Внедрение лакокрасочных материалов в машиностроении

Основная задача специалиста, отвечающего за антикоррозионную защиту металла, в необходимости правильно расставить приоритеты к требованиям, предъявляемым к лакокрасочному покрытию.

С целью определения требований к покрытию, необходимо проанализировать предоставленную информацию от заказчика  изделий:

• подготовка поверхности (степени St или Sa согласно ISO 8501-1, шероховатость поверхности, Rz, мкм),
• марка металла,
• срок эксплуатации окрашенного изделия и условия эксплуатации – температура, среда;
• наличие агрессивных сред, концентрация и степень воздействия: пары, пролив и прямое  воздействие (погружение).
• толщина ЛКП;
• блеск покрытия;
• цвет покрытия (RAL),
• класс покрытия,
• конфигурация окрашиваемого изделия;

Возможно система лакокрасочного покрытия предложена в проекте, в виде несколько систем покрытий, из которых исполнителю по нанесению лакокрасочных материалов и требуется выбрать оптимальный вариант.    

На основании собранной информации к требованию лакокрасочного покрытия, необходимо также собрать информацию по условиям производства: загруженность  цеха, окрашиваемая площадь, габариты изделий, количество времени, отведенное на изготовление всей партии и одного изделия. На окрасочном участке требуется произвести замеры: температуры окружающего воздуха и  поверхности металла, относительную влажность воздуха, температурные режимы сушки покрытия.

Собрав, информацию по условиям производства и требованию к покрытию приступаем к выбору лакокрасочного материала и его изготовителю.

Допустим нам требуется окрасить изделие из стали марки 09г2с, подготовка поверхности Sa 2½  с толщиной покрытия 80-120 мкм, среда коррозионной активности С3, цвет по каталогу RAL 5005 (синий), срок эксплуатации покрытия не менее 10 лет.

Для длительного срока эксплуатации покрытия рекомендуется  система покрытия на основе двухкомпонентных материалов, т.к. заведомо мы можем прогнозировать систему на основе однокомпонентных материалов – что при идеальном раскладе практически невозможно увидеть на предприятии, срок эксплуатации покрытия до 10 лет при толщине около 100 мкм, поэтому выбираем систему на основе двухкомпонентных материалов с одним слоем  грунта. В случае, если требуется срок эксплуатации покрытия более 20 лет, то придётся использовать дополнительный слой цинкнаполненного грунта. Таким образом получается система покрытия: первый слой грунта цинкнаполненного – не менее 60 мкм, далее промежуточный слой грунта - 100 мкм и финишный слой - 60 мкм.    

Выбираем систему покрытий с минимальной трудоёмкостью процесса окраски:

• 1 слой грунта,
• 1 слой финишного покрытия.

В настоящий момент главным партнером в проведении данной конференции и соответственно компании ПромОборудование выступает компания PPG c линейкой материалов Selemix, поэтому хотелось в докладе рассказать про инновационный полиуретановый комплекс:

• 2к грунт Selemix 0500;
• 2к грунт-эмаль Selemix 7-536 (в зависимости от блеска).

Преимущество данной системы в том, что данные материалы могут применяться с одним и тем же отвердителем, но к сожалению для оптимального высыхания как в камере при температуре 600С, так и естественной сушке для окраски комплектующих элементов подобраны разные разбавители.

Грунт  Selemix 0500 может за один слой сухой пленки наноситься смело 80 мкм, не образуя подтеков в труднодоступных местах. При этом время до перекрытия эмалью при температуре на окрасочном участке (20±2)0С составляет не более 1 часа.

Грунт-эмаль Selemix 7-536 так же имеет отличные малярные свойства, что позволяет наносить покрытие толщиной сухой пленки 60 мкм в труднодоступных местах, при этом время высыхания не более 3-х часов при температуре цеха.

Что требуется технологу для проведения испытаний?

1. Запросить у поставщика лакокрасочных материалов коммерческое предложение, соответствующее техническому заданию на покрытие;
2. После согласования и соответствия требованиям, обязательно запросить ускоренные климатические испытания на предложенные материалы, технические условия, паспорт качества, инструкцию по приготовлению и нанесения материала;
3. Запросить образцы материалов требуемого цвета, согласно Нашего заказа – это 5005 синий цвет и специфичного желтого либо красного цвета, для понимания укрывистости, материала. 
4. В случае если у Вас применяется дефектоскопия сварных швов, запросить состав, который эффективно удаляет продукты улучшающие скольжения датчика, в нашем случае применяется глицерин, который очень плохо убирается с поверхности металла традиционными растворителями.
5. Подготовить образцы металла, произвольной площади. Металл для испытаний ЛКМ требуется взять аналогичный по составу, из которого будет производиться само изделие. Произвести подготовку поверхности перед приездом специалистов.
6. В случае применения в производстве холодно-катанного металла, стоит рассмотреть отдельный процесс окраски, требующий особой технологии подготовки поверхности, поэтому так же подготовим несколько пластин, желательно разных партий поставки металла. Т.к. х/к металл очень сильно отличается поверхностной пленки при прокате у разных поставщиков.
7. Согласовать дату приезда технического специалиста, поставщика ЛКМ, для проведения испытаний, согласовать методику испытаний, условия нанесения.

Во время первых испытаний, рекомендуется, ознакомить представителей поставщика  ЛКМ с технологией производства, какая имеется подготовка поверхности, окрасочный участок окрасочное оборудование, контрольно – измерительные приборы.

После ознакомления с производством, собрать маляров, провести инструктаж по приготовлению демонстрируемых материалов, оставить на окрасочном участке краткую инструкцию по приготовлению материалов. Фиксируем замеры, температуры на окрасочном участке, температуру поверхности, точку росы, относительную влажность и шероховатость поверхности г/к металла. Тщательно перемешать основу грунтовки, ввести расчетное количество отвердителя и разбавителя, в нашем случае берем мерную линейку, опускаем её в тару, наливаем 8 частей основы полуфабриката грунта, 1 часть отвердителя 9-075 и 1 часть разбавителя 1-430, тщательно перемешиваем введенные компоненты, до однородной консистенции. Грунтовка готова к нанесению, не требуется ждать 15 минут. Промываем оборудование родным растворителем.  Берем подготовленные образцы, 4 образца из г/к металла и 4 образца из х/к металла. Проверяем воздух на наличие влаги, контролируем влагомасло отделитель. 2 образца х/к металла матируем шлифовальной бумагой зернистостью Р 240 для улучшения адгезии. Обдуваем и обезжириваем все образцы подготовленным, обезжиривающим составом – низколетучий растворитель с поверхносто-активными веществами, в данном случае Deltron 837, он обладает высоко летучими свойствами. Промакиваем х/б ветошью, тем самым убираем продукты разложения. Повторно обдуваем сжатым воздухом. Пластины готовы к нанесению.

Наносим пневмораспылением с диаметром сопла Ø 1,7-2,2 мм, возможно провести испытание, так же безвоздушным распылением, но для этого потребуется лакокрасочных материала от 2-х до 7 литров, в зависимости от окрасочного аппарата. Мы с собой берем для испытаний эклектрический поршневой аппарат безвоздушного распыления HVST 490, он позволяет произвести испытания материалов безвоздушным распылением от 1,5 литров материала. На предприятиях зачастую имеются участки окраски комплектующих, как правило зоны бескамерной окраски, на которых производят нанесение и окраску мелких изделий пневмораспылением, поэтому данный метод проведения испытаний так же актуален.

Нанесение производим толщиной сухого слоя 40-60 мкм, поэтому с помощью гребенки мокрого слоя, измеряем толщину мокрой пленки, которая должна находиться в пределах 100-150 мкм. Нанесение производим на все образцы ранее подготовленные. Засекаем время. Промываем тщательно оборудование, ни в коем случае не оставляем краскораспылитель в ведре с растворителем. Приготавливаем во время ожидания высыхания грунтовки, грунт-эмаль7-536. Так же берем новое ведерко, в которое помещаем мерную линейку, в этот раз вводим 6 частей основы полуфабриката грунт-эмали, 1 часть отвердителя и 1,5 части разбавителя (для пневмораспыления), тщательно перемешиваем и материал готов к нанесению.   Через час, после нанесения грунтовки, начинаем наносить грунт-эмаль ранее приготовленную. Два образца из разных металлов, оставляем в грунтовке, для оценки качества грунта.  Наносим грунт-эмаль, на ранее загрунтованную поверхность. Толщина сухой пленки комплексного покрытия должна составлять 80-120 мкм, при этом толщина грунт-эмали 40-60 мкм, в пересчете на толщину мокрой пленки 100-125 мкм. Ждем три часа, и фиксируем время высыхания. Универсальность грунт-эмали позволяет ввести ускоритель сушки в количестве 2-х %, что позволит ускорить время высыхания до 1,5 часов.

Контролируем время высыхания, фиксируем их. Через семь суток первый раз измеряем адгезию, далее на 14 сутки и последний раз на 21 день, когда пройдет полная полимеризация. Фиксируем в акте испытаний адгезию, внешний вид покрытия, толщину пленки и в течение всего срока твердость покрытия. Образец Акта предоставляем.

В случае положительных испытаний переходим на окраску опытного изделия. Для окраски крупногабаритного изделия готовимся наносить материалы под безвоздушное распыление, универсальные сопла для традиционных материалов, не более 75 % объёмного соотношения по сухому остатку, применяем для грунтовки 315 сопло и для эмали 313 сопло.

Но в данном случае более тщательно анализируем готовность изделия перед покраской, необходимо проверить соответствие детали чертежу или техническим условиям, смотрим на качество сварных швов, которые уже прошли проверку на сплошность, не должно быть непроваров, больших нахлестов, сварочных брызг и прожогов металла, швы должны быть зачищены, острые кромки закруглены, удаление загрязнений (пыли, загрязнения после механической обработки и т.п.) с помощью пылесоса; обезжиривание поверхности металлоизделий проводится перед применением абразивоструйной обработки вытиранием ветошью, смоченной обезжиривающим средством. Обезжиривание проводиться до полного удаления жиров в соответствии с ГОСТ 9.402 до степени не более 1. Обезжиривание поверхности производить с помощью обтирочной ветоши и обезжиривающего состава Deltron 845. Обезжиривающий состав наноситься на поверхность при помощи сифона либо из краскораспылителя с давлением сжатого воздуха  1,5-2 Атм, смоченная поверхность протирается ветошью или с помощью кисти.

Дробеструйная очистка поверхности перед нанесением ЛКМ. Необходима очистка поверхности до степени не менее Sa 2 ½ по ГОСТ Р ИСО 8501-1 (удаление продуктов коррозии, прокатной окалины). Шероховатость поверхности не более 80 мкм.

Обеспыливание поверхности металлоизделий перед нанесением защитного покрытия. Поверхность должна быть обеспылена с помощью вакуумных устройств до степени не более 2 по ИСО 8502-3. Не допускается обдув чистым, сухим воздухом в закрытых помещениях, т.к. происходит намагничевание пыли, которая переносится с одной части изделия на другую.

Производим замеры температура воздуха, металла, точки росы, влажности воздуха и шерховатости поверхности. Фиксируем данные для акта.

Приготавливаем материалы согласно ранее описанного процесса. Подготовленное изделие анализируем, сварные швы острые кромки и труднодоступные места окрашиваем с помощью кисти, стоит обратить внимание на видовые швы, стоит согласовать полосовое окрашивание, т. к. на видовой поверхности останутся следы от кисти.

Производим анализ окрасочного оборудования, контролируем чистоту фильтров (3 шт.), наличие масла TSL, заземление аппарата, замещаем промывочный раствор, грунтом, корректируем давление 180-200 Атм на выходе и раскрытие факела, в случае не раскрытия факела, меняем сопло на новое либо увеличиваем давление и в крайнем случае добавляем разбавителя. Если данные мероприятия не помогли, требуется заменить окрасочный аппарат. На данном аппарате произвести  ревизию уплотнительных соединений.   

Нанесение грунтовки производим, в три операции, без межоперационного интервала. Первая операция: полосовое окрашивание труднодоступных мест, далее тонким слоем окрашиваем всю поверхность изделия, третья операция основная окраска, толщиной мокрой пленки 100 – 150 мкм. Выжидаем 1 час, в случае если в труднодоступном месте, наблюдаем поблескивание грунта, показатель не полностью просохшего покрытия , то нет опасения, что следующий слой грунт-эмали создаст дефект покрытия, такого не произойдет по причине одинаковых отвердителей, единственное отклонение будет более долгое набирание твердости комплексного покрытия.

Приготавливаем грунт-эмаль, только в отличии от пневмораспыления вводим, меньшее количество рабавителя ранее применяемая пропорция 6:1:1,5 новая для безвоздушного применения 6:1:1. Так же тщательно перемешиваем и переходим к нанесению.

Проходим с помощью кисти проблематичные сварные швы, острые кромки и труднодоступные места. Меняем сопло на 313 и смотрим на раскрытие факела.

Нанесение так же производим в три операции, труднодоступные места, тонкий напыляющий слой и основной 100-120 мкм.

Даём покрытию высохнуть в течение 3-х часов или оптимальная сушка при температуре 600С, в течении 45 минут, но при этом стоит обратить внимание на процессы в сушильной камере, которые не входят в процесс сушки, такие как продувка (первичное удаление растворителя 5- 10 минут), набор температуры (5-10 минут) и окончательный технический режим продувка (охлаждение изделия 10-15 минут).

ВО ВРЕМЯ ОКРАСКИ ОБЯЗАТЕЛЬНО ПАРАЛЛЕЛЬНО ДЕЛАТЬ ОБРАЗЦЫ-СВИДЕТЕЛИ.

Для анализа разрушающего контроля – основное адгезия. Метод адгезии.

На следующие сутки анализируем покрытие, внешний вид, толщина покрытие, наличие непрокрасов и посторонних дефектов. Составляем акт производственных испытаний и вносим результаты испытаний. Так же отдельным приложением предлагаем мероприятия по улучшению процесса окраски. По истечении 14 суток производим первичное испытание, на 21 сутки окончательное испытание адгезии на образцах – свидетелях, с составлением акта испытаний, четко прописанных в Технической части на материал, каким методом проверять т.к. гарантийные обязательства в области гарантии при соблюдении рекомендованной технологии нанесения несет завод изготовитель.

В случае положительных производственных испытаниях, Наша компания предлагает услугу по созданию технологического регламента процесса окраски адаптированного под условия производства на конкретном предприятии, в котором обязательно прописан пооперационный контроль, требование к подготовке покрытия, контроль на основании стандартов, контроль за качеством воздуха, работоспособности оборудования, загрязненности поверхности, контроль за окружающей средой, шероховатостью поверности, запыленностью и самим пооперационным контролем нанесения, с нормированием расхода с заполнением соответствующих документов. Только такой тех. процесс может действительно обеспечить качественное, долгосрочное покрытие и минимизировать расходы на дорогостоющие материалы.