«Мертвый объем»

В ходе работ по нанесению ЛКМ особо остро встает вопрос контроля расхода ЛКМ. При закупе зачастую учитывается только теоретический расход материала, в связи с этим возникает проблема с недозаказом краски. Как правило, заказчик согласовывает с заказчиком один объем краски, а в ходе работ выясняется, что заказанного материала недостаточно. Когда технолог начинает разбираться в этом вопросе, а именно, сколько краски нужно заказать под тот или иной проект, он руководствуется различными методами калькуляции потребности ЛКМ.

Первый, самый простой – это теоретический расход умноженный на так называемые коэффициенты потерь. Здесь очень сложно оценить потребность краски по той простой причине, что каждый заказ индивидуален и пока с ним не проработают в малярном цехе, нет возможности оценить сложность конструкции и потери могут значительно отличаться в большую сторону.

Второй способ, наиболее правильный, это потребность краски умноженная на коэффициент не потерь, а так скажем экспериментально полученный опытным путем реальный расход краски. Не секрет, что на предприятиях собирается статистика по потреблению краски и опытный технолог может изначально вывести некий коэффициент потребления краски. Опять же, очень сложно оценить конструкцию на стадии подписания документации с заказчиком, и в связи с этим возникает разночтение в потребности ЛКМ.

Третий способ, это расчет ЛКМ с учетом всех переменных которые есть, это наиболее сложный для калькуляции способ, в ходе которого учитываются как группы сложности, так и потери которые возникают на производстве, будь то потери на метод, либо на сложность конструкции, а так же общие потери ЛКМ и зачастую тут возникает пресловутой «мертвый объем».

«Мертвый объем», это потери краски  на заполнение разницы между пиками и впадинами шероховатой поверхности металла.

Не всегда технологи принимают во внимание «мертвый объем» при расчете потребности в ЛКМ. На многих предприятиях его не берут в расчет. Так ли это необходимо? Давайте разбираться. «Мертвый объем», эта та краска, которая требуется на заполнение шероховатости, созданной после струйной очистки металла. Мы работаем с большими металлическими конструкциями, которые подвергаются струйной очистке, воздействию абразива для счищения загрязнений, ржавчины, старых покрытий и создается профиль поверхности, который напоминает при приближении гряду гор. Если брать в расчет топографическую площадь поверхности (реальную), то в зависимости от шероховатости (средняя разница между пиками и впадинами созданными после струйной очистки), площадь окрашиваемой поверхности может увеличиться в 1,2 – 1,6 раза по сравнению с номинальным значением. Толщина покрытия, создаваемой пленки для защиты металла, начинает исчисляться от пиков (от верхушек «гор шероховатости»), а краска которая попадает в углубления и заполняет их, выравнивая поверхность, как раз и является тем пресловутым «мертвым объемом», который необходимо учитывать в расчетах при заказе ЛКМ. Это неизбежные потери и они не являются той краской, которая учитывается в дальнейшем как толщина необходимая для создания заданной толщины покрытия.

Отсюда возникает и первое правило, которое необходимо учитывать на предприятиях в дальнейшем. Чем меньше шероховатость, тем меньше краски, которая условно потеряется на «мертвый объем», но важно понимать, что чем меньше шероховатость, тем и меньше адгезия создаваемая с ЛКМ. Нужно соблюсти «золотую середину». Шероховатость должна быть в пределах спецификации, указанные на ЛКМ, она не должна быть ниже, т.к. создается проблема с адгезией и не должна быть больше, т.к. создается проблема с завышением потребления ЛКМ, т.е. мы потратим краски гораздо больше, чем требуется и только для заполнения пиков и впадин.

При окрашивани для создания необходимой толщины ЛКМ, для оперативного контроля существует гребенка (толщиномер мокрого слоя), которая как раз таки встает на пики нашего покрытия опорными базами, учитывается лишь та краска, которая над пиками и если шероховатость достаточно высокая, может возникнуть проблема стекаемого слоя. При высокой шероховатости, приходится наносить ЛКМ более толстыми слоями. Оперативно маляр может контролировать только толщину мокрого слоя, как раз таки гребенкой и пытаясь дойти до необходимой величины, допустим в 150 мкм, при большой шероховатости возникают подтеки, потому что краска при превышении допустимых толщин мокрого слоя начинает стекать. Возникает проблема, краска наносится необходимыми толщинами, но при этом стекает и все из-за того, что превышается необходимая шероховатость и краска фактически наносится не в 150 мкм, а чуть больше с учетом шероховатости, то есть того «мертвого объема» на заполнение, которого маляр тратит ЛКМ.

Важно, чтобы шероховатость была в пределах указанных в спецификации значений. «Мертвый объем» необходимо учитывать и чем больше шероховатость, тем больше его значение и нужно понимать, что первым слоем, если смотреть нормативную документацию шероховатость до конца не выравнивается, так сказать первый слой не выравнивает максимально шероховатость, т.е. будут потери на второй и третий слой, чем выше шероховатость. В своих расчетах нужно учитывать как «мертвый объем», так и вводить коэффициенты потерь на выравнивание поверхности. Для расчета «мертвого объема» существует справочная информация, которая дает вам инструмент для расчета потребности в краске и обладая такими знаниями как площадь поверхности и теоретический расход ЛКМ, шероховатость, объемная доля нелетучих веществ, вы можете изначально рассчитать потребность в краски на заполнение «мертвого объема».

Коэффициент, учитывающий потери краски на шероховатость (КПШ)

Если профиль поверхности неизвестен – брать значение МО, равное 35, согласно ISO 19840

Расчитываем необходимое количество краски на шероховатость (мертвый объем)

Количество краски может быть рассчитано следующим образом:

Когда шероховатость поверхности отклоняется от указанной в спецификации необходимо для расчета изменения в расходе краски использовать разницу между «мертвым объемом» в спецификации и «мертвым объемом», соответствующим выявленной шероховатости.

Обычно при расчете расхода лакокрасочного материала принимается допущение, что потери от шероховатости субстрата можно учитывать только для первого слоя покрытия.

Подавляющее большинство окрасочных схем предписывает полное перекрывание грунтом образующихся при струйной подготовке поверхности пиков шероховатости. При этом, предписываемая (номинальная) толщина сухого слоя грунтовки должна отсчитываться от вершин пиков поверхности. Исключением являются некоторые типы грунтовок, например межоперационные грунтовки (шоппраймеры) горячей сушки которые наносят в заводских условиях относительно тонким слоем. В результате чего грунтовочный слой из этих ЛКМ фактически дублирует профиль шероховатости окрашиваемой поверхности.

Нужно ли учитывать мертвый объём? Всегда! Потому что, эта та краска, которую вам необходимо дозаказать всегда сверху и помните основное золотое правило: Чем больше шероховатость, тем больше потерь на заполнение впадин и эта краска никаким образом не учитывается в толщине слоя. Важно чтобы ваша шероховатость была в пределах спецификации. Не больше и не меньше.

Литература:

1. Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. Учебник для вузов. 3-е из­дание, Спб., Химиздат, 2008, 448 с.
2. Козлов Д.Ю. «Расчет расхода ЛКМ», Е.: ООО «ИД «Оригами», 2019, 50 с.
3. Гоц В.Л., Ратников В.Н., Гисин П.Г. "Методы окраски промышленных изделий". М.: Химия, 1975. 263 с.
4. Лакокрасочные покрытия. Технология и оборудование. Справочник. Под редакцией А.М. Елисаветского. М., Химия, 1992, 416 с.
5. «Руководство для подготовки инспекторов по визуальному и измерительному контролю качества окрасочных работ», Справочник. Под редакцией Козлова Д.Ю., Е.: ООО «ИД «Оригами»,  209 стр.
6. «Карманный справочник антикоррозиониста», Справочник. Под редакцией Козлова Д.Ю., Е.: ООО «ИД «Оригами», 2015, 204 стр