Подготовка поверхности и нанесение лакокрасочных материалов

Контроль за выполнением очистных и окрасочных работ, а также оценка качества работ требованиям стандартов. Коррозия металлов и защита их от коррозии. Защитные свойства лакокрасочных покрытий и оценка степени разрушения ранее окрашенной поверхности.

Главная задача и обязанность инспектора – контроль за выполнением очистных и окрасочных работ и оценка соответствия качества работ требованиям соответствующих стандартов.

Общие обязанности инспектора включают в себя контроль выполнения следующих основных требований:

1. Контроль качества должен производиться по всем стадиям очистных и окрасочных работ.

2. Все используемые материалы должны иметь необходимую сопроводительную документацию, подтверждающую их качество, и храниться должным образом.

3. Технологическое оборудование и оснастка должны быть в работоспособном состоянии.

4. Приборы контроля должны быть проверены и иметь соответствующее клеймо.

5. На все работы должны быть необходимые технологические документы.

6. Рабочие и обслуживающий персонал должны быть ознакомлены с документацией и требованиями к выполнению очистных и окрасочных работ и иметь соответствующую квалификацию.

7. Условия окружающей среды должны соответствовать требованиям, указанным в соответствующих стандартах и технологической документации на конкретные виды работ.

8. Все работы должны выполняться с точным соблюдением правил техники безопасности и охраны окружающей среды.

9. Все контрольные операции должны документироваться, по окончании работ должен составляться отчёт.

10. Инспектор должен разъяснять всем участникам работ свои функции и требования, добиваться полного взаимопонимания и хороших взаимоотношений.

Используются следующие формы отчётной документации:

1. Журнал производства работ.

2. Журнал пооперационного контроля.

3. Акты контроля по отдельным этапам работы.

В случае каких-либо отклонений от требований стандартов или технологической документации, которые не были исправлены по замечаниям инспектора, оформляется уведомление о нарушении требований. В случае если согласованного решения об исправлении отклонения принять не удалось, инспектор указывает в сводном отчёте причины, по которым они не были исправлены.

В современном мире коррозия металлов и защита их от коррозии является одной из важнейших научно-технических и экономических проблем.

Различают два вида потерь: прямые и косвенные. Прямые – безвозвратные потери металла, стоимость замены оборудования, металлоконструкций, расходы на противокоррозионную защиту. Косвенные – простой оборудования, снижение качества продукции.

Весьма актуальны вопросы защиты от коррозии для судостроения и флота как вследствие металлоёмкости судов, так и в связи с агрессивными средами и жёсткими условиями эксплуатации корпусных конструкций.

Поскольку основным средством противокоррозионной защиты металла являются лакокрасочные покрытия, то вполне вероятно, насколько важны и актуальны вопросы применения эффективных лакокрасочных материалов и качественного их нанесения. Наиболее показательно сопоставлять затраты по стоимости окрашивания 1 м2 поверхности. Окончательная стоимость покрытия – это сумма прямых, косвенных и непредвиденных расходов.

Прямые затраты включают:

– стоимость ЛКМ, растворителей, расходных материалов;

– стоимость разового оборудования, технологической оснастки;

– амортизационные отчисления на восстановление оборудования и основных производственных фондов;

– полные затраты на выполнение подготовительных, очистных и окрасочных работ;

– и т.д.

Косвенные затраты включают:

– затраты на обеспечение условий для проведения очистных и окрасочных работ (освещение, отопление и т.п.);

– затраты на возведение лесов, подмостей, на транспортные услуги и т.п.

Непредвиденные расходы возникают в результате:

– прерывания работ из-за погодных условий;

– вынужденных простоев по техническим причинам;

– необходимости повторного выполнения работ вследствие низкого качества их первичного выполнения.

Эффективность покрытия оценивается как комплекс функциональных свойств (противокоррозионных, декоративных, износостойких и пр.) на протяжении срока службы покрытия. Таким образом, решающим фактором выбора того или иного варианта покрытия является его долговечность.

Из этого следует, что экономически целесообразно наносить долговечные покрытия, используя высококачественные лакокрасочные материалы, оборудование и современные методы подготовки поверхности и нанесения материалов.

Нецелесообразно экономить на подготовке поверхности под окраску, хотя качественная пескоструйная обработка стоит дорого – в среднем 60–70% от общих расходов по нанесению покрытия.

И, наконец, на чём никогда нельзя экономить – это на проведении строгого и тщательного пооперационного контроля всего процесса нанесения покрытия.

Подготовка поверхности

Защитные свойства лакокрасочных покрытий зависят от взаимодействия лакокрасочного материала с подложкой. Непременное условие формирования покрытия – смачивание поверхности подложки жидким лакокрасочным материалом.

Типичные загрязнения металлов – это прокатная окалина и ржавчина. Наибольшую опасность вызывает окалина, представляющая собой смесь оксидных соединений железа. Окалина прочно сцеплена с металлом, и её удаление является самой трудоёмкой частью очистных работ.

Загрязнения в виде жиров, масел и смазок ухудшают условия смачивания поверхности лакокрасочными материалами и ослабляют взаимодействие краски с подложкой, что отрицательно сказывается на адгезии и защитных свойствах будущего покрытия.

Даже после тщательного обезжиривания поверхности и удаления продуктов коррозии на ней могут оставаться другие загрязнения, в частности, пыль от разрушения частиц абразива, остатки прежней краски и т.п. Они должны удалятся с поверхности по возможности более тщательно.

Рельеф на поверхности окрашиваемого объекта связан с природой материала, исходными дефектами поверхности и условиями обработки.

Металлическая поверхность, подготовленная к производству антикоррозионных работ, не должна иметь заусенцев, острых кромок, сварочных брызг, наплывов, прожогов, остатков флюса, дефектов, возникающих при прокатке и литье в виде неметаллических макровключений, раковин, трещин, неровностей, а также солей, жиров и загрязнений.

Перед нанесением защитных покрытий стальные поверхности необходимо очистить от оксидов струйным способом с применением дробеструйных установок, механическими щётками или преобразователями ржавчины. Способы очистки поверхности указывают в технической документации.

Стальные поверхности, предусмотренные к обработке преобразователями ржавчины, должны очищаться только от отслаивающихся плёнок ржавчины или окалины.

При абразивной очистке на обрабатываемой поверхности должно быть исключено образование конденсата.

После очистки металлическую поверхность необходимо обеспылить.

Дефекты поверхности приводят к разнотолщинности покрытий, возникновению непрокрашенных участков и к преждевременному разрушению покрытия и коррозии.

Бетонная поверхность, подготовленная к нанесению антикоррозионной защиты, не должна иметь выступающей арматуры, раковин, наплывов, околов рёбер, масляных пятен, грязи и пыли.

Места примыкания пола к колоннам, фундаментам под оборудование, стенам и другим вертикальным элементам должны быть замоноличены.

Опоры металлоконструкций должны быть обетонированы.

Влажность бетона в поверхностном слое толщиной 20 мм должна быть не более 4%.

Бетонные поверхности, ранее подвергавшиеся воздействию кислых агрессивных сред, должны быть промыты чистой водой, нейтрализованы щелочным раствором, вновь промыты и высушены.

При оценке рельефа с точки зрения подготовки поверхности обращают внимание на шероховатость поверхности. Необходимо добиваться оптимальной шероховатости применительно к конкретному виду покрытия. Шероховатость поверхности может влиять на свойства будущего покрытия и положительно, и отрицательно. С одной стороны, увеличение шероховатости приводит к увеличению истинной поверхности контакта между краской и подложкой. С другой стороны, ведёт к увеличению толщины покрытия и к повышенному расходу лакокрасочных материалов.

Имеются различные способы получения требуемой шероховатости подложки: выбор способа обработки, выбор материала, размера и формы частиц абразива и др. Шероховатость поверхности после абразивоструйной обработки оценивают по стандарту ИСО 8503.

Общие требования к подготовке поверхности

Качественная подготовка поверхности под окраску – одно из основных условий качества и долговечности лакокрасочного покрытия. Цель подготовки – удаление с поверхности любых загрязнений, мешающих непосредственному контакту лакокрасочного материала с подложкой, а также создание рельефа поверхности, способствующего увеличению истинной поверхности контакта.

Подготовка поверхности под окраску состоит из следующих операций:

1. устранение дефектов поверхности;

2. обезжиривание;

3. удаление продуктов коррозии;

4. удаление прочих загрязнений.

Для удаления загрязнений и создания требуемой шероховатости поверхности используются следующие методы: механические, термический и химические. Выбор метода обработки производится с учётом следующих факторов:

1. требуемого уровня чистоты и определённого рельефа поверхности;

2. совместимости с выбранной системой лакокрасочного покрытия;

3. материала и исходного состояния поверхности;

4. наличия ранее нанесённых покрытий и их состояния;

5. требуемой долговечности покрытия с учётом условий эксплуатации объекта;

6. наличие соответствующего оборудования, материалов, приборов контроля, персонала;

7. доступности поверхностей, возможности необходимого освещения;

8. соответствия условиям безопасности труда и охраны окружающей среды;

9. экономической целесообразности.

Стоимость работ по подготовке поверхности обычно составляет от 50 до 80% общей стоимости окрасочных работ. Поскольку эта стоимость обычно пропорциональна достигаемому уровню чистоты поверхности, то следует выбрать либо уровень подготовки, соответствующий системе покрытия, либо систему покрытия, соответствующую уровню подготовки. После очистки следует как можно быстрее нанести слой межоперационной грунтовки.

Во время выпадения осадков не следует производить очистку с использованием сухих методов. Если работу всё-таки нужно проводить, важно принять соответствующие меры предосторожности: укрытия, нагрев поверхности и т.п.

Перед проведением абразивоструйной обработки поверхность необходимо очистить от масел, смазок, грязи и других загрязнителей. При наличии толстого слоя ржавчины её необходимо предварительно снять с помощью ручного или механизированного инструмента. При наличии на поверхности растворимых солей их следует удалить струёй воды до или после абразивоструйной обработки.

Способ подготовки поверхности, тип абразива, чистота поверхности, шероховатость поверхности и другие параметры очистки указаны в технологической документации (КТП, ППР) на окрасочные работы.

Если в процессе очистных работ не достигнута необходимая степень подготовки поверхности, то работа должна быть повторена. При этом могут быть использованы другие более подходящие для этого случая методы.

В случаях локального удаления прежнего покрытия, должны соблюдаться следующие условия:

- оставшееся покрытие должно быть совместимо с новым покрытием и не снижать его защитные свойства;

- во время локальной очистки не должны быть повреждены соседние участки;

- это должно быть экономически целесообразно.

Технология и оборудование для подготовки поверхности

Сухая абразивоструйная очистка

Очистка осуществляется путём включения абразива в воздушный поток и направления потока смеси воздух-абразив (скорость потока до 150 м/с) с помощью сопла на очищаемую поверхность.

При соударении с поверхностью металла поток абразива удаляет ржавчину, прокатную окалину, имеющиеся покрытия и другие загрязнения. Одновременно поверхность приобретает характерный рельеф, который способствует лучшей адгезии покрытия с металлом.

Абразивоструйная очистка является наиболее распространённым и эффективным методом подготовки поверхности.

Достоинства:

- высокая производительность;

- возможность использования как стационарного, так и переносного оборудования;

- возможность обрабатывать разнообразные по форме и материалу конструкции;

- возможность локальной обработки;

- возможность регулирования чистоты и шероховатости поверхности.

Недостатки:

- большое количество пыли, выделяемой при очистке;

- невозможность удаления некоторых загрязнений (водорастворимые продукты коррозии, соли, водоросли).

При выборе абразива необходимо учитывать следующие его характеристики:

- материал (химический состав, удельную массу);

- диапазон размера частиц;

- форму частиц (S, G);

- твёрдость;

- экономические соображения.

Абразив должен быть сухим, легко пересыпающимся; в нём должны отсутствовать загрязнения и посторонние частицы, способные ухудшать адгезию и усиливать коррозию металла.

Все установки имеют резервуар для абразива, размер которого должен соответствовать объёму очистных работ и требуемой производительности.

Требования к конструкции резервуара:

- абразив должен свободно и равномерно поступать в шланг;

- резервуар должен иметь на выходе фильтр в виде сетки для предотвращения засорения шланга и сопла посторонними предметами;

- резервуар должен быть снабжён клапаном для регулирования подачи абразива к соплу.

Большое значение имеют длина и форма внутреннего канала сопла, определяющие скорость частиц абразива. Оптимальная длина сопла составляет не менее 10 диаметров выходного отверстия и обычно находится в пределах 100–250 мм.

В настоящее время преимущественно используются сопла с расширяющимся к выходу каналом (форма трубы Вентури). Это позволяет при одинаковых параметрах (диаметре, давлении, типе абразива и пр.) увеличить скорость частиц в 1,5–1,8 раза.

Диаметр сопла обычно выбирается, исходя из правила:

диаметр сопла = диаметр наибольшей частицы абразива x 4

Полученная величина округляется в сторону увеличения.

Существенным моментом технологии очистки является правильный выбор угла наклона струи абразива и расстояние от сопла до очищаемой поверхности. Наибольшая энергия соударения достигается при 900 , однако на практике используется угол 60–800 , за счёт чего достигается большее пятно обработки и лучший эффект очистки. Расстояние от сопла до поверхности обычно выбирается оператором с учётом различных факторов и находится в пределах 200–400 мм.

Непременным требованием при абразивоструйной очистке является чистота сжатого воздуха. В состав оборудования должен обязательно входить маслоотделитель. Качество подаваемого воздуха должно обязательно контролироваться.

После абразивоструйной очистки перед нанесением лакокрасочных материалов поверхность следует очистить от образовавшейся пыли сжатым воздухом или вакуумной очисткой.

Гидроструйная очистка

Гидроочистка заключается в обработке поверхности струёй воды, подаваемой под высоким давлением (до 200 МПа) насосом через сопло. Требуемое давление зависит от типа и количества загрязнений. Метод гидроочистки используют для удаления водорастворимых загрязнений (солей, растворимых отложений), рыхлой ржавчины, морских обрастателей, водорослей и т.п.

Достоинства:

- Высокая производительность;

- Низкая стоимость.

Недостатки:

- невозможность удаления окалины и плотной ржавчины;

- необходимость сушки поверхности после очистки.

Наибольшее применение этот метод нашёл в судоремонте, где с его помощью удаляют продукты биообрастания и разрушенное лакокрасочное покрытие. Перед нанесением нового покрытия поверхность высушивают, а при необходимости подвергают повторной очистке сухими методами.

Очистка ручным и механизированным инструментом

Эти методы следует использовать в случаях, когда указанные выше методы очистки неприемлемы, поскольку очистка инструментом обеспечивает худшую чистоту и рельеф поверхности. К тому же зачастую она оказывается и более трудоёмкой и дорогостоящей.

Для ручной очистки применяются металлические щётки, различной формы скребки, шпатели, стамески, абразивные шкурки, зубила. Ручной инструмент используют на начальном этапе очистки для удаления относительно легко снимаемых загрязнителей.

Механизированный инструмент с пневматическим или электрическим приводом более производителен. Также используют вращающийся ударный инструмент (шарошки), проволочные щётки (угловые и торцевые), молотки различной конфигурации, иглофрезы, зачистные машины с абразивной шкуркой, абразивные круги и другие инструменты.

При использовании ручного и механизированного инструмента необходимо принять меры для предотвращения чрезмерной шероховатости поверхности и, наоборот, полировки поверхности.

При очистке ручным и механизированным инструментом необходимо в первую очередь удалить толстые слои ржавчины, а также видимые масло, смазку и грязь.

Обезжиривание

Химическое обезжиривание основано на растворении, эмульгировании и разрушении (омылении) жиров и масел.

Основное распространение среди органических растворителей получили уайт-спирит, дихлорэтан и др., обладающие высокой активностью по отношению к загрязнениям, стабильностью, низким поверхностным натяжением и умеренной летучестью. Обработку растворителями проводят в жидкой или паровой фазах. Недостатком органических растворителей является их токсичность, пожаро и взрывоопасность.

Технологический процесс обезжиривания включает следующие операции:

1. обработка раствором;

2. промывка;

3. сушка.

Обработку проводят либо погружением, либо распылением (по возможности в закрытых камерах).

1. Контроль качества подготовки поверхности

Общие требования

В задачу мастера входит тщательный пооперационный контроль всего технологического процесса подготовки поверхности, включая:

- качество используемых материалов;

- работоспособность оборудования, технологической оснастки;

- квалификацию персонала;

- соответствие климатических условий требованиям технологической документации на проведение очистных работ;

- параметры технологического процесса;

- качество выполнения отдельных технологических операций;

- соблюдение правил техники безопасности и охраны окружающей среды.

Выбранный способ обработки поверхности должен соответствовать требуемой степени очистки согласно стандарту ИСО 8504.

Используемый при обработке поверхности сжатый воздух должен быть очищен от влаги и масла с помощью масловлагоотделителя.

При оценке исходного состояния поверхности и результатов очистки производится визуальный осмотр всей поверхности. Отдельные испытания и измерения, предусмотренные технологической документацией (определение шероховатости, содержания пыли, солей и др.), производятся обычно на каждой крупной обособленной части конструкции или на каждых 100 м2 поверхности.

На каждом месте производится не менее трёх измерений и рассчитывается средняя величина. Количество необходимых измерений и критерии качества подготовки поверхности устанавливаются по каждому контролируемому показателю в технологической документации и рекомендациях поставщика краски.

Перед началом работы мастер должен внимательно изучить требования технической документации к подготовке поверхности.

Оценка исходной поверхности без покрытия

Оценка состояния исходной поверхности производится с целью определения необходимой степени очистки, а также выбора оптимального метода подготовки поверхности. Оценке подлежат:

- степень коррозии;

- наличие дефектов;

- наличие жировых и масляных загрязнений.

Оценка степени коррозии производится по стандарту ИСО 8501–1.

Установлены следующие четыре степени коррозии:

А – поверхность стали, покрытая в большей степени прочно прилегающей прокатной окалиной, но практически без ржавчины;

В поверхность стали, начавшая ржаветь, и с которой начинает отставать прокатная окалина;

С – поверхность стали, где прокатная окалина исчезла в результате ржавления или там, где она может быть удалена, или на которой наблюдаются отдельные коррозионные повреждения;

D – поверхность стали, с которой прокатная окалина исчезла в результате ржавления и на которой наблюдается общая коррозия.

Осмотр поверхности производится при хорошем рассеянном дневном свете или искусственном освещении, при этом состояние поверхности сравнивается с эталонными фотографиями без увеличения. Если состояние поверхности оценивается как промежуточное между двумя смежными степенями, то принимается степень с более интенсивной коррозией.

Дефекты поверхности оцениваются по стандарту ИСО 8501–3. Осмотру и оценке подлежат сварные швы, острые кромки, зазоры, углы, утолщения и т.п., расположенные на окрашиваемой конструкции. Сварные швы должны быть ровными, на них не должно быть остатков флюса, сварочного града и других инородных объектов. Острые кромки всех элементов окрашиваемого элемента должны быть округлены, радиус округлений не должен быть менее 2 мм.

Наличие жировых и масляных загрязнений на исходной поверхности оценивается визуально или с помощью протирки поверхности чистой салфеткой. В зависимости от оценки определяется необходимость обезжиривания поверхности до проведения механической очистки.

Оценка степени разрушения ранее окрашенной поверхности

Оценка производится по стандарту ИСО 4628 (часть 1–6), при этом количественно оцениваются следующие виды разрушения:

- пузыри;

- коррозия металла под покрытием;

- растрескивание;

- отслоение;

- меление.

Стандарт устанавливает общую систему для определения интенсивности, количества и размера дефектов, которые оцениваю в баллах от 0 до 5. Балл «0» означает отсутствие дефектов; балл «5» – наличие настолько сильных повреждений, что покрытие можно считать разрушенным; баллы от «1» до «4» – промежуточные степени разрушения.

Пример записи результатов оценки:

- пузыри 2 (S2);

- растрескивание 2 (S4), B;

- меление 3.

На основании оценок отдельных видов разрушения складывается обобщённая интегральная оценка характера и интенсивности разрушения покрытия. Отсюда делается заключение о необходимости либо локального удаления разрушенного покрытия, либо его полной очистки до металла.

Контроль подготовленной поверхности

Оценка степени чистоты поверхности производится по стандартам ИСО 8501–1 и ИСО 8502. Степени очистки от продуктов коррозии и прежних покрытий определяются описаниями и фотографиями типичных примеров вида поверхности после очистки.

Каждая степень чистоты поверхности обозначается соответствующими буквами и цифрами, указывающими на исходное состояние поверхности (для ранее неокрашенных поверхностей), способ подготовки поверхности и степень очистки. Например, А Sa3.

Способ подготовки поверхности обозначается следующим образом:

Sa – пескоструйная очистка;

St – ручная очистка.

Степени пескоструйной очистки характеризуются следующим образом:

Sa1 – лёгкая очистка. При осмотре без увеличения поверхность должна быть свободной от видимых масел, смазки и грязи, от слабо пристающей прокатной окалины, ржавчины и других посторонних частиц.

Sa2 – тщательная очистка. При осмотре без увеличения поверхность должна быть свободной от видимых масел, смазки и грязи, от большей части прокатной окалины, ржавчины и других посторонних частиц. Любые оставшиеся загрязнения должны приставать прочно.

Sa21 /2 – очень тщательная очистка. При осмотре без увеличения поверхность должна быть свободной от видимых масел, смазки и грязи, прокатной окалины, ржавчины и других посторонних частиц. Любые оставшиеся следы загрязнений должны выглядеть только как лёгкое окрашивание в виде пятен и полос.

Sa3 – очистка до визуально чистой стали. При осмотре без увеличения поверхность должна быть свободной от видимых масел, смазки и грязи, прокатной окалины, ржавчины и других посторонних частиц. Она должна иметь однороднуюметаллическую окраску.

Степени очистки ручным и механизированным инструментом характеризуются следующим образом:

St2 – тщательная очистка. При осмотре без увеличения поверхность должна быть свободной от видимых масел, смазки и грязи, от слабо пристающей прокатной окалины, ржавчины и других посторонних частиц.

St3 – очень тщательная очистка. Как St2, но поверхность должна обрабатываться более тщательно до получения металлической окраски.

Примечание: степень St1 отсутствует в стандарте, так как лёгкая очистка ручным и механизированным инструментом будет соответствовать поверхности не пригодной для окрашивания.

В случае ранее окрашенных поверхностей, подготовленных для нового окрашивания, следует использовать для сравнения только фотографии с обозначением степеней коррозии D или С. Выбор между ними зависит от конкретного коррозионного состояния поверхности.

Оформление документации

Выполнение контрольных операций и результаты контроля оформляются документально на всех стадиях подготовки поверхности.

В рабочем журнале бригадир или мастер ежедневно отмечает все работы, которые ему пришлось выполнять в течение дня с указанием даты и времени.

Акт контроля оформляется на весь объём работы по подготовке поверхности. При большом объёме работ приёмку подготовленной поверхности можно осуществлять в несколько приёмов с оформлением актов о частичной готовности. В акте отмечаются результаты контроля техпроцесса подготовки поверхности и качества подготовленной поверхности, включая:

- климатические условия в период выполнения работ;

- марки и качество используемых материалов;

- работоспособность оборудования, технологической оснастки и приборов контроля;

- квалификация персонала;

- параметры технологического процесса;

- состояние исходной поверхности;

- чистота и шероховатость обработанной поверхности.

В акте делается заключение о соответствии качества очистных работ требованиям стандартов и технологической документации и принятии инспектором конкретного объёма работ.

В случае каких-либо отклонений от требований стандартов или технологической документации на выполнение очистных работ, которые не были исправлены по замечаниям мастера, оформляется уведомление о нарушении требований. Уведомление обсуждается представителями заинтересованных сторон.

В сводный отчёт о контроле качества выполнения окрасочных работ на объекте заносится основная информация об организации работ и значения основных параметров технологического процесса подготовки поверхности.

коррозия лакокрасочный окрашенный качество