آزمون چسبندگی رنگ

آزمون چسبندگی رنگ ( روش تست A یا X-Cut )

 

برای اطمینان از اعمال پوشش رنگ به طور مناسب بر روی سطح فلز باید چسبندگی رنگ به روی سطوح اعمال شده را مورد  بررسی و آزمایش قرار داد. روشهای متفاوتی جهت بررسی چسبندگی رنگ به سطح مورد نظر مورد استفاده قرار می گیرد که متداول ترین آنها روش تست با چاقو (Knife Test)، تست چسب نواری (Tape Test) و Pull-Off Test می باشند. در این مقاله روش تست چسب نواری که یکی از رایج ترین تستهای چسبندگی می باشد مطابق با استاندارد ASTM D 3359-09 شرح داده می شود. (در قسمت اول این مقاله روش تست A یا X-Cut بررسی می گردد.)در این روش بوسیله اعمال و جدا نمودن چسب نواری (حساس به فشار) بر روی بریدگی یا چاک ایجاد شده بر سطح فیلم، چسبندگی فیلمهای پوشش رنگ بر سطح فلز مورد ارزیابی قرار می گیرد.

نکته: برای اندازه گیری چسبندگی رنگ به سطوح نرم (غیر فلزی همچون چوب و پلاستیک) به استاندارد ISO 2409 رجوع نمایید.

برای انجام این تست دو متد یا روش A و B وجود دارد. روش تست A بیشتر جهت سایتهای کاری (job sites) و روش تست B  بیشتر مناسب آزمایشگاه ها می باشد. همچنین از روش تست B برای فیلم های با ضخامت های بالای 5 mils یا 125 µm استفاده نمی شود.

 

روش تست A (X-Cut):

در این روش یک بریدگی به شکل X در فیلم روی سطح فلز ایجاد می گردد و سپس چسب نواری حساس به فشار را بر روی بریدگی اعمال و سپس از روی آن برمی دارند. چسبندگی بصورت کیفی از مقیاس 0 تا 5 مورد ارزیابی قرار می گیرد.

 روش تست B (Cross-Cut):

یک مدل شبکه ای با 6 یا 11 شکاف در هر جهت روی فیلم ایجاد شده و چسب نواری بر روی شبکه اعمال و سپس از روی آن برداشته می شود و چسبندگی بر اساس مقایسه همراه با شرح و تفسیر ارزیابی می گردد.

 تجهیزات مورد نیاز جهت روش تست A:

1. ابزار برش : تیغ تیز، چاقوی جراحی، چاقو و یا هر وسیله برنده. باید توجه داشت که لبه های تیغ حتما شرایط خوب ومناسبی داشته باشد.

2. خط کش برش : خط کش فولادی (یا از جنس فلز سخت) با لبه های صاف برای اطمینان از برش صاف و مستقیم

3. چسب نواری نیمه شفاف با پهنای یک اینچ یا 25 میلیمتر،

توجه : چسب نواری متداول جهت این کار بنام پرماسل 99 (Permacel 99) می باشد که در بازار نیز با همین نام موجود است.

1. پاک کن : می توان از پاک کنی که در انتهای مداد وجود دارد استفاده نمود.

2. روشنایی : یک منبع نور برای حصول اطمینان از اینکه برشهای ایجاد شده بر روی فیلم تا به سطح فلزکشیده شده باشد، مورد نیاز خواهد بود.

روش:

سطحی را انتخاب نمایید که عاری از خدشه و زنگار بوده و کمترین عیوب سطحی را داشته باشد. مطمئن شوید که سطح تمیز و خشک باشد. توجه نمایید که دماهای بالا و رطوبت نسبی زیاد (بخصوص در سایت ها) بر چسبندگی فیلم تاثیر می گذارد.

یادداشت نویسنده: در D 3359 الزامی برای شرایط دما و رطوبت در زمان تست چسبندگی وجود ندارد.

دو برش بطول تقریبی 1.5 اینچ (40میلیمتر) بر روی فیلم ایجاد نمایید بطوریکه از وسط یکدیگر بگذرند و زاویه حاده بین آنها 30 تا 45 درجه باشد. اینکار را با استفاده از ابزار برش و خط کش در یک حرکت ثابت انجام دهید.

بریدگی و شکاف ایجاد شده را به لحاظ رویت انعکاس نور از سطح فلز مورد بازرسی قرار دهید تا مطمئن شوید که فیلم پوشش رنگ کاملا نفوذ کرده است. اگر سطح فلز رویت نشد، برش X جدیدی در محل دیگری ایجاد نمایید.

توجه: اعمال برش باید در یک مرحله صورت گیرد و عمیق تر نمودن شکاف قبلی صحیح نمی باشد و چسبندگی را متاثر می سازد.

دو دور کامل از چسب نواری را جدا کنید و یک تکه 3 اینچی (75 میلیمتر) را از آن ببرید.

وسط چسب را در نقطه برخورد برشها قرار دهید و سپس با انگشت آنرا روی برش بمالید و نیز با استفاده از پاک کن ته مداد آنرا کامل بر سطح بچسبانید.

رنگ زیر نوار شفاف نشانه مفیدی است تا مطمئن شوید چسب بخوبی به سطح چسبیده ا ست.

پس از سپری شدن زمان به مدت  90±30 ثانیه از اعمال چسب، نوار را به سرعت از روی سطح بکنید. اینکار تا جایی که ممکن است باید بدون تکان اضافه دست انجام شود و همچنین نوار بر روی خودش هنگام کندن زاویه 180 درجه داشته باشد.

حالا محل برش X را از لحاظ جدایش هر گونه پوشش از سطح فلز با استفاده از مقیاس های زیر مورد بازرسی قرار دهید:

5A: بدون هیچ گونه جدایش

4A: مقدار کمی کنده شدن یا جدایش در امتداد بریدگی ها و یا در محل برخوردشان

3A: جدایش ناصاف و بریده بریده در امتداد بریدگی ها تا 1.6 میلیمتر در طرف دیگر

2A: جدایش ناصاف و بریده بریده در امتداد بیشتر بریدگی ها تا 3.2 میلیمتر در طرف دیگر

1A: جدایش در اکثر نواحی برش X در زیرنوار

0A: جدایش دورتر از ناحیه X

 برای اطمینان از چسبندگی سایر نقاط، به تعداد کافی در محل های دیگر از سطح، تست را تکرار کنید.

در نهایت ابزار برش را تمیز نمایید. تعداد تستها را با نتایج آن گزارش دهید.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

دستورالعمل رنگ آمیزی

دستورالعمل رنگ آمیزی از مواردی است که دارای نکات ریز و ظریف بسیاری می باشد و بایستی جهت بدست آوردن یک لایه رنگ مناسب کلیه موارد مورد نیاز در این دستورالعمل ذکر شود. اولین مطلب در خصوص رنگ آمیزی سطح نحوه آماده سازی سطح مورد نظر با توجه به رنگ مورد استفاده می باشد.

روشهای گوناگونی برای آماده سازی سطح در نظر گرفته می شود که می توان به روشهای زیر اشاره نمود. 

1-  تجهیزات پاشش مواد ساینده متحرک

2-  تجهیزات آماده سازی سطح با خلا .

3-   دستگاه سنگ ( که با هوای فشرده کار می کند)

4-   برس سیمی دوار

5-    تفنگ سوزنی

6-    پوسکن ( که با هوای فشرده کار می کند).

7-    دستگاه سنگ تراش دستی با لبه فلزی سخت تعویض شونده.

8-    برس سیمی سخت با اندازه مختلف

 

مراحلی برای آماده سازی هر سطح در نظر گرفته می شودکه بایستی قبل از اعمال رنگ انجام شوند:

1-   بر طرف کردن گریس ،‌روغن و سایر آلودگیهای نفتی و غیره

2-   تراشیدن زنگها و رنگها با چسبندگی کم تاولها و غیره

3- بر طرف کردن زنگهای باقیمانده بوسیله پاشش مواد ساینده یا ابزار دستی (POWER TOOLS)

4- درصورت لزوم پاکسازی لایه رنگهای قبلی .

5-  شستشوی سطح لایه اول رنگ با آب شیرین پیش از اعمال لایه بعدی.

درجه آماده سازی سطح

جهت ارزیابی سطح آماده سازی شده برای رنگ آمیزی استاندارد های مختلف نظیر SSPC وNACEو ISO 8501 مورد استفاده قرار می گیرند . در جدول زیر مقایسه ای بین درجه آماده سازی سطح در هر یک از این استاندارد ها انجام شده است.

استاندارد SSPC	استاندارد NACE	ISO 8500-1	توضیح
SP1	-	-	تمیز کاری با حلال
SP2	-	St2 0r st3	تمیز کاری با ابزار دستی
SP3	-	St2 or St3	تمیز کاری با ابزار مکانیکی قوی
SP5	NO.1	Sa3	تمیز کاری توسط Blast Cleaning تاحد White  Metal
SP6	NO.3	Sa2	تمیز کاری توسط بلاستینگ معمولی
SP7	NO. 4	Sa1	Brushoff  Blast  Cleaning
SP8		-	اسید شوئی
SP10	NO.2	SA2½	Near  White  Blast  cleaning
SP11		-	‍Power  Tool  Clean  To  Bare  Metal
SP12	NO. 5	-	آماده سازی سطح با جت آب
SP13	NO.6	-	آماده سازی سطح بتن
SP14	NO.8	-	Blast Cleaning صنعتی

 

در ارتباط با هر کدام از درجات آماده سازی سطح که در استانداردSSPC Steel Structure Painting   Council) اشاره شده است توضیحی مختصری در زیر داده می شود:

۱-     تمیز کاری با استفاده از حلال (Solvent  Cleaning  SSPC-SP-):

این روش جهت تمیز کاری مواد حل شونده نظیر روغن وگریس بوده واغلب پیش از انجام Blast Cleaning انجام می شود وبه تنهایی بکار برده نمی شود چرا که قادر به از بین بردن زنگ زدگی های روی سطح فولاد نمی باشد . البته این روش در مورد قطعاتی که آلوده به چربی ومواد روانکار باشد قبل از عملیات Blast Cleaning لازم می باشد معمولاًپس از شستشو با حلال سطح یک مرحله نیز با آب شسته شود.

۲-     تمیز کاری با ابزار دستی ( Hand  Tool  Cleaning  SSPC-SP-2) :

این روش در بین تمامی روشهای آماده سازی سطح کند ترین وبی کیفیت ترین روش می باشد اما ساده وسریع بوده ونیاز به سرمایه گذاری ندارد ابزارهایی که بدین منظور استفاده می شوند عبارتند از برس سیمی چکش و غیره .این روش در مواردی که انجام سند بلاست ممکن نباشد وجهت زدودن جرقه های جوشکاری بسیار موثرمی باشد.قبل و بعد از انجام عملیات سطحی جهت دسترسی به SSPC-SP-2 سطح می بایست عاری از آلودگی های مربوطه به SSPC-SP-۱ نظیر چربی ها باشد .

2-     تمیز کاری با ابزار مکانیکی قوی (Power  Tool  Cleaning  SSPC-SP-3):

این روش نسبت به روش دستی سریع تر وموثر تر می باشد . اما گاهی اوقات سطح بدست آمده از پروفیل مناسبی برخوردار نبوده واز چسبندگی خوبی نیز برخوردار نمی باشد ابزارهائی نظیر Wire brush در این روش بکار برده می شوند قبل از انجام تمیز کاری با ابزار مکانیکی لازم است که کلیه آلودگی های نظیر چربی ، مواد روانکار نمک ها وغیره از روی سطح زدوده شوند.

3-     اسید شوئی(SSPC-SP-8) Acid Pickling:

این روش جهت قطعات کوچک واکثراً در آزمایشگاه استفاده می شود که بتوان آنها را در ظرف اسید غوطه ور ساخت ابتدا فقط قطعه در محلول اسید سولفوریک شسته شده تا زنگ روی آن برداشته شود سپس توسط آب گرم ومحلول رقیق اسید فسفریک شسته می شود این روش نسبت به روش Blast Cleaning ارزان تر وساده تر می باشد اما جهت سازه های بزرگ قابل کاربرد نمی باشد.

4-     بلاستینگ سازه های فولادی :

این روش بهترین روش جهت آماده سازی سطح قبل از رنگ آمیزی می باشد. قبل از انجام Blast Cleaning آلودگی های سطحی نظیر چربی وگریس و نمک می بایست از سطح قطعه پاک گردند.انجام این عملیات باعث ایجاد زبری سطح گشته و در نتیجه میزان چسبندگی رنگ به سطح مورد نظر افزایش می یابد.عملیات Blast Cleaning به دو روش گریز از مرکز وهوای فشرده انجاممی گردد. عواملی که در روش دوم یا هوای فشرده که بسته به نوع ساینده (سندگریت یا شات بلاست) نیز نامیده می شود موثر می باشند عبارتند از 1- مهارت اپراتور 2- فاصله وزاویه یا سطح 3- تنظیم تجهیزات به نحوی که مقدار مناسبی از مواد ساینده با سرعت  مناسب در اختیار باشد.4- استفاده از سایز مناسب کمپرسور ونازل 5- کیفیت مواد ساینده.

 اندازه و شکل مواد سایا تاثیر بسیار زیادی در زبری سطح ایجاد شده دارا می باشد (Roughness Profile, Surface Roughness). نکته بسیار مهم در خصوص زبری سطح این است که در حقیقت نقاط ایجاد شده توسط برخود مواد به سطح بعنوان پایه برای چسبندگی رنگ مورد استفاده قرار می گیرد. بدین معنا که یکی از عوامل تاثیر گذار در چسبندگی رنگ زبری مناسب سطح آماده سازی شده می باشد.

در یک پروسیجر کامل رنگ آمیزی بایستی موارد زیادی در خصوص نوع و تجهیزات مصرفی جهت آماده سازی سطح ذکر گردد. بعنوان مثال در خصوص تمیز کاری به روش بلاستینگ موارد زیر قابل ذکر است :

۱- نوع و سایز ماده مورد استفاده جهت بلاستینگ. در این خصوص جدول زیر در برخی مواقع مورد نیاز است

اندازه مش بر حسب اندازه مواد سایا

اندازه مش	معادل میکرون	اندازه مش	معادل میکرون
NO3.5	3600	NO40	425  microns
NO4	4750	NO45	355 microns
NO5	4000	NO50	300 microns
NO6	3350	NO60	250 microns
NO7	2500	NO70	212 microns
NO8	2300	NO80	180 microns
NO10	2000	NO100	150 microns
NO12	1700	NO120	125 microns
NO14	1400	NO140	106 microns
NO16	1180	NO170	80 microns
NO18	1000	NO200	75 microns
NO20	850	NO230	63 microns
NO25	710	NO270	53 microns
NO30	600	NO325	45 microns
NO35	500	NO400	38 microns

 ۲- مشخصات کمپرسور و نازل و فشار تولیدی. در این خصوص نیز جدول زیر استفاده زیادی خواهد داشت

 مقایسه مشخصات مصرفی کمپرسور بر حسب اندازه نازل

اندازه نازل	فشار نازل بر حسب ( بار و کیلو پاسکال )								مشخصات
	3.5	4.2	4.9	5.6	6.3	7.0	8.6	10.3
	350	420	490	560	630	700	860	1035
5mm (3/16)	0.73	0.84	0.92	1.06	1.15	1.26	1.54	1.82	هوا (m3/min)
	68	78	89	98	108	120	145	174	مصرف مواد ساینده (kg/h)
	4.5	5.3	5.6	6.4	7.1	7.5	9.0	10.8	توان کمپرسور(w)
6/5 mm (1/4)	1.31	1.51	1.71	1.9 0	2.08	2.27	2.75	3.22	هوا (m3/min)
	122	142	161	185	203	224	276	325	مصرف مواد سایا (kg/h)
	7/9	9.0	10.1	11.6	12.4	13.5	16.2	19.4	توان کمپرسور(w)
8 mm (5/16)	2.16	2.50	2.83	3.16	5.53	3.84	4.71	5.57	هوا (m3/min)
	212	242	274	305	336	368	445	534	مصرف مواد ساینده (kg/h)
	13.1	15.0	19.1	20.2	21.0	22.9	27.5	33.0	توان کمپرسور(w)
9.5 mm (3/8)	3.02	3.53	4.00	4.50	4.85	5.50	6.64	7.79	هوا (m3/min)
	303	347	392	435	477	573	632	758	مصرف مواد ساینده (kg/h)
	18.0	21.0	24.0	27.0	28.9	33.0	39.6	47.5	توان کمپرسور(w)
11 mm (7/16)	4.12	4.76	5.44	6.09	6.73	7.11	8.80	10.48	هوا (m3/min)
	406	468	533	595	657	714	876	1040	مصرف مواد ساینده (kg/h)
	24.8	28.5	32.6	36.4	40.1	42.4	50.9	61.1	توان کمپرسور(w)
12.5 mm (1/2)	5.46	6.28	7.06	7.85	8.65	9.46	11.46	13.45	هوا (m3/min)
	526	606	686	762	842	918	1115	1333	مصرف مواد ساینده (kg/h)
	32.6	37.5	42.0	46.9	51.8	56.3	67.6	81.1	توان کمپرسور(w)

 ۳- صافی سطح و مشخصات سطح مورد نیاز

۴- مدت زمان مورد قبول جهت اعمال اولین لایه رنگ پس از تمیزکاری سطح

اعمال رنگ

 جهت اعمال رنگ برروی یک سطح از روشهای مختلفی استفاده می شود که عبارتند از قلم مو – غلطک – اسپری – اسپری معمولی ( هوا ) – اسپری بدون هوا – اسپری هوای مخلوط واسپری الکترو استاتیک  اما از هر روشی که جهت اعمال رنگ استفاده شود توجه به شرایط محیطی یکی از شروط اساسی دستیابی به یک پوشش رنگ مناسب می باشد .لذا هنگام رنگ آمیزی موارد زیر می بایست در نظر گرفته شود

 رنگ آمیزی در هوای مرطوب:

در هوای مرطوب احتمال ایجاد شبنم بر روی سطح مورد نظر وجود دارد و وجود شبنم بر روی سطح نیز از ایجاد پیوند بین رنگ وسطح مورد نظر جلوگیری می نماید . ایجاد شبنم بر روی لایه رنگی که به تازگی بر روی سطح نشانده شده است نیز باعث زیاد شدن زمان سخت شدن آن می گردد.

نقطه شبنم.

نقطه شبنم دمایی است که در آن دما بخار آب تبدیل به مایع میگردد .یک قانون کلی که در ارتباط با این موضوع در نظر گرفته می شود این است که دمای سطح حداقل 3 درجه سانتیگراد  بالاتر از نقطه شبنم باشد.

رطوبت خیلی پائین

چنانچه رطوبت در هوای خیلی پائین باشد این موضوع برای رنگ های با پایه آب مشکل ساز می گردد. خشک شدن سریع سطح در این شرایط باعث ترک خوردن سطح شده وزمان سخت شدن نیز در این حالت مناسب نمی باشد.

دمای پائین ( سرد)

در دمای پائین چسبندگی برخی رنگها در به سطح کاهش یافته وفرایند سخت شدن کند شده وگاهی نیز متوقف می گردد. امکان یخ زدن در رنگ های پایه آبی وجود دارد وحلال ها نیز باسرعت کمتری تبخیر می شوند ، بعلاوه در دمای پائین تر هوا رطوبت کمتری را میتواند در خود نگهدارد لذا احتمال ایجاد شبنم نیز وجود دارد.

دمای بالا ( گرم)

در دمای بالا احتمال ایجاد حباب های محبوس شده در لایه رنگ افزایش می یابد .همچنین در دمای بالا زمان Pot- Life نیز کاهش می یابد.

باد شدید

 در صورت وجود باد شدید انجام عملیات اسپری با مشکل مواجه شده وامکان نشستن خاک و گرد وغبار بر روی سطح رنگ وجود دارد .همچنین حلال رنگ بسیار سریع تر خشک می شود که این مسئله باعث بروز مشکلاتی می گردد. حداکثر سرعت باد قابل قبول 3 m/s در نظر گرفته می شود.

ایجاد شبنم بر روی سطح

با افزایش رطوبت وکاهش دما این مسئله شدیدتر می گردد معمولا ًانجام عملیات رنگ آمیزی در اواخر روز کاری ویا در شب انجام می گردد.زیرا عملیاتی آماده سازی سطح عملیات وقت گیر وعملیات رنگ آمیزی نسبتاًسریع می باشد به طوری که سطحی که آماده سازی آن 6 تا 8 ساعت به طول می انجامد رنگ آمیزی آن 1-2 ساعت طول می کشد. لذا می بایست در نظر داشت قبل از اعمال رنگ برروی سطح شبنم ایجاد نشده باشد ایجاد شبنم در فصل های پائیز و بهار که تغییرات دما هنگام غروب خورشید زیاد است محتمل تر می باشد همچنین وجود شبنم بر روی رنگ های آمیدی باعث ایجاد شوره یا Blush می گردد که می بایست قبل از اعمال لایه بعدی از روی سطح برداشته شود در غیر این صورت لایه بعدی برروی آن نمی چسبد.

در مواردی که شرایط هوایی مشکل ساز باشد جهت دسترسی به یک پوشش مناسب می توان از روش هایی نظیر رقیق کردن رنگ ،گرم کردن واضافه کردن تعداد لایه های پوشش استفاده نمود .

روش های اعمال رنگ :

قلم مو :قلم موهایی که جهت اعمال رنگ مورد استفاده قرار می گیرد دو دسته هستند. دسته اول قلم موهای با موی مصنوعی که جهت رنگ های حلال آبی بکار برده می شوند ودسته دوم قلم موهای با موهای طبیعی که جهت رنگ های دیگر بکار برده می شود. . استفاده از قلم مو تحت شرایط زیر صورت می گیرد :

- زمانی که سطح به هر دلیلی توسط اسپری پوشانده نشده باشد .

- برای باز سازی رنگ آسیب دیده

-  در جایی که تولید کننده پوشش با مواد پوشش را مناسب برای کاربرد به روش قلم مو در نظر
 می گیرد .

-  معمولاً بر روی خطوط جوش قبل از اعمال رنگ با یک لایه رنگ با قلم مو کشیده می شود.

-  برای اعمال پوشش اولیه رنگ ( پرایمر ) در گوشه های شیبی یا سطوح نا منظم قبل از اعمال رنگ .

-  نکاتی که هنگام  استفاده از قلم مو باید در نظر داشت:

-  در استفاده از قلم مو در هر بار فقط یک سوم از Bristle به داخل رنگ فرو برده می شود .

-   اثر قلم مو نباید بر روی رنگ اعمال شده باقی بماند .

-    در هنگام رنگ آمیزی نباید به قلم مو فشار آورد .

-     Bristle قلم ها باید دارای کیفیت بسیار بالایی باشد .

غلطک : غلطک ها نیز مانند قلم موها در نوع طبیعی ومصنوعی وجود داشته وبا اندازه های مختلفی در دسترس می باشند ، رنگ هایی که حلالشان به سرعت تبخیر می گردد را نمی توان به راحتی با غلطک اعمال نمود. استفاده از غلطک در صورت تجویز کارخانه سازنده رنگ های صنعتی قابل استفاده هستند .

اسپری معمولی ( هوا )Conventional Spray : در این روش رنگ مورد استفاده توسط هوای فشرده اتمیزه شده وبر روی سطح مورد نظر کشیده می شود .سیستم اسپری معمولی ( هوا ) شامل مواردی نظیر: محفظه تحت فشار – کمپرسور –نازل – شیلنگ هوا – شیلنگ رنگ وموارد دیگری می شود. ماکزیمم مقدار رنگی که می توان توسط این روش طی یک روز کاری ( 8 ساعت ) اعمال نمود حدود 200-400 متر مربع می باشد

.اسپری بدون هواAirless Spray: در این روش با عبور دادن رنگ از یک سوراخ با فشار بالا تمیزه می شود هنگام عبور رنگ از دهانه سوراخ نازل رنگ منبسط شده وبه ذرات کوچک تقسیم می شود وبر خلاف روش اسپری هوا در این روش از هوا استفاده نمی شود. با این روش شیارها ولبه ها را بهتر میتوان رنگ نمود واز سرعت بالاتری نیز برخوردار است.

در نهایت درخصوص اعمال رنگ بایستی در یک رویه کلیه موارد ار جمله نوع رنگ تعداد لایه های رنگ مورد نیاز ضخامت هر یک و دیگر موارد ذکر گردد.