重防腐涂层的缺陷与处理(系列之一 脱落/ 剥落)

2023-12-12 13:31 李兵
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重防腐涂层的缺陷与处理(系列之一)

重防腐材料相对于常规防腐材料而言,可以在更为苛刻的腐蚀环境里应用,应对更高的温度、更复杂的腐蚀介质等极端工况并能达到更长的防护周期。

重防腐材料的特点是防腐性能突出,同时还具有厚膜化的特点,以及对施工工艺和环境条件要求更高。

重防腐材料对于设备的防护有着至关重要的作用,而涂层的失效会严重影响设备的安全使用时间,因为设备基体一旦发生锈蚀,就会导致构件支撑和连接面积减少,锈蚀日趋严重会降低承载能力,使其逐步失去其使用价值。

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在具体的重防腐材料的使用工况中,导致材料失效的因素有很多种,如温度、腐蚀介质、材料选用不当、材料间选用不匹配等,去除这些因素,还有一些重要的失效因素存在于施工过程中,对于这一部分因素是可以采取有效措施进行避免的。在施工涂装过程中,如对于施工技巧要求高,而施工人员没有受到良好的培训,涂层难免不产生缺陷。

有些涂层失效是因为前期的准备工作不足,有些失效是在涂层固化或干燥过程中发生,有些则是在投入使用后才会出现。

涂层的缺陷一:涂层的剥落 / 脱落

涂层的脱落是指由于涂层和金属基体或者新旧涂层之间丧失附着力导致涂层表面形成片状或者鳞片状的脱离,随着状况日趋严重,如果涂层附着力完全丧失导致涂层整体脱落,这种现象称之为“脱落”,也就是剥落。涂层脱落是一种常见的涂装缺陷,也是较为严重的一种。

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涂层脱落一般由以下几个原因产生:

1、环境问题

在涂覆重防腐材料时,环境的影响是很重要的,而影响到涂层脱落的主要的环境因素主要是潮湿。如果施工环境过于潮湿,使水汽吸附在基体上,一是会导致涂层的结合问题;二是在涂层下面因为有水分的存在会导致基体继续产生电化学反应,生成氧化物导致涂层的结合进一步失效。

处理方式:注意环境温度、湿度等自然环境条件,拒绝在阴雨等潮湿天气下施工,尤其是在空气潮湿度超过80%的情况下。

2、涂层基体处理问题

涂层材料的附着力一般来源于两个方面,一是物理上的吸引力和微小结构域之间形成的吸附力,涂层材料的分子结构对于基体的突出或凹陷形成勾、缠、搭、绕、裹等互相吸附形成一定的镶嵌结构,在这种结构中因为互相啮合使涂层与基体具有较强的结合力。如果设备基体过于光滑,则涂层对基体的物理结合力就会变弱,导致涂层不能附着在基体上而产生脱落;二是涂层材料本身具有的化学键键合产生的结合力,这二者是涂层材料附着力强弱的主要原因。

处理方式:对基体进行处理去除附着物并进行粗化处理。

在涂层涂装对基体表面进行适宜的处理是防腐工艺过程中最重要的部分之一,包括去除基体表面的油脂、铁锈、氧化皮、旧涂层、焊接熔粒、其它污物或附着物等,并对表面进行粗化处理。

一般表面预处理要达到如下标准:

、表面预处理等级:喷砂处理等级≥Sa2.5,手动打磨处理等级St3;

、表面粗糙度等级:RZ为25~75μm(GB/T 1031-2009);

、处理的基体面应该是干净、粗糙、干燥的,可见金属光泽,无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和其它涂层附着物等。

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3、材料选择和匹配问题

因为防腐材料本身性能原因产生的剥落情况不多见,大部分都是因为基体处理不干净,或者涂装间隔没有按照要求进行清洁处理所致。但如果底涂材料过硬、长期暴露形成异物附着、涂层固化不完全等也会导致涂层缺陷。例如如果上一道涂层的光洁度较高、固化不完全或者太过干燥使表面材料缺少具有活性的分子基团会造成一定的层间附着力欠佳;如涂层太厚或实干不到位,遇到水汽、溶剂挥发问题导致无法排出,会造成涂层界面因为有水、有溶剂的存在形成蜂窝状,使得涂层疏松、强度下降,造成附着力下降,一旦破损就会造成脱落。

处理方式:选择合适的底涂材料,并及时涂覆下一道涂层;但下一道涂层和上一道涂层之间的涂覆一定要达到一定的技术标准才可以进行。

在防腐施工中应根据材料的特性采取适当的施工工艺,如采用不良的施工工艺就会产生各种各样的问题。施工设备不适当或者平时保养不好,或者施工人员技能不佳,则很容易产生涂层缺陷。即使有经验的施工人员可以避免一些问题,但是有些问题是无法避免的。除了材料本身的性能,还要对应用工况有着清晰的了解,我们要尽可能多了解一些产生涂层缺陷的其它条件,这样就可以有效地避免问题的产生。

因此涂装前的清理工作要保证涂层间有足够的附着力,避免产生脱落弊病的关键。化工烟雾或户外环境中,宜选用快干材料缩短涂覆时间;避免在潮湿环境施工。严格按照要求规定的温度和时间操作,按照工艺规程控制。