Испытания защитных покрытий

Защитные покрытия используют для предотвращения появления дефектов тех или иных поверхностей. В зависимости от материала покрытия, способы предохранения также отличаются между собой. Виды защиты, отличия и сходства, «плюсы» и «минусы», а также методы улучшения их качества рассмотрим в данной статье.

Цель испытания защитных покрытий

Защитные покрытия применяют, чтобы не допустить появления коррозии, и сохранить привлекательный вид металлических поверхностей. Контакт с атмосферой, дождем или промышленными кислотами приводит к формированию коричневого порошка, более известного в народе как ржавчина. Портиться со временем могут не только металлические изделия. Так, к примеру, бетонные конструкции также подвергаются разрушениям.

Для обеспечения качественной защиты, покрытие должно обладать такими свойствами, как высокое сцепление с основным материалом, быть сплошным, стойким к агрессивным средам, износостойким, в некоторых случаях, жаропрочным, и равномерным относительно поверхности.

Виды защитных покрытий

По химическому составу различают металлические и неметаллические защитные покрытия.

Металлические защитные покрытия

Используют для другого металла, стекла, керамики, пластмассы и др., чтобы усовершенствовать их электропроводные свойства, придать прочности, долговечности, в эстетических целях, и, конечно, для общей защиты.

Существуют такие способы:

• Напыление металла: воздушной струей наносится расплавленный металл, используя распылитель;
• Высокотемпературный способ: изделие погружают в емкость с расплавленным металлом;
• Гальванический: необходимое изделие погружают в раствор воды и солей металлов, которые в последствии должны стать покрытием. Через жидкость, которая представляет собой электролит, пропускается ток, и выпадает осадок;
• Термомеханический: наносят покрытие при помощи литья, прокатки, прессования или ковки;
• Диффузионный: воздействуя высокими температурами, устойчивый металл покрывает основу.

Способов защиты с точки зрения электротехники классифицируют на:

• анодный,
• катодный.

Когда какой используется, зависит от материала основного металла: антикоррозийный металл всегда противоположность.

Электрохимическая защита достигается только анодным покрытием. Распространенный пример – цинковое покрытие железа. Немаловажный «плюс» такого покрытия то, что на качество не влияют ни трещины, ни царапины.

Катодное покрытие используют реже, в связи с односторонним способом его защиты – чисто механическим. Такое покрытие обязательно должно быть равномерное, достаточно толстое, сплошное и не иметь трещин. Яркий пример – оловянное или медное напыление на железе.

Неметаллические защитные покрытия

Применяют в целях предотвращения повреждения металлических покрытий, защиты от намокания и придания общего красивого вида.

Разделяют на такие виды:

• Лакокрасочные: самый востребованный вид. Бывают в виде красок, лаков, эмалей, грунтовки, олифы и шпаклевки. Хорошо защищает от влияния атмосфер, к тому же, придает вид абсолютно нового изделия. Вариации покрытий могут наделять все изделие свойствами электропроводности, светящиеся, с высокой степенью прочности, стойкостью к очень высоким температурам и кислотам, необрастающие и т.д.
• Полимерные: хороший выбор, если цель – защита от внешней среды. Наносится как горячая смола методом погружения, напылением, или же просто красится кистью. Толщина покрытия после высыхания составляет около 2 мм.
• Гуммирование: это защита при помощи резин. Для этого используют резину и эбонит. Таким образом защищают емкости, аппараты и резервуары. Резина может быть, как мягкой, так и твердой. Различие в видах нагрузки: если воздействуют ударные или деформирующие нагрузки, то используют мягкую резину, если же высокие температуры, а нагрузок практически нет, то твердые. Мягкость контролируют количеством серы в резине. Чем мягче резина, тем меньше в ней серы (около 2-4%). В твердой, для сравнения, 30-50%.

Нанесение резины – ответственный шаг. Поверхность важно предварительно обезжирить и почистить, а затем нанести резиновый клей и выдавить воздух. Завершающий шаг – вулканизация.

Резина – известный диэлектрик, устойчива к кислым и щелочным средам, исключение – сильные окислители. Единственный «минус» - теряет свои свойства с течением времени.

Эмали на основе силиката: незаменимые защитные покрытия в условиях высоких температур и давления, агрессивных сред.

Покрытие наносят:

• в виде порошка (сухой способ), 
• в виде пасты (мокрый способ). 

Процесс нанесения осуществляется при температуре 830-920С. Единственный недостаток – низкая устойчивость к механическим влияниям, т.к. быстрое растрескивание.

Таблица. Защитные составы при окрашивании, нанесении металлического покрытия, лакировании, травлении.

Защитные составы	Пропорция	Примечания	Рабочая температура затвердевшего состава
Состав 1:
Воск, либо стеарин, либо парафин, либо церезин	2 части по массе	перед смешиванием размягчить воск	до 50°С
Скипидар	9 частей по массе
Немного спирторастворимой краски или гуталина (для цвета)	чуть-чуть
Состав 2:
Стеарин, либо парафин, либо церезин	70% по массе	Все составляющие смешивают, расплавляют на малом огне и тщательно перемешивают. Наносится горячим кистью или тампоном.	до 60°С
Пчелиный воск	10% по массе
Канифоль	10% по массе
Кузбасслак = пековый лак = каменноугольный лак	10% по массе
Состав 3:
Кузбасслак = пековый лак = каменноугольный лак	1 часть по массе	Холодным наносят на поверхность кистью или тампоном. Время высыхания 12-16ч. ! Возможна высокая адгезия (может очень сильно прилипнуть)!	до 85°С
Скипидар	1 часть по массе
Состав 4 (кислотостойкий):
Клей 88Н или клей «Момент»	1 часть по массе	Необходимую консистенцию получают добавлением к смеси растворителя, состоящего из 2 частей по объему бензина (простого, типа"для зажигалок") и 1 части этилацетата (или бутилацетата).	до 150 °С
Фарфоровая мука или тальк или каолин или оксид хрома (III) = Cr2O3 = сесквиоксид хрома = хромовая зелень = окись хрома	1 часть по массе
Распространенные защитные покрытия :
Перхлорвиниловые краски, лаки и эмали		! Возможна высокая адгезия (может очень сильно прилипнуть)!	до 95°С
Масляно-битумные лаки и эмали, асфальтово-масляные и бакелитовые лаки			до 120°С
Эпоксидный лак или шпаклевка			до 160°С

Методы испытания защитных покрытий

Зачем нужно испытывать покрытия? Это делается с целью обеспечения требуемого уровня защиты. Таким образом, воссоздаются предполагаемые условия, при которых качество защиты ставится под сомнение.

Способы испытания защитных покрытий осуществляют в зависимости от природы основы:

• Бетонная и каменная
• Общая оценка
• Проникновение углекислого газа и кислорода
• Проницаемость воды и пара
• Проникновение ионов хлора
• Ускорение влияния атмосферы
• Тестирование взаимодействия с химическими веществами
• Устойчивость к щелочам
• Прилипание
• Противодействие к абразивным материалам
• Твердость по Моосу
• Прочность
• Способность трещин к ремонту
• Общая оценка
• Устойчивость к солям (метод погружения)
• Стойкость к умышленному негативному влиянию
• Ускорение действия атмосферы
• Прочность к ударам и твердость по Моосу
• Устойчивость к химическим реагентам
• Катодное отслаивание
• Устойчивость к коррозии
• Прочность
• Тестирование на трещины
• Упругость
• Отсутствие газовой проницаемости
• Ускорение действия атмосферы
• Антикарбонизационные свойства
• Стальная
• Другая основа

Данные методы относятся к современным испытаниям защитных покрытий, и гарантируют качество выбранного материала.

Оборудование для тестирования защитных покрытий

Существует специальное оборудование, которое упрощает процесс испытания защитной покрытий.

Так, промышленность выпускает приборы:

• Гриндометры, для определения степени измельчения;
• Пикнометры, которые выявляют плотность материала;
• Вискозимеры, чтобы устанавливать значение вязкости;
• Аппликаторы ЛКП, которые обеспечивают высокую повторяемость и воспроизводимость;
• Регистраторы времени высыхания;
• Твердометры и оборудование для нанесения царапин;
• Приборы, для оценки стойкости покрытий к изгибу, удару, вытяжке;
• Абразиометры: демонстрируют механическую стойкость;
• Блескометры: дают оценку внешнему виду;
• Компараторы шероховатости поверхности;
• Набор Бресле: оценка загрязнения поверхности перед нанесением покрытия;

Госты методов испытаний защитных покрытий

После проведения измерений, получается какое-то значение. Но с чем его сравнивать? Существуют определенные стандарты, которых необходимо придерживаться. Их насчитывается несколько десятков. Перечислим самые важные.

ГОСТ 28574-90

Среди ГОСТов методов испытаний защитных покрытий одним из основных считается ГОСТ 28574-90. Он устанавливает правила защиты от коррозии в строительстве, а именно сохранность бетонных и железобетонных конструкций, расписывает методы проверки сцепления защитных покрытий.

ГОСТ 28574-2014

Вступил в силу в 1991 году. Его обновленной версией считается ГОСТ 28574-2014.

ГОСТ 28575-90

Немаловажный ГОСТ 28575-90. В нем речь идет о защите от коррозии в строительстве. Тестирование проникновения пара защитных покрытий. Такой стандарт справедлив по отношению к бетонным и железобетонным постройкам, детализирует методы определения проницаемости пара для покрытий из лака, мастики и клея на бетонных или железобетонных конструкциях под действием водяного пара.

ГОСТ 9.403-80

Третьим стандартом будет ГОСТ 9.403-80. Он гласит о единой системе защиты от коррозии и старения, а также о применении для этих целей лакокрасочных покрытий. Раскрываются методы проверки на стойкость к статическому воздействию жидкостей. Стандарт указывает возможности предотвращения старения поверхностей при помощи ЛКП.