一、引言
海洋环境是一个特殊、复杂且对周围建筑物具有强腐蚀能力的恶劣条件,为了延长海洋钢结构的使用寿命,确保其使用性能,使用前必须对钢材表面进行涂装施工,海洋钢结构涂装是保护产品延长产品使用寿命的重要保证和有效措施之一,也是整个建造过程中的重要环节。因此,系统的介绍海洋钢结构涂装质量检验要点对确保涂装质量具有十分重要的意义。
二、涂装施工过程中的检验要点
涂装检验施工过程中的涂装检验要点及相关操作如下:
2.1 环境条件
环境条件一般要求钢板表面温度不低于露点3℃,相对湿度不高于85%。环境条件的检查要点为环境温度、相对湿度、露点和钢板表面温度。检验工具主要为干湿摇表和红外测温枪或磁力表面接触温度计。
具体操作方法如下:先在手摇干湿表的棉花中注入清洁的水,再将仪器快速旋转约40秒,记录湿球温度读数。重复旋转和读数的过程,直至可获得稳定的湿球读数。记录湿球温度,然后再记录下干球温度。查阅干湿图表,确定相对湿度和露点。
将表面温度计放置在即将涂装的钢板表面,直至读数温度稳定,确定钢板表面温度。测量区域应为非太阳直射区域。或者采用红外测温枪测定即将涂装的钢板表面,确定钢板表面温度。
2.2 表面处理等级
检查要点为成品钢材表面处理的清理程度。检验方法为采用目视检验的方法,参照ISO 8501-1的图片进行评定。
2.3 粗糙度
检查要点为钢板表面处理后所呈现的表面粗糙度。检测工具为刻度盘计测深千分尺、复制胶带、玻璃棒、对比样板。
主要检验方法为复制胶带法[1]和对比样板法[2]。
复制胶带法具体操作方法如下:选定检测区域,清洁表面,吹去灰尘;将带有一块不可压缩塑料膜(Mylar)和可压缩泡沫塑料小方块的胶带,粘贴在喷砂清理过的表面上,暗的一面朝下;用玻璃棒(或一个硬的圆物体),将泡沫紧压在喷砂清理过的表面上,使泡沫上形成实际表面粗糙度的确切的反压印(复制品);将胶带从表面上除去,用千分尺测量泡沫和塑料膜的厚度;千分尺的读数减去Mylar薄膜的厚度[2密耳,(50 微米)] 即为表面粗糙度的深度。
对比样板法具体操作方法如下:根据ISO 8503-1 标准进行测试,选择对比样板,G适用于钢砂磨料处理的表面,S适用于钢丸磨料处理的表面。在5倍,不超过7倍,带有照明的放大镜的辅助下,将粗糙度对比样板放在喷砂过的表面上,比较粗糙度,找出对比样板上粗糙度与喷砂过表面最接近的那一块,即可确定相应的等级。#p#副标题#e#
2.4 清洁程度
检查要点为待涂装表面灰尘颗粒的数量和大小。检测工具为压敏胶带、白纸或玻璃灯、10X放大镜。
具体操作方法如下[3]:每次系列实验开始前,将拉出的前3圈压敏胶带废弃,将新拉出的压敏胶带中约150mm长压实在试验表面上,拇指横放在压敏胶带的一端,移动拇指并保持压实力,以一个恒定的速率沿压敏胶带来回压实,每一个方向压实三遍,揭起胶带白纸或玻璃上,与ISO 8503-2中标准图示和说明进行比较,评定灰尘数量和尺寸等级,记录与之最为相似的等级。
2.5 表面可溶盐含量
检查要点为待涂装表面的可溶盐含量。检测工具为电导率仪、Bresle套、注射器、蒸馏水、小玻璃杯。
具体操作方法如下[4]:选定检测区域,吹去灰尘;取出Bresle套中的填充物,将Bresle套严实的粘附于选定的检测区域;测蒸馏水的电导率C1,并记录;用注射器抽取10ml蒸馏水,将7ml置于小玻璃杯中;将剩余的3ml注入Bresle套中,确保蒸馏水润湿了整个被测表面并且没有水渗漏;等一分钟,用注射器抽回溶液;不要移出注射器,再次将溶液注入套子内,然后再将溶剂抽回到注射器中,重复上述操作10次(不同规范,次数要求不同);抽出所有溶液并注入小玻璃杯中,使小玻璃杯内溶液恢复到10ml;用带温度补偿的电导率仪测混合溶液的电导率C2(不带温度补偿的需进行校正),记录数据,计算并出具报告。公式如下[5]:
ρ(mg/m2)=4×(C2-C1)
或ρ(μg/Cm2)=0.4×(C2-C1)
式中:
C1——蒸馏水的电导率,μs/cm ;
C2——测试完毕后混合溶液的电导率,μs/cm 。
2.6 干膜厚度
检查要点为涂层固化后的漆膜厚度。检验工具为漆膜测厚仪。
具体方法如下[6]:每天使用漆膜测厚仪前首先调零,再选择与测量膜厚范围相近的标准膜片进行校准,如果一个漆膜测厚仪一天内须测量多个膜厚范围的干膜厚度,则当每次膜厚范围发生变化时,应重复调零和校准;对面积不超过100m2的区域,任意选择三个10m2的区域进行测量,每10m2的区域测量5个测试点,每个测试点测试3个读数,取平均值;对于面积超过100m2的区域,首个100m2按上述方法进行测量,如果测出的干膜厚度符合规格书要求,对于剩余的每个100m2的区域,任意选择一个10m2的区域进行测量,如果不符合规格书要求,必须进行额外的测量确定出不符合的表面,并对每个10m2的进行测量,标注出不符合要求的区域,并出具报告。
2.7 固化程度
检查要点为无机富锌底漆固化程度,只有完全固化后才能覆涂后道油漆。检验所需物品为MEK(丁酮)、手套、白色棉布。
具体方法如下[7]:选择并清理测试区域,测试区域至少50mm的长度,记录测试区域的底漆漆膜厚度;将白色棉布浸满MEK,并在测试过程中一直保持浸湿状态;用浸满MEK的棉布在测试区域来回擦拭50次(一次为一个来回),或至金属底材暴露。如果金属底材已暴露,应记录擦拭的次数;选择与测试区域相邻的部位,用没有浸湿MEK的棉布擦拭50次,作为平行对比,依据ASTM D4752对固化程度进行评估。
2.8 附着力
检查要点为测试涂层的附着力和内聚力。主要检验工具为漆膜测厚仪、划格器、割刀、专用胶带、橡皮(可选)、记号笔、便携式附着力测试仪、强力粘结剂、砂纸。
检验方法主要为划格法[8]和拉伸法[9、10]。
划格法具体操作如下:根据ASTM D3359选定某一区域,用漆膜测厚仪测膜厚并记录;根据漆膜厚度选定格的间隔宽度及相交角度;单手压住划格器,另一手用割刀沿划格器的导向划格(确保划透至底材);截取胶带,贴至所划区域;用橡皮或等同物擦压胶带使牢固黏附在涂层表面;拉起胶带的一段,沿180度角拉起;记录划格区域涂层的剥落程度;根据规范评定级别;记录结果,出具报告。
拉伸法具体操作如下:根据ASTM D4541或ISO 4624选定某一区域,选定待测区域(涂层完全固化),用砂纸拉毛,清除表面的油漆粉末;测量干膜厚度;用溶剂擦洗附件抵座;将粘结剂涂在事先准备好的抵座上,确保均匀;将涂有粘结剂的抵座黏附在待测区域,旋转360°,确保所有部位都有粘结剂;用胶带把抵座固定在涂层表面,双组份环氧粘结剂在室温下要固化24小时,其他类粘结剂按说明书要求,待粘结剂完全干燥和/或固化;用拉伸式附着力测试仪进行测试,记录下破坏强度(MPa),以及破坏状态,用百分比表示出涂层与底材、涂层之间、涂层与胶水以及胶水与抵座之间的附着力强度及状态,参照 ISO 4624;记录结果,出具报告。
2.9 针孔和漏涂点
检查要点为检查漆膜内的裂口、针孔和其他缺陷或不连续处。主要检验工具低压湿海绵型漏涂点检测仪(适用范围干膜厚度为0-500微米), 高压直流型漏涂点检测仪。
具体操作方法如下[10、11]:选定待测区域;连接好仪器并接地;根据被测区域的干膜厚度选定相应的仪器及测试电压;湿海绵在涂装表面以不超过750px/s的速度在同一区域来回移动两次,高压直流型的电极以约750px/s的速度在同一区域单向移动一次,检测该区域;标记出针孔和漏涂点;记录结果,出具报告。
2.10 漆膜外观
检查要点为是否存在不可接受的漆膜缺陷,主要为流挂、漏涂、过喷和干喷等。根据ISO 4628采用目视检验的方法对涂层外观进行检验。#p#副标题#e#
三、各阶段检验与测试
海洋钢结构涂装施工主要分为表面处理、结构件及舾装件涂装和现场修补涂装三个阶段。各阶段涂装各阶段检验项、参考标准和推荐接受程度如表1所示:
表1 各阶段检验与测试
结构件及舾装件涂装阶段 | ||
检验项 | 参考标准 | 推荐接受程度 |
稀释剂及稀释比例 | 油漆说明书 | 按油漆说明书进行 |
涂料混合 | 油漆说明书 | 动力搅拌,手动搅拌不接受 |
预涂 | 涂装规格书 | 边、角,焊缝等不易进行喷涂区域 |
干膜厚度 | SSPC-PA2 | 涂装规格书 |
固化程度 | ASTM D4752 | 无机富锌底漆固化程度检测,不低于4级 |
附着力 | ISO 4624、ISO 2409、ASTM 3359/ASTM4541 | 涂装规格书 |
针孔 | NACE RP0188、ASTM D5162 | 无针孔 |
漆膜外观检验 | ISO 4628 | 外观统一,无破损,无流挂、漏涂、裂纹等涂层外观缺陷 |
现场修补涂装阶段 | ||
检验项 | 参考标准 | 推荐接受程度 |
环境条件 | ISO 8502-4、油漆说明书 | 施工温度范围参考油漆说明书,相对湿度小于85%,钢板温度大于露点温度3℃ |
打磨状况 | ISO 8501-1、2 | St3(钢板表面非常彻底的打磨到有金属光泽,当不用放大镜观察时,表面无油脂,灰尘,松散氧化皮,锈蚀,油漆以及异物) |
表面状况 | SSPC PA1 | 无污染物以及结构缺陷,破损处应按照程序修补 |
涂料批号 | 现场所用涂料是否有产品质量证明书 | |
稀释剂及稀释比例 | 油漆说明书 | 按油漆说明书进行 |
涂料混合 | 油漆说明书 | 仅接受动力搅拌,注意涂料混合的诱导时间以及使用周期 |
预涂 | 涂装规格书 | 边、角,焊缝等不易进行喷涂区域需预涂 |
复涂间隔 | 油漆说明书 | 在油漆说明书的允许复涂时间内 |
干膜厚度 | SSPC-PA2 | 涂装规格书 |
附着力 | ISO 4624、ISO 2409、ASTM 3359/ASTM4541 | 涂装规格书 |
针孔 | NACERP0188/ ASTM D5162 | 无针孔 |
漆膜外观检验 | ISO 4628 | 外观光滑平整,无破损,无流挂、漏涂、裂纹等漆病 |
注:上述接受程度为一般要求,具体接受要求依据涂装规格书,如不在接受程度内,不接受并向上一级领导汇报,并依据涂装规格书要求整改。 |
四、结语
海洋钢结构涂装质量检验工作是建造阶段非常重要的一环,由于海洋环境恶劣、复杂,防腐尤为重要,并且海洋钢结构造价高,要求使用寿命长,而其能够在设计寿命内有效的运行,与表面的防腐涂层有着直接的关系,因此,对涂装过程进行严格的质量控制工作并执行有效的检验工作显得极为重要。
责任编辑:张春颖
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