Подготовка поверхностей изделий перед окраской
При подготовке поверхности к окраске следует обращать серьезное внимание на ее состояние. Недопустимы малейшие следы коррозии, окалины, масляных и других загрязнений.
Глубина неровностей должна быть минимальной, так как толстый слой шпатлевки, как правило, от механических сотрясений (удары, вибрация, тряска) в процессе эксплуатации может быстро отскочить.
В зависимости от вида металла применяются разные способы подготовки поверхности перед окраской.
Для механической обработки поверхностей изделий из черных металлов применяются очистка ручным инструментом и очистка при помощи пескоструйной или дробеструйной обработки. Для уменьшения профессиональной вредности при пескоструйной обработке применяется взамен кварцевого песка металлический песок, изготовленный из стальной проволоки или каленого чугуна МЧ-28. Для обработки детали металлическим песком применяются те же аппараты, но давление воздуха повышается до 5,5— 6 ат.
При дробеструйной очистке диаметр дробинок не должен превышать 1 мм, так как крупные дробинки способствуют появлению наклепа на поверхности металла и делают невозможным последующее фосфатирование поверхности. Широко применяется также гидропескоструйная обработка поверхности. Во избежание появления вторичной коррозии рекомендуется в суспензию песка и воды вводить 0,5— 1%-ный раствор ингибитора коррозии-нитрита натрия или же обрабатывать этим раствором изделие сразу после опескоструения.
В случае если пескоструйная или дробеструйная обработка неприемлема (в изделиях сложной конфигурации или с тонкими стенками), применяются химические методы очистки, которые сводятся к операциям обезжиривания и травления.
Перед очисткой поверхность металла должна быть тщательно обезжирена органическими растворителями или водными щелочными составами (в ваннах).
Для удаления с поверхности изделий ржавчины и окалины изделия
подвергаются травлению в кислотных растворах.
Для улучшения адгезии и защитных свойств лакокрасочных покрытий поверхность изделия из черных металлов должна быть форматирована. Желательно, чтобы разрыв во времени между операциями очистки и фосфатирования был не более 2—3 ч, во всяком случае не превышал 10 ч.
ЦНИЛ Всесоюзной конторы Лакокраспокрытие рекомендует ряд составов для фосфатирования в ваннах (горячее и холодное фосфатирование) и вне ванны (пастами или смачиванием).
Фосфатная пленка, получаемая в результате применения горячего и холодного фосфатирования, имеет мелкокристаллическую структуру и отличную сплошность.
Для достижения лучшего сцепления покрытия с поверхностью изделий из алюминия и алюминиевых сплавов следует производить анодирование или химическое оксидирование этих изделий, пескоструйную или гидропескоструйную обработку их. Защита пористых алюминиевых сплавов (силуминов) осуществляется путем пескоструйной обработки с дополнительной пропиткой бакелитовым лаком. Пропитку силумина производят по следующей технологии:
- выдержка в вакууме в течение 5 мин (остаточное давление 3—5 мм рт. ст.);
- пропитка 3%-ным спиртовым раствором бакелитовой смолы при давлении 3 ат в течение 30 мин;
- выдержка для стекания избытка раствора и протирка тампоном, смоченным этиловым спиртом;
- сушка в течение 8 ч при 20° С и 2 ч при 120° С.
После пропитки, перед последующей окраской, следует снять глянец при помощи зашкуривания или пескоструйной обработки.
В том случае если алюминиевый сплав сочетается с другим металлом (например, магнитная система статора асинхронного двигателя, залитого алюминием), следует применять только пескоструйную обработку или пескоструйную обработку с последующей бакелизацией.
Поверхности изделий из меди и медных сплавов рекомендуется подвергать пескоструйной или гидропескоструйной обработке; латунь для улучшения адгезии допускается подвергать химической или электрохимической обработке — оксидированию.
Металлические (гальванические) покрытия: цинковые, кадмиевые,
медные, никелевые, хромовые, оловянные, нержавеющие стали перед окраской следует обезжиривать в органических растворителях (уайт- спирит, бензин и др.) протиркой или погружением, затем сушить 20— 30 мин при температуре 15—25° С.
Асбестоцемент, пропитанный в битуме, шлифованный; гетинакс, стеклотекстолит перед окраской протирают уайт-спиритом или бензином и сушат 1 ч при температуре 15—25о С.
С древесины удаляют пыль обдувкой воздухом или волосяной щеткой. При наличии жировых пятен для удаления их применяют бензин с последующей сушкой поверхности при температуре 15— 25° С в течение 1 ч. Под лакировку производятся циклевание, шлифование шкуркой.
Для улучшения адгезии лакокрасочных пленок к поверхностям кадмированных, оцинкованных, никелированных и хромированных деталей, а также нержавеющей стали рекомендуется покрывать их фосфатирующим грунтом.
2. Стойкость лакокрасочных покрытий в естественных тропических и морских условиях и при воздействии низких температур. Выбор покрытий
В течение 1956—1962 гг. на юге Китая и судах, совершающих рейсы в тропические страны, проводились испытания различных систем лакокрасочных покрытий, результаты которых довольно полно описаны в [Л. 60, 67, 68 и 70].
Результаты эксплуатации, натурные испытания и испытания в климатических камерах позволяют в основном решить проблему номенклатуры лакокрасочных покрытий для эксплуатации в тропических и морских тропических условиях.
Проблемой выбора лакокрасочных покрытий для холодного климата широко начали заниматься лишь в последние годы, хотя имеется большой опыт длительной эксплуатации различных изделий в северных районах страны. Наиболее ценны результаты исследований, проведенных в естественных условиях [Л. 72]. Результаты испытаний подтверждают, что основным разрушающим фактором для покрытий в зимнее время являются низкие температуры, из-за которых происходит растрескивание их.
Ряд систем лакокрасочных покрытий испытывался в Магадане и Норильске в очень тяжелых климатических условиях. Температура воздуха ниже —45° С наблюдается в Магадане в течение 5 мес., а средняя температура в январе составляет —46,5° С. В результате двухгодичной эксплуатации образцов в этих естественных условиях установлено, что изменения внешнего вида образцов происходят примерно так же, как и в условиях умеренного климата. Все образцы приобрели матовость изменили цвет.
Однако в условиях холодного климата образцы в большей степени изменяют свои физико-механические свойства. Так, пленки эмалей МС-17 и НЦ-132 полностью растрескались, сильно изменили свой внешний вид покрытия, выполненные эмалями ПФ-115, ГФ-92-ГС, ЭП-91.
Почти не изменила внешний вид эмаль ХВ-124, которая, будучи нанесена по грунту АГ-10 С, сохранила также и высокую адгезию.
Высокие защитные свойства показали покрытия, выполненные эмалями МЛ-12 и ХВ-113.
Наиболее морозостойкими оказались покрытия на основе перхлорвиниловых, алкидных, эпоксидных и поливинилбутиральных смол.
Некоторые системы лакокрасочных покрытий испытывались в криостате. Длительному воздействию температуры —60° С (960 ч) подвергались следующие лакокрасочные покрытия: эмали МС-17 и МЛ-12 по грунтам ФЛ-03к и ЭП-00-10; эмали ХВ-113, МЛ-165, 270, ХВ-124 а ХС-78 по грунту ФЛ- 03к: эмали ВЛ-515, ЭЛ-91, ПКЭ-22, ЭП-09Т, ГФ-92-ГС и ЭП-51 по грунту ЭП-00-10; грунт ФЛ-03к без эмали; эмаль 2062 и АС-72 по грунту ЭП-09Т; эмали ПФ-115 (красная) и ПКЭ-19 по грунту ВЛ-08; эмаль КО-815 (б. ФГ-9) по эмали ПКЭ-19 и эмали ПКЭ-14 и ΠΦ-2Ι8 (без грунта).
Результаты этих испытаний показали, что только кремний-органические эмали ПКЭ-22, ПКЭ-19 с лаком КО-815 (ФГ-9) и ПКЭ-14, а также покрытия эмалью МС-17 не выдержали длительного воздействия температуры —60°С и разрушились (растрескались) через 1—3 суток. Внешний вид остальных покрытий остался без изменений.
У всех исследованных эмалей снизилась устойчивость к удару (проверялась на приборе У-1 по ТУ КУ-513-57), а адгезия практически осталась на исходном уровне.
При определении эластичности указанных систем лакокрасочных покрытий (изгиб пленки, нанесенной на подложку из фольги, на 180° вокруг ребра пластины шириной 3 мм непосредственно в криостате) лишь покрытия на основе эпоксидных смол (ЭП-09Т, ЭП-00-10) выдержали испытания при температуре до —120° С. Остальные системы лакокрасочных покрытий растрескивались уже при —40° С.
Для окраски поверхностей шихтованного железа пакетов роторов (якорей), статоров, полюсов машин постоянного тока и в ряде других случаев для электрооборудования с изоляцией нагревостойкости класса Н применяется кремний-органическая эмаль ПКЭ-22. Однако ПКЭ- 22, отвержденная при 200° С в течение 4 ч, устойчива при температуре —40° С, но при длительном воздействии температуры —60° С пленка эмали растрескивается. Кремний органические эмали ПКЭ-14, КО-911 неустойчивы к воздействию температуры —40° С.
В лабораторных условиях были проведены исследования некоторых лакокрасочных покрытий на стойкость к термоударам, имитирующим включение холодного электрооборудования под нагрузку.
Покрытия на основе перхлорвиниловых (ХВ-124, ХВ-113); эпоксидных (ЭП-51, ЭП-91, ЗП-09Т, ЭП-00-10), алкидных (эмаль 270) и меламиноалкидных смол (МЛ-12, МЛ-165), поливинилбутираля (ВЛ- 515) и на основе сополимера винилхлорида (ХС-78) являются устойчивыми к перепаду температур от —60 до +50° С в течение 130 циклов (1 цикл включал 3 ч выдержки при —60°С и затем 3 ч при +60°С). После 130 циклов образцы были сняты с испытаний.
У всех испытывавшихся покрытий, кроме эпоксидных, ухудшилась стойкость к удару; адгезия большинства покрытий осталась без изменений, а на поверхности покрытия КС-78 появилась белесоватость.
Покрытие эмалью ПКЭ-22 на основе кремнийорганических смол уже через три цикла испытаний покрылось трещинами, хотя адгезия и стойкость к удару при этом остались высокими.
Применение фосфатирующего грунта под эмаль ПКЭ-22 не увеличило значительно ее устойчивость.
На алкидно-стирольной эмали МС-17 уже через шесть циклов появились трещины.
Покрытие эмалью 2062 по грунту ФЛ-03к через 106 циклов испытаний растрескалось,
На стойкость к воздействию термоударов и длительному воздействию температуры —60° С в большой степени оказывает влияние толщина покрытий. Испытания показали, что увеличение толщины лакокрасочных покрытий отрицательно сказывается на адгезии (адгезия определялась методом решетчатого надреза по ТУ МХП 4202-54). Так, пленка эмали ПКЭ-22 при толщине 60 мкм растрескивалась при трех циклах перепада температур от —60 до + 60° С, а при толщине 15 мкм оставалась без изменений в течение 130 циклов испытаний.
При испытаниях в естественных условиях также установлено, что повышение толщины системы покрытия сверх некоторой оптимальной снижает физико-механические свойства его при низких температурах, а понижение толщины вызывает снижение антикоррозионной стойкости покрытия.
Ориентировочная толщина покрытий должна составлять 50— 60 мкм, а для эпоксидных покрытий 90—100 мкм [Л. 72].
Для определения влияния шпатлевки на морозостойкость был исследован ряд систем со шпатлевкой ПФ-00-2 (система грунт ФЛ-03к, шпатлевка и сверху два слоя одной из эмалей ХВ-113, ХВ-124, МЛ-12, эмаль 270).
Все покрытия в течение 70 циклов перепада температур от +60 до —60 или —80° С выдержали испытания без заметных изменений (продолжительность выдержки при одной температуре 3 ч).
На основании проведенных исследований установлено, что покрытия на основе перхлорвиниловых, эпоксидных и частично алкидных смол являются устойчивыми к низким температурам и термоударам.
Покрытия на основе кремний- органических смол, нитроцеллюлозы, сополимера алкида со стиролом, а также глифталевая эмаль 2062 неустойчивы в условиях холода.
Для изделий, подвергающихся механическим воздействиям, по результатам испытаний в естественных условиях непригодными оказались эмали ПФ-133.
Для окраски электрооборудования, работающего при температуре —60° С с перепадами температур от +60 до —60° С могут быть рекомендованы следующие системы покрытий:
- по грунту ФЛ-03к эмали МЛ- 12, ХВ-124, ХВ-113, эмаль 270, эмали МЛ-12 с перекрытием эмалью МЛ-165;
- по грунту ЭП-00-10 — эмаль ЭП-51;
- эмали без грунта ЭП-91, ВЛ- 515, ГФ-92-ГС, ОЭП-4173;
- грунт ЭП-09Т красный или грунт-шпатлевка ЭП-00-10 без грунта.
