Продление срока службы оборудования, сокращение расходов и времени простоя в значительной степени обеспечивается покрытием оборудования. Обратный эффект имеет покрытие плохого качества, которое может поставить под угрозу работу оборудования, соответственно, оказать отрицательное влияние на процесс и увеличить время простоев. Поэтому его выбор - процесс сложный и ответственный. Каким должно быть правильное покрытие и как его выбрать?
Информация для сравнения различных вариантов покрытий, как правило, ограничивается тремя возможными источниками: неофициальными данными, презентацией торгового агента или же таблицей технических условий производителя. Оценка первых двух источников может исходить из общего впечатления или степени доверия и является несколько субъективной. Третий источник может быть неверно интерпретирован, что затруднит составление мнения. Попытаемся сформировать некоторое представление об общем положении и применимости таблицы технических условий для покрытий у стандартных производителей в надежде, что это облегчит выбор потребителей и увеличит шансы правильного выбора продукции.
Стандарты
Большинство авторитетных производителей покрытий осуществляют тестирование в соответствии с общепринятыми стандартными нормами испытаний. Эти нормы направлены на проведение испытаний, отвечающих требованиям наиболее точного воспроизведения условий. Нет гарантии, что результаты имеют практическое значение, хотя многие пытаются этого достичь.
Важно учитывать, что выбор материала осуществляется с учетом таблицы технических условий. Распространённой ошибкой является сравнение показателей и последующее предположение, что чем выше цифровое значение показателя, тем лучше. Без базового понимания истинного смысла значений объективное сравнение невозможно. Необходимо противостоять свойственному человеку природному инстинкту - сравнивать очевидные показатели и делать поспешные выводы, когда, в действительности, более значительная информация менее очевидна и редко представлена в виде единичного цифрового значения.
Понимание значения величины показателей дает более глубокую и детальную информацию. Рекомендуется не воспринимать показатели как отдельные цифры и помнить, что не все данные получены в одинаковых условиях. Одни показатели могут быть специфическими и детальными, в то время как другие могут быть получены с большим разбросом и различно интерпретироваться. Некоторые показатели также, в большей степени, отражают требуемые характеристики для конкретного применения. Например, при применении покрытия на резервуаре значение предела прочности на сжатие не будет представлять особой важности, но при покрытии пола машинного цеха, подвергающегося нагрузке и передвижению тяжёлой техники, данное значение является крайне актуальным.
Общие данные
При изучении таблицы технических условий продукта необходимо учитывать, что существуют тысячи возможных показателей, которые могут быть перечислены для полимерного покрытия. Внесенные в таблицу показатели тщательно подобраны производителем по некоторым определённым причинам. Возможно, производитель считает, что данная информация важна для конкретного рынка сбыта, на который он ориентирован.
Не исключено, что перечень приведенных показателей лимитирован отсутствием возможности тестирования, а также определяется сильными сторонами продукта с целью произвести наилучшее впечатление. Независимо от причины или намерения, важным моментом является то, что выбраны показатели, необходимые для обеспечения успеха применения. С одной стороны, если потребитель имеет дело с покрытиями, ориентированными на воздействие химических веществ, в ходе химического испытания необходимо определить сам метод и точность проведения процедур тестирования. С другой стороны, на кровельные покрытия должны предоставляться данные свидетельствующие об их долговечности в сложных природных условиях, а также о значительной устойчивости к УФ, изменению циклических температур, дождю и т.д.
Базовыми данными, представленными в таблице, должны быть показатели физических свойства материала: плотность, внешний вид, консистенция, вязкость, сопротивление сползанию, экзотермический пик и время до экзотермического пика, жизнеспособность, процентное содержание твердого вещества и срок годности покрытия. Чем больше информации предоставлено, тем лучше, так как подробная информация о физических свойствах обеспечивает планирование применения, отвечающее требованиям.
Прочность на сжатие, изгиб, разрыв и жёсткость могут рассматриваться как характеристики работы, но так как данные показатели имеют настолько общий характер, я считаю, что они очень редко становятся критически важными в процессе выбора покрытия.
Методические разработки в области полимерных материалов способствуют улучшению базовых механических характеристик, но при этом вносят незначительные изменения в повышение рабочих показателей в предполагаемой среде или, в некоторых случаях, имеют отрицательный эффект при нанесении покрытия в реальных условиях работы.
Показатели производительности
Перечень технических данных покрытия должен содержать следующую минимальную информацию, отражающую общие технические характеристики продукта.
Адгезия - нанесение проводится перекрестными линиями для тонкослойного покрытия, в то время как нанесение простым растяжением и соединение со сдвигом внахлёстку предназначено для создания толстослойных покрытий. При применении любого покрытия адгезия имеет решающее значение, так как покрытие, которое не способно сохранить сильную связь с субстратом, имеет минимальные шансы на успешную защиту этой поверхности. Сила адгезии покрытия во многом зависит от методов подготовки поверхности.
Некоторые покрытия специально предназначены для сцепления с плохо подготовленными или загрязнёнными поверхностями. Эти характеристики важны и могут быть очень полезны в том случае, если имеются ограничения в условиях подготовки качества поверхности. С целью подтверждения заявленных качеств соответствующая информация должна быть отражена в спецификации.
Устойчивость к нагреванию в сухих условиях - термостойкость покрытия напрямую зависит от состава смоляной системы. Как правило, теплостойкость подразделяется на устойчивость к нагреву в сухих условиях и влажную термостойкость (в условиях погружения). Температура, при которой начинается разрушение покрытия, определяется как сухая теплостойкость материала. Воздействие температур выше этого значения послужит причиной необратимого разрушения покрытия и, в результате, приведёт к его полному распаду.
Устойчивость к нагреванию во влажных условиях (в условиях погружения) - термостойкость во влажных условиях почти во всех случаях ниже, чем термостойкость в сухих условиях. При погружении в жидкость полимерные покрытия, как правило, проявляют более низкие показатели теплового сопротивления, что происходит в связи с повышенным пропитыванием покрытия жидкостью при увеличении температуры. Пропитывание жидкостью может привести к образованию вздутий, химической коррозии, коррозии под покрытием, а также другим нежелательным последствиям.
Покрытия, выбранные для эксплуатации в условиях погружения, должны пройти строгие испытания для определения термостойкости при погружении. Испытание методом тестовой ячейки Atlas является наиболее распространённым и информативным методом. Это испытание не только проводит тестирование покрытия в условиях погружения в горячую жидкость, но также включает исследование явления эффекта холодной стены. Эффект холодной стены делает условия воздействия на покрытие более агрессивными в результате сильного перепада температур на всей площади поверхности. Интенсивность воздействия эффекта холодной стены зависит от толщины покрытия металлической панели. Панели с большей толщиной ослабят эффект холодной стены, так как они сохраняют большую теплоемкость.
Температура допустимой деформации - данная температура определяет степень нагрева, при которой материал начинает размягчаться. В условиях превышения температуры допустимой деформации материала происходит потеря его механической прочности, что впоследствии приводит к размягчению. Важно принять во внимание, что данный эффект не является постоянным. Как только происходит понижение степени нагрева ниже температуры допустимой деформации материала, происходит восстановление жёсткости и возврат к исходному состоянию.
Температура допустимой деформации в определенных ситуациях играет чрезвычайно важную роль, в то время как в других случаях не имеет значения. Покрытия, которые будут подвергаться механическим нагрузкам или химическому воздействию, ни при каких обстоятельствах не должны эксплуатироваться в условиях, превышающих температуру допустимой деформации.
Устойчивость к истиранию - истирание, в силу природы эффекта, достаточно сложно воспроизвести, и результаты испытаний трудно обобщить.
Истирание покрытия может возникнуть вследствие следующих причин: ударное воздействие жидкости, ударное истирание и эрозия в результате вовлечения твердых частиц. Истирание при скольжении часто тестируется методом Табера в условиях, когда на протяжении установленного количества циклов абразивное колесо скользит по вращающемуся испытательному образцу. После этого определяется степень потери массы. Данный метод довольно эффективен при сравнении покрытий на истирание при скольжении.
Существует несколько параметров, которые должны быть определены и указаны помимо результатов тестирования. Используя метод Табера для сравнения покрытий все эти параметры должны быть одинаковыми. Такими параметрами являются: вес нагружаемой массы, вид используемого абразивного колеса, число циклов вращения, а также абразивные условия (влажные или сухие). Сравнение двух результатов теста возможно только в условиях, когда вышеуказанные параметры строго воспроизведены. Результаты испытания методом Табера определяются путём измерения массы образца до и после испытания. Потерянная масса отражает степень истирания. Также очень важно учитывать плотность покрытия при сравнении результатов испытания. В связи с тем, что покрытия имеют различную плотность, учитывать только потерянную массу образца для сравнения нецелесообразно. Большинство производителей покрытий конвертируют потерю массы в потерю объёма.
Таким образом, не следует проводить сравнение различных материалов, руководствуясь потерей массы, единственно правильным способом при сравнении стойкости двух покрытий к истиранию является сравнение потери по объёму.
Например, в случае, если плотность покрытия А и В различается, не обязательно что один грамм покрытия А будет равен одному грамму покрытия В. Кубический миллиметр покрытия А и кубический миллиметр покрытия В будут всегда иметь одинаковую физическую величину. В конечном итоге, мы заинтересованы выяснить, насколько быстро будет изнашиваться покрытие, а не массу потери при его износе.
Нарушение катодных связей - покрытия, которые эксплуатируются совместно с катодной системой защиты от коррозии, подлежат испытанию на стойкость к нарушению катодных связей. Наличие поляризующего потенциала на незащищённой секции катода создает крайне агрессивную среду для покрытия, что может привести к нарушению связей и образованию коррозии.
Устойчивость к коррозии - ускоренные испытания на коррозионную стойкость обычно проводятся в камере с распылением соли с целью демонстрации защитных свойств покрытия в коррозионной среде.
Ускоренные испытания на атмосферостойкость - тестирование покрытия на потерю цвета, блеска, образование вздутий, отшелушивания, ржавчины или других разрушений под влиянием сложных погодных
условий. Это испытание может проводиться в камере для тестирования, специально предназначенной для моделирования условий окружающей среды, или же при воздействии внешних погодных условий. Проводимые вне здания испытания должны соответствовать климатическим условиям регионов со сложными погодными условиями, таких как Флорида или Аризона.
Как уже было установлено, выбор покрытия может быть весьма трудной задачей. Процесс выбора состоит из нескольких шагов, где ответственная за принятие решений персона должна обладать обширными знаниями о конструкциях или оборудовании, которое подлежит покрытию, так же как и о самом покрытии. Такой подход, к сожалению, не всегда соблюдается и приводит к значительному числу неудач при нанесении покрытий.
Первым условием, которое должно выполняться при выборе покрытия, является понимание его ключевых свойств, требуемых для применения. Как только эта информация установлена, возможно рассмотрение спецификации с целью подтверждения, что результаты образцов безошибочно моделируют ожидаемые практические условия. Это должно привести к обоснованному и правильному решению. По существу, выбранное надлежащим способом покрытие продлит срок службы оборудования в результате его восстановления и сократит простой путем защиты и, возможно, даже повысит его КПД.
Иван Ордас,
Belzona Polymerics, Великобритания
