熱噴涂涂層上封閉層的附著力
由于運輸業(yè)設(shè)施業(yè)主希望其資產(chǎn)結(jié)構(gòu)獲得長效保護而免受腐蝕影響,同時也希望涂裝項目減少對公共環(huán)境造成不便。許多業(yè)主會考慮選擇熱噴涂工藝的金屬化涂層而不是傳統(tǒng)的液體有機涂層材料系統(tǒng)。熱噴涂金屬涂層的耐久性理論上可以維持30到50年的服務(wù)壽命,這之后才需要考慮進行一些修復(fù)和保養(yǎng)的作業(yè);熱噴涂工藝的前期投入成本雖然較高,但是后續(xù)的系統(tǒng)修復(fù)工作量卻很低,因此,其最終收益還是合理的。
美國運輸業(yè)最常用的熱噴涂材料是85/15鋅鋁合金。這種熱噴涂合金涂層要么直接暴露在腐蝕環(huán)境中,通過鋅和鋁的氧化過程所形成的天然封閉層,要么在熱噴涂應(yīng)用之后不久再涂覆一層滲透性的封閉材料進行封閉處理。熱噴涂涂層的附著力試驗通常要求參考ASTM D4541,《使用便攜式附著力試驗儀測定拉脫強度的試驗方法》。而根據(jù) SSPC-CS 23.00,《用于鋼材防腐的鋁、鋅及其合金和復(fù)合材料的熱噴涂層(金屬化)的應(yīng)用規(guī)范》要求,85/15 鋅鋁合金涂層的最小附著力值應(yīng)為4.83兆帕。下面是有關(guān)一個涂裝保養(yǎng)項目如何吸引我們來調(diào)查熱噴涂涂層的天然氧化層或者涂覆滲透性封閉層對于熱噴涂金屬涂層拉拔試驗結(jié)果的影響。雖然,我們并不完全清楚其粘合機理以及獲得改善的附著性能可維持的時間,但是,我們的現(xiàn)場測試表明,封閉層的確能夠提高熱噴涂金屬涂層的附著力。更重要的是,我們還意識到,在指定熱噴涂涂層的拉拔法附著力測試要求時,規(guī)范制定者應(yīng)該確定拉拔法附著力測試應(yīng)該在覆蓋封閉層上進行還是在沒有封閉層上進行。
一、項目The Project
2002年,尼亞加拉大瀑布大橋委員會著手在其人流密集的彩虹大橋上實現(xiàn)TSC的長期收益。彩虹大橋連接了美國紐約的尼亞加拉大瀑布和加拿大安大略省的尼亞加拉大瀑布。我們公司管理著40'500平方米的涂裝維修項目。項目是在克拉拉工業(yè)服務(wù)有限公司,雷霆灣。由承包商MISCO檢驗服務(wù)有限公司提供質(zhì)量控制。項目規(guī)范要求– 整個涂裝結(jié)構(gòu)上需要涂覆200至300微米的85/15鋅鋁熱噴涂涂層,然后在熱噴涂應(yīng)用后的8小時內(nèi)再涂覆13至38微米厚度的滲透性封閉漆層。合同還規(guī)定了現(xiàn)場工程師需要進行定期的附著力試驗。在進行附著力試驗時,檢查人員注意到,置于測試表面上的試件在涂覆封閉漆涂層前后的附著力值存在很大的差異。雖然,現(xiàn)場所有的測試結(jié)果都符合規(guī)定的最低要求4.83兆帕拉拔值。但是,我們很好奇這個測試現(xiàn)象,并決定進行額外的現(xiàn)場測試。
二、后續(xù)的現(xiàn)場測試 The Follow-Up Field Testing
后續(xù)現(xiàn)場試驗的目的是確定熱噴涂涂層的天然氧化而形成的封閉層或者涂覆滲透性封閉漆層對于熱噴涂涂層附著力測試結(jié)果的影響?,F(xiàn)場使用三塊面板分別進行了這個試驗。所有的測試面板均用20號鎳礦熔渣介質(zhì)進行干式噴砂清理進行制備,并達到SSPC-SP 5,白色金屬噴砂清理清潔等級;制備的表面輪廓高度為102至114微米。一種商用級的雙組分環(huán)氧膠粘劑被用來固定試件。附著力試驗使用了符合ASTM D4541標準所述的方法E,自對準附著力試驗儀。面板1(圖1)上的熱噴涂金屬涂層的平均厚度為325微米;三個試件被分別沾粘在面板1上,第二天在膠粘劑固化后,進行拉拔測試,其結(jié)果表示為1A。三個拉拔結(jié)果的平均附著力值為5.05兆帕,失效界面為涂層與基底的附著力失效,以及熱噴涂金屬涂層的部分內(nèi)聚力失效。然后,將面板1在18到27℃溫度范圍和50至70%的相對濕度條件下放置三個月,使熱噴涂金屬涂層發(fā)生自然氧化。之后,將三個試件再次沾粘在面板1上,第二天在膠粘劑固化后,進行拉拔測試,其結(jié)果表示為1B。三個拉拔結(jié)果的平均附著力值為5.28兆帕,失效界面為涂層與基底的附著力失效,以及熱噴涂金屬涂層的部分內(nèi)聚力失效(表1A和1B)。附著力值僅增加了5%,失效模式并沒有發(fā)生變化,這個試驗結(jié)果表明熱噴涂金屬涂層形成的天然氧化物封閉層對熱噴涂涂層的附著性能沒有直接影響。
圖 1,面板1(圖1-3,由Randell Smith提供)
面板2(圖2)熱噴涂金屬涂層的平均厚度為305微米;在面板上沾粘上三個試件,第二天在膠粘劑固化后,進行拉拔測試,其結(jié)果表示為2A。三個試件的平均附著力值為4.27兆帕,失效界面為涂層與基底的附著力失效。再將面板在18至27℃和50至70%相對濕度條件下放置三個月,面板表面的熱噴涂金屬發(fā)生自然氧化。然后,涂覆一度厚度為13至38微米的滲透性封閉漆涂層,在427℃和60%相對濕度條件下進行強制固化。將三個試件放置在面板2上,第二天在膠粘劑固化后,進行拉拔測試,其結(jié)果表示2B。三個試件的平均附著力值為7.8兆帕,附著失效為100%(表2A和2B)。這些試驗結(jié)果表明,封閉漆層對熱噴涂金屬涂層的附著力有一定的影響,附著力值提高了83%。
圖 2,面板2
面板3(圖3)熱噴涂金屬涂層的平均厚度為260微米。對面板進行一定的遮蓋處理,然后將面板分成兩個區(qū)域部分。將厚度為13至38 微米的封閉漆涂覆在暴露區(qū)域的熱噴涂涂層上。封閉漆固化后,在每個區(qū)域部分上分別放置三個試件,并在第二天進行拉拔測試,未涂覆封閉漆區(qū)域部分的測試結(jié)果表示為3A,涂覆封閉漆區(qū)域部分的測試表示3B。未涂覆封閉漆部分的平均附著力值為5.19兆帕,失效模式是基底與涂層的附著力失效。涂覆封閉漆部分的平均附著力值為14.66兆帕, 失效模式是基底與涂層的附著力失效(表3A和3B)。與未涂覆封閉漆部分相比,涂覆封閉漆部分的附著力值增加了183%,試驗結(jié)果表明在熱噴涂應(yīng)用后不久即刻涂覆滲透性封閉漆層,其附著力值有顯著的增加。
圖3,面板3
三、我們學(xué)到什么 What We Learned
我們的后續(xù)現(xiàn)場測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),在熱噴涂金屬涂層的孔隙中所形成的天然金屬氧化物并不會影響其附著力值。然而,即使在發(fā)生輕微氧化后涂覆液體的封閉漆,會影響熱噴涂金屬涂層的附著力值。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),在熱噴涂應(yīng)用后不久涂覆封閉漆涂層,也會對附著力值產(chǎn)生影響。具有良好潤濕性能的封閉漆可以滲透到金屬涂層中松散區(qū)域或者微小裂紋中,并能很好地封閉熱噴涂金屬層中的空隙和孔隙。這可能是當滲透性封閉漆涂覆于熱噴涂金屬涂層時,封閉漆將會滲入到熱噴涂金屬涂層中的孔隙和空隙,并因此產(chǎn)生更強的粘結(jié)力。
當考慮使用熱噴涂系統(tǒng)進行腐蝕控制時,設(shè)施業(yè)主應(yīng)該考慮在熱噴涂金屬涂層上涂覆液體封閉漆的好處。SSPC-CS 23.00規(guī)范建議在熱噴涂應(yīng)用之后或者在8小時間隔期內(nèi)盡快涂覆液體封閉漆。在條件范圍內(nèi)使用封閉漆時,熱噴涂金屬涂層的附著力值會有明顯的增加,這一點應(yīng)該引起重視。我們在指定項目的涂層系統(tǒng)附著力測試時,應(yīng)該明確:是否在未涂覆封閉漆或者在涂覆封閉漆的熱噴涂金屬涂層上進行測試。
四、夢能服務(wù)與支持
1、免費樣品
如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用,請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506
油漆樣品適用范圍:
用于新建項目:驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。
用于維修項目:驗證與舊涂層的兼容性。
用于日常修補:提供少量樣品用于修補破損處。
申請用量:在1KG以內(nèi)免費送貨上門。
2、免費打樣
如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實際應(yīng)用、外觀、性能測試,請與我們客服人員聯(lián)系,將樣板寄往夢能科技營銷部,由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。
3、服務(wù)團隊
夢能對技術(shù)服務(wù)團隊始終進行一系列的標準化管理,從專業(yè)培訓(xùn)到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計,以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準的專業(yè)素質(zhì),每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進的涂裝檢驗儀器,儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進行定期校驗,以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。
4、購買通道
零售:購買50kg以內(nèi),線上購買,抖店直接下單購買。
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貿(mào)易、代理:提供代工業(yè)務(wù)支持,項目保護。
業(yè)主、總包、設(shè)計院:提供防腐方案設(shè)計、性能檢測、施工方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。
涂裝施工:提供解決方案、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)。