備和人員進行實驗調整,確定空氣壓力等參數。
         
        1.2 金屬熱噴涂
        熱噴涂層直接噴涂在鑄件表面,一旦發生返修,將面臨反工序噴涂帶來的防護困難,返修過程中粗糙度處理和熱噴涂很可能造成非返修部位損傷和污染,造成二次返修。所以,首先施工方案要確保噴涂一次做到位,必要時倒角、小孔、狹小部位的噴涂制作工藝防護,協助噴涂。其次,確保操作者按施工方案執行到位,如:避免停滯過長時間后又重新噴涂,形成2層皮或臺階;倒角沒有噴到位等。
         
        1.3 噴漆
        施工之前,技術員必須確定操作工對特定油漆的施工方案是否清楚,如濕膜厚度、涂覆方法(無氣噴涂、空氣噴涂、刷涂、滾涂)、干燥時間、濕度要求、固化條件等。
         
        為操作者提供直觀的作業指導書和培訓是必要的,操作者和檢驗員的培訓應在施工前完成,首件跟蹤落實執行情況,完善工藝,糾正施工錯漏。
         
        關于特定油漆的施工方案,現以相對濕度為例,來說明其重要性。風電產品常見的3層(底層、中間層、面層)防腐漆料,油漆使用說明書相對濕度要求為不大于80%。但聚氨酯面漆,則要求相對濕度不大于85%。而無機富鋅漆,說明書明確指出“相對濕度低于50%時,固化將嚴重推遲,需要采用蒸汽或噴水等方式提高濕度……”,濕度低于50%,會影響固化,該漆膜硬度大,容易出現龜裂。以我公司為例,2017.7月~8月兩個月之間收集了60余組相對濕度值,經計算,平均在40%。而在這段時間內,沒有采用水養護固化的件,60%出現了龜裂。經調查與試驗,濕度不達標與膜厚過厚,是其中主要原因。
         
        另外,稀釋劑的不規范使用,導致配漆誤用的問題,提醒生產管理者重視和規范各級庫房的管理。
         
        噴涂工藝應充分考慮漆料的基本施工條件:濕膜厚度、涂覆方法(無氣噴涂、空氣噴涂、刷涂、滾涂)、干燥時間、濕度要求、固化條件,并充分實現過程控制的策劃和保證,確保落實到操作者和檢驗員,保證過程能力穩定。
        02
        油漆涂裝檢驗
        在噴涂工藝設計和質量策劃時,每個環節的檢驗、實驗方案應明確、詳細。注意容易走入的誤區。
         
        (1)自檢、檢驗時光線不足。尤其是噴砂工序,可能造成漏噴與后序繁瑣的返修。光線不足時,檢驗員和操作者可用光照儀測量,核對是否達到噴涂區亮度要求。一般以可清楚閱讀普通印刷品為宜。
         
        (2)粗糙度檢測方法選擇不當。常用方法有粗糙度對照板ISO8503、針式測量儀、烙印膠帶法。選擇使用時,沒有評價各測量方法的測量精度、測量原理、與顧客要求的符合性和適用性。
         
        使用比較樣塊時需注意粗糙度值是Ra還是Rz或其他,應與顧客要求的粗糙度值計量單位一致。粗糙度樣板有噴丸粗糙度比較樣板、拋砂粗糙度比較樣板、加工表面粗糙度比較樣板、鑄造表面粗糙度比較樣板、防腐表面處理Sa2.5等粗糙度比較樣板。
         
        首先,各種樣板適用場合不同,在顧客要求確定數值或公差范圍較小的粗糙度值時,鑒于其目測判斷誤差大,建議放棄使用樣板,改用其他方法測量粗糙度。
         
        烙印膠帶法的特點是可測量平面和曲面,測量準確。但是測量成本偏高。一般采用針式與膠帶法配合使用,用后者校正前者。
         
        (3)沒有按要求進行漏涂點檢測。對規范不理解或對該檢測方法不了解,可能導致施工單位沒有在噴涂檢驗方案中進行漏涂點檢測。有漏涂點會導致電解穿透屏障,加速腐蝕的形成。
         
        漏涂點檢測可以確定膜的連續性、穩定厚度,以幫助發現防腐層過薄、漏出金屬或存在針孔的部位,也是結構復雜產品膜厚測量的有效輔助手段。使用的儀器是電火花檢測儀。
         
        (4)清洗后未檢測鑄件表面的鹽分,誤認為清洗后鑄件很干凈,沒有分析清洗過程中可能導致鹽分殘留的輸入因素。
         
        鋼砂、清洗后與噴砂后的鑄件表面,都應該進行鹽分檢驗或抽檢,選擇合適的清洗劑和清洗用水,從流程上監控可能的鹽分污染。
         
        (5)誤認為十字劃格法只能運用于膜厚不大于250μm涂層。對于十字劃格法,常有這樣的描述:“十字劃格法可以運用于膜厚小于250μm的涂層”,但膜厚小于250μm的涂層,也可用拉拔法測量附著力,只是十字劃格法不適用于膜厚大于250μm的涂層的附著力實驗。
         
        特殊漆料如無機富鋅漆,其典型厚度小于125μm,但不建議用十字劃格法。在使用十字劃格法時,需要根據膜厚區分劃格間距。如果劃齒鈍了,及時修磨。
         
        (6)判斷油漆有沒有干燥固化,用指甲壓摳,觀察有沒有壓痕(油漆未硬干,將顯示壓痕)。
         
        以無機富鋅底漆為例,該漆的特點是漆膜薄(一般小于120μm)、硬度大,不能用指甲摳的方法來判斷涂層固化程度。普通方法是用硬幣或硬物刮擦漆膜,目測只有少量漆粉掉落,則為基本干燥,此時才可做拉拔實驗或包裝發運。
        03
        噴涂過程工具的運用
        多樣、適宜、方便、安全的工具,是保證操作效率的基礎,同時,也是一個改善質量的好辦法,投入低,見效快。
         
        3.1 表面處理工具
        應用噴砂、掃砂、砂輪機修磨等通用方法處理表面,采用鉗工過扣解決螺紋孔去銹,既消耗人力物力,又隱藏質量隱患。對死角、凹窩、小孔、邊緣進行除銹、噴砂前預處理表面、涂層返修等重要過程,均需要專用的工具。
        圖2、圖3為兩種典型的表面處理工具。



        旋轉絲刷:針對松動浮銹和附著雜物,處理后表面光滑。注意無法除去氧化皮,建議用于螺紋除銹,非噴砂面處理。
        砂紙盤:邊緣打磨有效去除毛刺。
        砂輪:處理邊緣、凹坑。
        針槍:有效到達角落等一般工具無法到達的位置,注意磨去毛刺,避免涂層點蝕。
        筆形鋼絲刷:專對付角、孔等狹小位置。
         
        3.2 其他易被忽視的輔助工具
        萬向吊環。萬向吊環配合吊帶,能夠輕松翻轉噴涂后的風電產品。有效避免磕碰。有助于在噴涂過程中調整工件姿態、協助檢驗翻件,優化噴涂流程。
         
        此外,尚有防爆安全的照明工具,合適安全的腳手架,鋒利堅固的鏟刀,標準色卡,各種試驗用儀器工具、粘膠、放大鏡檢查鏡,防護材料或工具:紙質膠帶、磁性橡膠、防雨布、工件狀態警示牌等。
        04
        結語
        (1)重防腐噴涂過程通常為“表面處理-熱噴涂-噴漆”,其中貫穿著4個方面的工作,對于每個產品,過程是通用的,但4個方面內容是不同的。
        ①文件:噴涂工藝人員在掌握客戶要求和噴涂理論知識的基礎上,針對具體的產品進行個性化設計,并用直觀的表達方法體現在文件中,便于操作人員掌握;
         
        ②操作:產品結構、噴收涂位置、油漆特性,決定了每種產品涂裝施工的不同特點;
         
        ③檢驗:噴涂過程中的檢驗項目和檢驗節點,取決于顧客的要求及對噴涂環境和質量穩定性的主動判斷;
         
        ④工具:了解施工效率、質量瓶頸,通過改善防護、操作、施工工具,突破質量、效率瓶頸。
         
        (2)明確噴涂過程控制任務分布原則:三分產品、七分施工。過程控制中,結果的檢驗和控制應嚴格,但不應為質量控制的戰略重點。須將自檢、檢驗、工藝技術力量的重點放在反復核查、持續糾正環節,致力于過程控制能力穩定。

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