کنترل کیفیت پوشش‌های حفاظتی سازه های نواحی ساحلی

یکی از بهترین روش­هاي محافظت در برابر خوردگی و یا به تاخیر انداختن آن، استفاده از پوشش­هاي محافظ آلی (رزینی) می­باشد. ماتریس رزینی فاز پیوسته پوشش را تشکیل داده و وظیفه نگهداري اجزاي مختلف پوشش و تامین چسبندگی به سطح زیرین را بر عهده دارد. بر اساس استاندارد NACE 6G197/SSPC-TU 2 بیشترین مقاومت­های شیمیایی در میان بنیان­های مختلف پوشش­های ترموست را می­توان به ترتیب بین گروه­های اپوکسی، وینیل استر و پلی استر شناسایی نمود. رزین­هاي اپوکسی به دلیل دارا بودن خواص عالی همچون خواص مکانیکی مناسب، مقاومت حرارتی مناسب، چسبندگی بسیار خوب به سطوح مختلف، مقاومت شیمیایی خوب، جمع شدگی کم، عدم تولید مواد فرار حین پخت و مقاومت شیمیایی بالا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. وجه تسمیه این گروه از رزین­ها گروه اکسیران در انتهاي مولکول آن های می باشد. حلقه اکسیران بسیار فعال بوده در اثر واکنش با ترکیبات اسیدي و یا قلیایی و یا ترکیبات حاوي اتم هیدروژن فعال باز شده و فرآیند پلیمریزاسیون رخ می­دهد که پس از پخت دانسیته شبکه­اي شدن بالایی مشاهده می­شود. رایجترین ترکیبات مورد استفاده ترکیبات حاوی نیتروژن می باشد که به نام هاردنر شناخته شده هستند. هاردنرها در انواع آلیفاتیک، آروماتیک، سیکلوآلیفاتیک، پلی آمید و فنالکامین با رزین اپوکسی وارد واکنش شده و هر یک خواص و ویژگی­های منحصر به فردی را در رزین اپوکسی ایجاد می نماید.

مطابق با استاندارد NACE SP0108 الزامات و آزمون های کیفی پوشش های محافظتی در سازه های مختلف به شرح ذیل می باشد:

اندازه گیری ضخامت فیلم خشک پوشش اجرایی

این آزمون را می توان توسط دستگاه دیجیتالی که قابلیت اندازه گیری ضخامت فیلم خشک پوشش بر روی سطوح آهنی را دارند می توان اندازه گرفت.

پس از اجرای پوشش بر روی سطح پلیت فلزی و گذشت زمان حداقلی مطابق با کاتالوگ محصول دستگاه را عمود بر سطح، روی فیلم اجرایی رنگ قرار داده تا ضخامت پوشش به صورت عددی نمایش داده شود.ضخامت را می بایست در بازه بین حداقل و حداکثر نشان داد.همچنین از کالیبره بودن دستگاه اطمینان حاصل نمایید.

اندازه گیری دانسیته رنگ مایع

به جهت اندازه گیری دانسیته رنگ به صورت مایع می بایست با دستگاه پیکنومتر یا Density CUP که ظرفی است استوانه اd و با حجم ۱۰۰ سانتی متر مکعب و وزن مشخص که  بر روی آن درپوش قرار می گیرد اندازه گیری می گردد.

ظرف مد نظر را که دارای درجه باشد با رنگ مایع مایع فاقد حباب در دمای 200 درجه پر کنید. به آرامی درپوش طرف را گذاشته و در یک محل ثابت قرار دهید.توجه داشته باشید که ممکن است مقداری رنگ از سوراخ بالای در پوش بیرون بزند.

رنگ های اضافی اطراف و بیرون ریخته شده را تمیز کنید.سپس ظرف حاوی رنگ را وزن کرده و از فرمول ذیل دانسیته رنگ(D) را محاسبه نمایید.

مقاومت در برابر ضربه فیلم خشک پوشش

لوله فلزی که بر پایه ای سوار می باشد که یک وزنه 2 پوندی دارد و تا ارتفاع 45 اینچ در آن بالا و پایین حرکت می کند. این وزنه دارای یک گوی به قطر 17 میلی متر می باشد و در قیمت پایینی می باشد که در سقوط وزنه با سطح پانل تماس پیدا می نماید.\

مطابق با استاندارد بر روی یک پلیت پوشش با ضخامت 250 میکرون اجرا می شود و آن را بر روی محل مخصوص قرار داده و وزنه را بالا ببرید.استاندارد مقاومت در برابر ضربه ارتباط مستقیم با ضخامت اجرایی بر روی سطح فلز داشته و میزان بالا بردن وزنه براساس میزان مقاومت در برابر ضربه می باشد.در صورتیکه ارتفاع خاصی مدنظر باشد می توانید نتیجه ضربه همان ارتفاع را گزارش کنید.عمل ضربه زدن بصورت مستقیم و غیرمستقیم روی سطح پلیت رنگ شده جداگانه گزارش می شود نتیجه این آزمون را بصورت ذیل گزارش نمائید.

(کاملاٌ سالم- تخریب شده و ترک عمقی دارد – ترکهای ریز سطحی دارد) + (۲ lb/in) ارتفاع + (میکرون) ضخامت فیلم خشک

نکته: به جهت تشخیص ترک های عمقی و سطحی بر روی آزمون صورت گرفته می توان از سولفات مس استفاده کرد که در صورت تماس آن با سطوح آهنی سولفات آهن اخرایی رنگ تشکیل می شود.

اندازه گیری زمان ژل شدن رنگ

رنگ های اپوکسی را به نسبت 100 گرم با یکدیگر مخلوط نمایید و در دمای محیط 25 درجه سانتی گراد قرار دهید.زمان شروع اختلاط را در نظر گرفته و به طور منظم با یک کاردک مخلوط را بررسی نمایید تا به نقطه ژل شدن برسد.

نقطه ژل شدن به نقطه ای گفته می شود که یک رنگ از حالت ویسکوز سیال به ژل کشسان تغییر حالت دهد.

تعیین میزان چسبندگی پوشش به سطح زیرکار

انواع روش­های تست چسبندگی رنگ

دستگاه این تست یکی از مهمترین تست های مهم رنگ می باشد.این تست کیفیت پوشش یا رنگ را به سطح بتن یا فلز نشان می دهد که با ضخامت مشخص مطابق یا دستورالعمل اجرایی آن شرکت اجرا می گردد. معیار پذیرش تست های متداول چسبندگی رنگ در صنعت کشور یعنی ایکس کات (X-CUT) و کراس کات (CROSS-CUT) را طبق ASTM D 3359 می باشد.ابزار تست چسبندگی رنگ یکی از وسایل کاربردی مهم در اندازه گیری کیفیت رنگ و اتصال آن به پایه ایست که بر روی آن رنگ کاری صورت گرفته است. روش های مختلفی برای این مدل از اندازه گیری طراحی شده است. که معمولا به سه دسته تقسیم می شود.

روش Cross Hatch Cut یا روش خراش انداز:

در این روش براساس ضخامت اجرایی در پوشش و روش استاندارد که مطابق با آن یک تیغه با تعداد دندانه های مشخص و فاصله های مشخص به دستگاه خراش انداز متصل می گردد دو سری خراش به صورت عمودی بر روی سطح رنگ ایجاد می گردد و توسط یه برس مخصوص آن سطح را به آرامی پاک می کنیم.

سپس یک چسب نواری مخصوص بر روی سطح چسبانده می شود و پس از 5 دقیقه چسب را با سرعت و در مدت زمان بین نیم تا 1 ثانیه و تحت زاویه 60 درجه از سطح اجرایی جدا می کنیم.در هنگام جدا کردن و برداشتن چسب، تعدادی از خانه مطابق با شکل از سطح جدا می گردد و مطابق با استانداردهای ISO & ASTM میزان چسبندگی رنگ مشخص می گردد.

تست چسبندگی با روش خراش انداز یا Cross Hatch Cut برای تست چسبندگی رنگ و پوشش های نازک و ضخیم بر روی سطوح مختلف کاربرد دارد. این روش یک روش اقتصادی و سریع می باشد.

تست چسبندگی یا PULL OFF

برای بررسی چسبندگی پوشش یا رنگ به سطح بتن از آزمون Pulloff (تست پول آف) استفاده می‌شود و برای  اندازه گیری مقاومت پوشش در برابر جدا شدن از یک بستر زمانی که نیروی کششی عمودی اعمال می شود استفاده می شود. ضعیف ترین مقطع، سطحی است که در آن جداشدگی اتفاق می افتداین آزمون مطابق با استاندارد ASTM D 4541 انجام می‌شود، تنش کششی بیشترین مقدار را نسبت به تنش برشی دارد.

نتایج تست pull off حداکثر نیروی است که در آن گسیختگی به وجود می آید و نحوه گسیختگی و شکست مصالح است .

بررسی مقاومت شیمیایی

آماده سازي نمونه ها

جهت انجام آزمون­هاي مقاومت شیمیایی، تهیه نمونه از اهمیت زیادي برخوردار می­باشد. در صورتیکه آماده­سازي نمونه­ ها به

درستی انجام نشود، نتایج نهایی قابل استناد نخواهد بود. جهت آماده­سازي نمونه­ها ابتدا سطح پلیت­هاي فلزي به وسیله

سمباده زبر، سپس سمباده نرم و در انتها شستشو آماده سازي شود. بلافاصله دو­ جز­ء مواد­اپوکسی (ABADUR280-ABAZONE290,ABADUR HP350) طبق دیتاشیت با یکدیگر مخلوط شده و هرکدام با ضخامت 1 میلیمتر بر روي سطح

پلیت به وسیله فیلمکش اجرا گردد. نمونه­ها می بایست در دماي 25 درجه سانتیگراد به مدت 1 هفته پخت شده، تا از پخت کامل آنها

اطمینان حاصل گردد. با توجه به اینکه در پروسه آزمون­هاي شیمیایی، پلیت فلزي به شدت در معرض خوردگی شیمیایی قرار می­گیرد، نواحی بدون رنگ به وسیله ویزوکس پوشانیده شدند.

آزمون مقاومت شیمیایی

آزمون غوطه وري در اسید سولفوریک 1%

یکی از کاربردهاي رنگ اپوکسی، رنگ آمیزي مخازن حاوي مواد شیمیایی می­باشد. با توجه به خورنده بودن اسید سولفوریک، این اسید به عنوان مرجع جهت انجام آزمون­هاي شیمیایی استفاده می شود.

در این آزمون نمونه ها به مدت 6 ماه در اسید سولفوریک 1% غوطه ور می گردد و می بایست پس از گذشت 6 ماه پوشش اجرا شده بدون تغییر از مخزن اسید خارج شوند. بنابراین می­توان نتیجه گرفت نمونه رنگ در برابر این ماده مقاوم بوده و تست را پاس می کند.

آزمون غوطه وري در اسید سولفوریک 50 و سود 1 درصد

جهت شدیدتر شدن خورندگی محیط، آزمون غوطه وري در اسید سولفوریک 50 % به مدت 3 ماه انجام شد. پس از گذشت 3 ماه از انجام آزمون، نمونه ها از مخزن اسید سولفوریک خارج شده و بررسی گردید. نتایج آزمون غوطه وري نشان می­دهد اسید از سطح پوشش عبور کرده و موجب خوردگی شدید پلیت فلزي شده است.

مقاومت خوردگی-مه نمکی

این آزمون به منظور بررسی مقاومت خوردگی پوشش در حالت شتابیده انجام می­شود. در این آزمون، نمونه­ها به مدت 1000 ساعت ( 42 روز) در کابین اسپري مه نمکی در دماي 31 درجه سانتی­گراد و رطوبت 60 % قرار داده میشود. بر روي نمونه هاي آماده سازي شده دو خراش متقاطع ایجاد می­شود به نحوي که سطح فلزي در قسمت خراش خورده کاملا مشخص شود.

پس از گذشت 1000 ساعت، سطح نمونه­ ها در اطراف خراش بررسی می­شود و در صورت عدم وجود تاول، جوش و خوردگی در اطراف خراش و زیر رنگ، نمونه ها تست مقاومت خوردگی اسپري مه نمکی را پاس می­کند.

مقاومت در برابرUV

یکی از کاربردهاي رنگ اپوکسی، در رنگ آمیزي اسکله ها می باشد. از آنجایی که این رنگ در معرض جو بوده و احتمال تغییر انجام می شود. جهت بررسی UV رنگ یا گچی شدن در اثر اشعه فرابنفش خورشید دارد، آزمون شتابیده مقاومت در برابر اشعه UV  مقاومت نوري پوشش در حالت شتابیده، از آزمون به مدت 500 ساعت استفاده شد. لازم به ذکر است رنگ­هاي اپوکسی رایج پس از گذشت 100 ساعت زرد می­شود. در صورتیکه رنگ اپوکسی پس از 500 ساعت گچی نشود و یا زردي بسیار اندکی داشته باشد، می توان پیش بینی کرد که این رنگ طی 5 سال تحت نور خورشید تغییري نخواهد کرد.دو آزمون براقیت سنجی و رنگ سنجی انجام شد. افت براقیت کمتر نشان دهندهي مقاومت بیشتر، UV قبل و بعد از آزمون رنگ در برابر جو می­باشد. در آزمون رنگ سنجی نیز اندیس زردي نمونه­ها قبل و بعد از آزمون اندازه گیري می­شود اندیس زردي کمتر به معناي میزان زرد شدن کمتر و مقاومت جوي بهتر می­باشد.

منابع:NACE 0108 ، NACE 6G197/SSPC-TU 2، ASTM D 3359، ASTM D 4541