KĨ THUẬT sơn CHỐNG ăn mòn

ðịnh nghĩa ăn mòn là gì? Ăn mòn kim loại là sự tự phá hủy kim loại do tác dụng hóa học và ñiện hóa giữa chúng với môi trường bên ngoài Phân Lọai Theo cơ cấu của quá trình ăn mòn
Ăn mòn hóa học
Ăn mòn ñiện hóa Dòng ñiện Trong ăn mòn ñiện hóa dòng ñiện luôn luôn là dòng ñiện dương. Thông thường một dòng ñiện ñi xuyên từ cực dương sang cực âm, Ví dụ. Từ cực dương (Anode) sang cực âm (Cathode). Trên thực tế ñiện tử chính xác là ñi theo chiều ngược lại, từ cực âm (Cathode). sang cực dương(Anode).Ăn mòn ñiện hóa xảy ra cần ba nguyên nhân: a) Cực dương (Anode) Anode là một vùng mang ñiện tích dương. Nó trở thành ñiện tích dương bởi vì mổi nguyên tử cho ñi hai ñiện tử, do ñó ñây là nguyên nhân làm mất câng bằng giữa các proton(hạt cơ bản tích ñiện tích dương có trong nhân của nguyên tử), và các electrons(ñiện tử), cực âm và cực dương. Trong quá trình khử, mổi nguyên tử có 26 proton và electron,khi hai electron là ñược cho ñi nguyên tử vẩn còn 26 protons. Nhưng chỉ còn 24 electron.Trong trường hợp này nguyên tử là một ion, tất cả tích ñiện dương bởi hai ñơn vị và ñược viết như Fe++. (Một ion là một hạt tích ñiện, có thể là âm hoặc dương, một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử, ñược biết như là là hạt nhân) Việc mất ñiện tử này có thể ñược biểu diển như: Fe Fe++ + 2e. Fe++ ñược gọi là ion sắt dương.Một ion có thể là dương hoặc âm và là một hạt tích ñiện,một nguyên tử hoặc một nhóm nguyển tử. Một nguyên tử sắt thụ ñộng Fe 26 protons và 26 electrons. Một ion sắt Fe++, 26 protons và chỉ 24 electrons Hình 1.1 Nguyên tử sắt b) Cực Âm (Cathode) Hạt nhânSơn chống ăn mòn Trang 6 của 53 Một cathode là một vùng tích ñiện âm nơi có nhiều ñiện tử hơn trạng thái thụ ñộng của nó.Những ñiện tử này là lấy từ Anode. Tại Cathode ñiện tử ñi vào vùng ñiện li ñể quay trở lại anode. c) Chất ñiện ly (Electrolyte) Chất ñiện ly là một chất nền, có thể dẩn ñiện và bị phân li bởi nó (phân li thành ions) Nước là một chất ñiện ly phổ biến và rất là hiệu quả. Acids alkalis và muối trong dung dịch hòa tan cũng là một chất ñiện ly rất hiệu quả.Khi ñiện tử ñi vào chất ñiện ly nó phân li thành ion âm và ion dương, biểu diển như công thức: 2H2O2H+ + 2O. Xảy ra cùng một lúc một cặp ñiện tử quay lại với ion Hydrogen tạo thành hai nguyên tử Hydrogen ñầy ñủ, hai nguyên tử kết hợp với nhau tạo thành khí Hydrogen. Ion hydroxyl quay lại anode thông qua chất ñiện ly mang theo ñiện tử. Hình tam giác ăn mòn, ñược vẽ như sau. Dòng của ñiện tử có thể ñược nhìn thấy từ anode A, ñến cathode C, xuyên qua chất ñiện ly E, quay trở lại A. Hình 1.2 Tam giác ăn mòn Phản ứng hóa học Từ hình trên chúng ta thấy không có phản ứng hóa học, xảy ra tại cathode, hoặc chất ñiện ly. Phản ứng hóa học, hình thức của sản phẩm bị ăn mòn chỉ xảy ra tại anode. Ion sắt dương, Fe++, nhận ion hydroxyl quay trở lại kết hợp với nhau ñể tạo thành sắt hydroxide, là một oxit sắt có nước, rỉ, và ñược thể hiện như công thức sau: Fe++ + 2OĦ Fe (OH)2 Nó cho thấy rằng ăn mòn chỉ xảy ra tại anode, không bao giờ tại cathode. Do ñó có thuật ngữ bảo vệ cathode. Nếu một kết cấu có thể làm ñể trở thành một cathode trong một mạch ñiện, nó sẽ không bị ăn mòn. Tam giác ăn mòn ñưa ra ba nguyên nhân cần ñể ăn mòn xảy ra, anode, cathode and electrolyte. Nếu một trong ba là ñược loại bỏ từ tam giác ăn mòn, ăn mòn sẽ không xảy ra. Một trong loại trừ phổ biến nhất là electrolyte. ðặt một lớp chắn giữa vùng electrolyte, anodic và cathodic, ñây là dạng của các lớp sơn. Nếu electrolyte là không tiếp xúc trực tiếp với anode và cathode, không có mạch ñiện và vì vậy không có ăn mòn. Phản ứng ăn mòn cơ bản giải thích bên trên, xảy ra chậm tại nhiệt ñộ môi trường. Danh sách dưới ñây là nguyên nhân phổ biến với tất cả phản ứng hóa học có thể làm tăng nhanh tỉ lệ phản ứng 1 Nhiệt ñộ.Thép, Phổ biến với hầu hết kim lọai là sự không ổn ñịnh của nhiệt.Thép càng nóng ăn mòn xảy ra càng nhanh. 2 Muối hút ẩm.Muối hút ẩm sẽ hút nước và tan trong nó. Khi muối hiện diện trên bề mặt và một lớp sơn ñược sơn lên, Nước sẽ thấm qua lớp sơn và phân tán tạo thành một sức ép bên dưới lớp sơn . Cuối cùng là lớp sơn bị bong giộp. Muối Sulphates và Chlorides là hai loại phổ biến, Muối chlorides chiếm ưu thế trong môi trường biển, và muối sulphates trong vùng công nghiệp thỉnh thoảng trong nông nghiệp. E A CSơn chống ăn mòn Trang 7 của 53 3 Sự hiện diện của khí ôxy:: 2H2O + O2 + 4e 4OH 4 Sự hiện diện của các lọai vi khuẩn trên bề mặt kim loại 5 Hai kim loại nối liền với nhau. ðược biết như ăn mòn do tiếp xúc. Kim loại có thể ñược sếp theo trật tự quý hiếm như sau: Các kim loại quý sẽ không bị ăn mòn.Theo hướng ñi xuống của danh sách kim loại bên dưới , kim loại nằm thấp hơn sẽ bị ăn mòn nhanh hơn. Kim loại Giá trị ñiện thế Graphite + 0.25 v Titanium 0.0 v Silver 0.1 v Nickel 200 0.15 v Lead 0.2 v Admiralty Brass 0.3 v Copper 0.35 v Tin 0.35 v Mill Scale 0.4 v Low Alloy Steel 0.7 v Mild Steel 0.7 v Aluminium Alloys 0.9 v Zinc 1.0 v Magnesium 1.6 v Từ danh sách trên có thể nhìn thấy vảy cán là nằm bên trên thép do ñó vảy cán sẽ là cathode ñối với sắt, và nếu nó nằm trên bề mặt thép sẽ làm nhanh thêm sự ăn mòn thép. Vảy cán là ñược hình thành trong quá trình thực hiện cán thép,Ví dụ. RSC, RSA, RSJ. Oxít sắt hình thành rất nhanh tại nhiệt ñộ lớn hơn 5800C. Hình dạng ñầu tiên là FeO,kế tiếp là Fe3O4 và sau cùng là Fe2O3.Những oxít này bị ép suốt quá trình cán tạo ra một lớp vảy màu xanh. Chiều dày khoảng từ 25 ñến100 µm. Bởi vì vảy cán chỉ tạo ra trong quá trình cán, khi nó ñược loại bỏ bằng bất cứ phương pháp chuẩn bị bề mặt nào nó sẽ không bao giờ trở lại.

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ BỀ MẶT VÀ TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG

Làm sạch bằng phun hạt mài khô

Phun nước áp suất cực cao 30 000 psi

Phun nước áp suất cao + hạt phun

Hoạt ñộng tại áp suất giữa 10.000 ñến 25000 psi

Làm sạch bằng dụng cụ cầm tay hay dụng cụ cơ khí 7079 Pt A, ISO 8501, SS 05 59 00

Làm sạch bằng lửa

CHƯƠNG 3

CHẤT BẨN TRÊN BỀ MẶT VÀ KIỂM TRA ðỂ PHÁT HIỆN

Kiểm tra ñộ muối:

Kiểm tra vảy cán

Kiểm tra sự hiện diện của chất bẩn khác

Kiểm tra hơi nước trên bề mặt

Kiểm tra sự hiện diện của dầu mỡ

CHƯƠNG 7

KIỂM TRA TÍNH CHẤT CỦA SƠN

Kiểm tra trên sơn

ðO ðỘ DÀY SƠN

ðo ñộ dày sơn ướt (Wet film thickness measurement-WFT)

Chiều dày sơn khô -Dry film thickness

Calculations

Kiểm tra các tính chất trên lớp sơn

Kiểm tra sự chống mài mòn

KIỂM TRA ðỘ KÍN MÀNG SƠN – HOLIDAY TEST

Kiểm tra bằng ñiện áp thấp

CHƯƠNG 11

PHƯƠNG PHÁP SƠN

Phương pháp quét -Sơn bằng cọ

Sơn bằng con lăn

Cấu tạo súng phun sơn

sang cực dương(Anode).Ăn mòn ñiện hóa xảy ra cần ba nguyên nhân:

a) Cực dương (Anode)

Anode là một vùng mang ñiện tích dương Nó trở thành ñiện tích dương bởi vì mổi nguyên tử cho ñi hai ñiện tử, do ñó ñây là nguyên nhân làm mất câng bằng giữa các proton(hạt cơ bản tích ñiện tích dương có trong nhân của nguyên tử), và các electrons(ñiện tử), cực âm và cực dương Trong quá trình khử, mổi nguyên tử có 26 proton và electron,khi hai electron là ñược cho ñi nguyên tử vẩn còn 26 protons Nhưng chỉ còn 24 electron.Trong trường hợp này nguyên tử là một ion, tất cả tích ñiện dương bởi hai ñơn vị và ñược viết như Fe++ (Một ion là một hạt tích ñiện, có thể là âm hoặc dương, một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử, ñược biết như là là hạt nhân) Việc mất ñiện tử này có thể ñược biểu diển như: - Fe  Fe++ + 2e Fe++ ñược gọi là ion sắt dương.Một ion có thể là dương hoặc âm và là một hạt tích ñiện,một nguyên tử hoặc một nhóm nguyển tử

Một cathode là một vùng tích ñiện âm nơi có nhiều ñiện tử hơn trạng thái thụ ñộng của nó.Những ñiện tử này là lấy từ Anode Tại Cathode ñiện tử ñi vào vùng ñiện li ñể quay trở lại anode

Hình 1.2 Tam giác ăn mòn

Phản ứng hóa học

Từ hình trên chúng ta thấy không có phản ứng hóa học, xảy ra tại cathode, hoặc chất ñiện ly Phản ứng hóa học, hình thức của sản phẩm bị ăn mòn chỉ xảy ra tại anode Ion sắt dương, Fe++, nhận ion hydroxyl quay trở lại kết hợp với nhau ñể tạo thành sắt hydroxide, là một oxit sắt có nước, rỉ, và ñược thể hiện như công thức sau: Fe++ + 2OĦ Fe (OH)2 Nó cho thấy rằng ăn mòn chỉ xảy ra tại anode, không bao giờ tại cathode Do ñó có thuật ngữ bảo vệ cathode Nếu một kết cấu có thể làm ñể trở thành một cathode trong một mạch ñiện, nó sẽ không bị ăn mòn

Tam giác ăn mòn ñưa ra ba nguyên nhân cần ñể ăn mòn xảy ra, anode, cathode and electrolyte Nếu một trong ba là ñược loại bỏ từ tam giác ăn mòn, ăn mòn sẽ không xảy ra Một trong loại trừ phổ biến nhất là electrolyte ðặt một lớp chắn giữa vùng electrolyte, anodic và cathodic, ñây là dạng của các lớp sơn Nếu electrolyte là không tiếp xúc trực tiếp với anode và cathode, không có mạch ñiện và vì vậy không có ăn mòn

Phản ứng ăn mòn cơ bản giải thích bên trên, xảy ra chậm tại nhiệt ñộ môi trường

Danh sách dưới ñây là nguyên nhân phổ biến với tất cả phản ứng hóa học có thể làm tăng nhanh

E

3 Sự hiện diện của khí ôxy::- 2H2O + O2 + 4e  4OH-

4 Sự hiện diện của các lọai vi khuẩn trên bề mặt kim loại

5 Hai kim loại nối liền với nhau ðược biết như ăn mòn do tiếp xúc

Kim loại có thể ñược sếp theo trật tự quý hiếm như sau: Các kim loại quý sẽ không bị ăn mòn.Theo hướng ñi xuống của danh sách kim loại bên dưới , kim loại nằm thấp hơn sẽ bị ăn mòn nhanh hơn

Kim loại Giá trị ñiện thế

có thể kéo dài tuổi thọ của lớp sơn ñến 10 năm ñối với hệ sơ bốn lớp.Cùng hệ sơn này nhưng sơn lên bề mặt rất ít ñộ nhám hoặc không có và tồn tại chất bẩn tuổi thọ của lớp sơn chỉ khoảng bốn ñến sáu năm, thâm chí còn ít hơn

Hai nguyên nhân cần phải xem xét khi kiểm tra việc chuẩn bị bề mặt

f) Làm sạch bằng dung môi hay tẩy dầu

g) Làm sạch bằng phân rã do thời tiết

Làm sạch bằng phun hạt mài khô

Phương pháp hiệu quả nhất ñể làm sạch bề mặt

Bi thép và hạt mài kim loại, ñá mạt, cát và xỉ kim loại ñược sử dụng như là những hạt mài

Không tẩy sạch toàn bộ muối hòa tan

Thời gian phun càng lâu thì ñộ sạch càng cao

Hạt phun

Hạt phun ñến từ nhiều hình thức khác nhau và có ñặc tính khác nhau

Không kim loại

Walnut Shell Coconut Shell Eggshell Corn Cob Husk Peach Husk

Trong phạm vi của khóa ñào tạo chúng ta xem xét các hạt phun như sau:

a) Cát

Không cho phép sử dụng.SI 1657 nói rằng hạt cát nếu sử dụng nên loại bỏ ñể silicate sau quá trình va ñập nhỏ hơn 1% COSHH REGS Không cho phép sử dụng cát chứa silicate cho phun khô, cát tự bản thân nó là rất an toàn nhưng trong quá trình va ñập bụi silica có thể bị nuốt vào gây viêm phổi

S Viết tắt = Shot (Bi) Hình cầu, ðộ nhám bề mặt bằng phẳng

G hoặc S ghi chú theo sau bởi một số, số này biểu thị kích thước của hạt.Ví dụ G140 hoặc S330 Theo BS ref 7079 pt E G140 có nghĩa là kích thước hạt 1.4mm

ðộ nhám

ðộ nhám là biên ñộ ñược ño từ vùng cao ñến ñáy của bề mặt ñã ñược chuẩn bị

Hình 2.1 Thuật ngữ liên quan ñến ñộ nhám

i Máy ño ñộ nhám bằng kim - Surface Profile Needle Gauge

Máy nên ñiều chỉnh về số không trên bề mặt tấm thủy tinh phẳng

Máy này không ñược sử dụng trên bề mặt không bằng phẳng, giống như ống

ðộ nhám

Hackle ðầu nhọn

Tách lớp

ii Máy ño ñộ nhám với băng keo- Dial Micrometer and Replica Tape

Có hai loại

0.8 to 2 Thou" 20-50 Micorons

1.5 to 4.5 Thou" 37-115 Microns

Nên chọn loại phù hợp với ñộ nhám cần ño

Quy trình ño như sau

1 Chỉnh máy về số không

2 Lấy băng keo bóc lớp vỏ bảo vệ và gián lên bề mặt cần ño

3 Dùng bút chì chà lên khu vực vòng tròn tiếp xúc với bề mặt

4 Tháo băng keo từ mặt và ñặt lên máy ño

5 ðọc giá trị ño hiện lên ñồng hồ trên máy

6 Trừ 50 micron, còn lại là giá trị của ñộ nhám

Chân

Mặt phẳng số không

ðộ nhám Kim

Hình 2.5 ðo ñộ nhám bằng băng keo - microns

(Chú ý: Mẫu so sánh không ñánh giá ñộ sạch.)

Theo BS 7079 một mẫu khoảng 8 cm2 với một lỗ 2cm ở chính giữa, và chia thành bốn phần, bởi ñường bằng phẳng.Trên mỗi phần có ghi số Vùng số 1 là bằng phẳng nhất và ñộ nhám tăng lên theo số

Cấp sử dụng là:

Thấp - ðộ nhám bằng vùng 1 trở lên nhưng không bao gồm vùng 3

Trung bình - ðộ nhám bằng vùng 2 trở lên nhưng không bao gồm vùng 3

Cao - ðộ nhám bằng vùng 3 trở lên nhưng không bao gồm vùng 4

Bất cứ ñộ nhám nào thấp hơn mức ñộ trung bình thì tham khảo thấp hơn

Bất cứ ñộ nhám nào cao hơn mức ñộ cao hơn thì tham khảo mức cao hơn

Chuẩn bị bề mặt thép trước khi sơn và các sản phẩm liên

Mức ñộ rỉ: BS 7079 Pt A, ISO 8501, SS 05 59 00

Mức ñộ rỉ A - Bề mặt thép bị vảy cán thép dính nhưng rất ít Nếu có chỉ là ít rỉ

Mức ñộ rỉ B - Bề mặt thép bắt ñẩu rỉ, và các vảy cán bắt ñầu bong ra

Mức ñộ rỉ C - Bề mặt thép trên ñó vảy cán ñã rỉ và bong, hoặc có thể cạo bỏ nó, với

một ít lỗ nhỏ ñược nhìn thấy bằng mắt thường

Mức ñộ rỉ D - Bề mặt thép trên ñó vảy cán ñã rỉ và bong, và rất nhiều lỗ nhỏ ñược

nhìn thấy bằng mắt thường

Mức ñộ sạch của bề mặt

Sa 1 - Làm sạch sơ qua bằng phun Khi nhìn mà không cần phóng to, bề mặt phải

không có dầu, mỡ, chất bẩn và các vảy cán thép, lớp sơn và tạp chất lạ bám lỏng lẻo

Sa 2 - Làm sạch kỹ bằng phun Khi nhìn mà không cần phóng to, bề mặt phải

không có dầu, mỡ, chất bẩn và các vảy cán thép, lớp sơn và tạp chất lạ bám lỏng lẻo.Mọi tạp chất ñọng lại phải ñược bám thật chắc

Sa 21/2 - Làm sạch thật kỹ bằng phun Khi nhìn mà không cần phóng to, bề mặt phải

không có dầu, mỡ, chất bẩn và các vảy cán thép, lớp sơn và tạp chất lạ bám lỏng lẻo Mọi dấu hiệu bẩn còn lại chỉ là vết nhẹ dưới dạng những ñốm hay vệt nhỏ

Sa 3 - Làm sạch bằng phun-bề mặt ñược nhìn là sạch Khi nhìn mà không cần

phóng to, bề mặt phải không có dầu, mỡ, chất bẩn và các vảy cán thép, lớp sơn và tạp chất lạ bám lỏng lẻo Bề mặt phải có màu kim loại ñồng ñều

Từ ñịnh nghĩa trên ta thấy Sa1 và Sa 2 là không có kết quả trên cấp ñộ rỉ A.Và không có hình Theo tiêu chuẩn Mỹ SSPC và NACE (Steel Structures Painting Council and National Association of Corrosion Engineers), So sánh như sau

Sa 3 Làm sạch bằng phun-bề mặt ñược nhìn là sạch SP5 Grade 1

Thiết bị

Phun khí

Làm sạch trên bãi sử dụng loại hạt phun một lần Hệ thống phun mở sử dụng các thiết bị sau a) Máy nén khí

b) Cối chứa hạt phun

c) Thiết bị tách nước và tách dầu mỡ

d) Dây dẫn

e) Vòi phun

f) Thiết bị an toàn

Phun nước

Phun nước áp suất cực cao 30 000 psi

Hoạt ñộng tại áp suất trên 1700 bar (25.000 psi)

Thường từ 2000 ñến 2500 bar (30.000 -36000 psi)

Phun nước áp suất cao + hạt phun

Hoạt ñộng tại áp suất giữa 10.000 ñến 25000 psi

Phun nước bằng áp suất thấp + hạt phun

Hoạt ñộng tại áp suất giữa 100 psi

Làm sạch bằng dụng cụ cầm tay hay dụng cụ cơ khí 7079 Pt A, ISO 8501, SS 05 59 00

St2 – Làm sạch kỹ bằng dụng cụ cầm tay hay dụng cụ cơ khí.Khi nhìn mà không cần phóng

tay, bề mặt phải không có dầu mỡ, chất bẩn và các vảy cán thép, rỉ, lớp sơn lót và các tạp chất lạ bám lỏng lẻo

St3 – Làm sạch rất kỹ bằng dụng cụ cầm tay hay dụng cụ cơ khí Cũng như St2, nhưng bề

mặt phải ñược xử lý kỹ hơn ñể tạo ra ñược ñộ sáng kim loại từ bề mặt kim loại

Không có cấp ñộ làm sạch bằng tay cho thép A, bởi vì vảy cán là cứng hơn các loại vật tư làm chổi

Làm sạch bằng lửa

Theo BS 7079, ISO 8501 (SS 05 5900)

Ta có: AFl, BFl, CFl,và DFl

CHƯƠNG 3

CHẤT BẨN TRÊN BỀ MẶT VÀ KIỂM TRA ðỂ PHÁT HIỆN

Bất cứ chất bẩn nằm trên bề mặt chuẩn bị sẽ ảnh hưởng ñến ñộ bám dính của lớp sơn ñến bề mặt,và do ñó các yêu cầu kỹ thuật thường yêu cầu kiểm tra chất bẩn ñể chắc rằng nằm trong phạm vi cho phép.Một vài phép kiểm tra là ñịnh tính, một vài phép kiểm tra là ñịnh lượng Kiểm tra ñịnh tính là kiểm tra ñưa ra kết quả như “Chấp Nhận”/”Không chấp nhận”,”ðậu/Rớt Kiểm tra ñịnh lượng là kiểm tra ñưa ra kết quả ví dụ : milligrams/m2

Kiểm tra ñộ muối:

Kiểm tra sự hiện diện của muối trên bề mặt; Bằng thiết bị “ Bresle sample patch kid”

Kiểm tra vảy cán

Kiểm tra sự hiện diện của vảy cán trên bề mặt sau khi làm sạch, chỉ sử dụng cho SA3

Sử dụng axít ñồng sunphát

Kiểm tra sự hiện diện của chất bẩn khác

Các loại chất bẩn trên bề mặt sẽ có ảnh hưởng bất lợi ñến ñộ bám dính của màng sơn Trong các ñiều kiện ñộ ẩm thấp, bụi và những hạt mịn nhỏ ñi theo dây trong quá trình phun bám vào bề mặt, cọ và thổi khí sẽ không loại bỏ, gián một băng keo trong trên bề mặt, sau ñó gỡ ra và gián lên bề mặt giấy trắng sẽ dễ dàng nhìn thấy bụi

Kiểm tra hơi nước trên bề mặt

Sự hiện diện của hơi nước trên bề mặt, thậm chí là một lượng nhỏ nhất cũng có khả năng ảnh hưởng ñến sơn

Việc kiểm tra rất dễ dàng là rải một bột rất mềm, mịn hoặc bột phấn và sau ñó thổi nhẹ Bột này

sẽ ở lại nơi có hơi nước

Kiểm tra sự hiện diện của dầu mỡ

Dầu và mỡ có thể dễ dàng phát hiện bằng việc nhỏ dung môi lên khu vực nghi ngờ, dùng giấy thấm ñể thấm, dung môi sẽ bay hơi, dầu và mỡ sẽ tồn tại trên giấy, với màu ñen hơn

CHƯƠNG 4

THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA SƠN

VÀ ðẶC TÍNH KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA CHÚNG

Có ba nhóm sơn

1 Sơn chứa dung môi

2 Sơn không chứa dung môi

Chống lại hóa chất từ môi trường

Chống nước ñi xuyên qua

Tăng cường ñộ bám dính giữa các lớp sơn

Khả năng thay ñổi từ chất lỏng thành chất rắn

Chất ñông cứng sử dụng trong yêu cầu của BS

Styrene and vinyl

Chất ñông cứng – Nhóm dung môi, và sự phù hợp của chúng

Một chất ñông cứng không có dung môi hoặc sử dụng dung môi rất ít, sẽ là nguyên nhân của một vài vấn ñề khi sơn lên sản phẩm Dưới ñây là bản tham khảo cho việc sử dụng chất ñống cứng và dung môi

Hướng dẩn cho sự kết hợp chất ñông cứng và dung môi

Nồng ñộ của dung môi mạnh

hơn theo hướng ñi xuống

Vinyl’s Acrylics – other materials e.g epoxy

Bitumins, Polyurethanes, Alkyds, Acrylated Rubbers Aliphatic Hydrocarbons White Spirit

Turpentine Turpentine substitute Solvent naphtha’s Hexanes upwards

Natural oils Natural resins Alkyds Phenolics

Aromatic Hydrocarbons Xylene

Toluene Benzene

CHƯƠNG 5

SỰ KHÔ VÀ SỰ đÔNG CỨNG CỦA MÀNG SƠN

Trong suốt quá trình làm khô và ựông cứng, sơn chuyển từ dạng chất lỏng sang chất rắn Nó xảy

ra bởi rất nhiều cơ cấu khác nhau và theo nhiều cơ cấu phối hợp.Thời gian nó chịu ựựng tác ựộng

ựể thay ựổi bị chi phối bởi rất nhiều nguyên nhân bao gồm nhiệt ựộ Có ba thuật ngữ ựược sử dụng ựể nói ựến sự khô cứng do nhiệt ựộ

Khi nhiệt ựộ trên 65oClà ựược sử dụng, Sử dụng lò sấy

Trong nghành công nghiệp sơn, với nhiều trường hợp ngoại lệ

Vắ dụ như sự phồng thường là trong nhóm khô do không khắ, và sự chuyển tiếp chất lỏng dựa trên một trong các phương pháp sau

1 Dung môi bay hơi

2 Oxi hóa

3 đông cứng hoá học

Sơn ựông cứng do hoá học cần thêm một vật liệu thứ hai( trong trường hợp này giống như trong khô cứng do hơi nước, nước từ không khắ) nhưng thông thường vật liệu thứ hai, chất hoạt hoá là ựược cung cấp trong một cái thùng, giống như sơn hai thành phần, mục ựắch ựể ựạt ựược yêu cầu của lớp màng,chứa cả trong hai thùng ựã ựược trộn lẫn với nhau, và sự chỉ dẫn trên yêu cầu

kỹ thuật của vật liệu nên ựạt ựược

Thời gian ựợi: là khoảng thời gian sau khi trộn sơn nên ựược giữ yên trước khi dùng

Thời gian sống: Là thời gian sơn nên sử dụng sau khi trộn với nhau, với ngành công nghiệp sơn,

dựa trên nhiệt ựộ thường là 6 ựến 8 giờ.Sau thời gian này vật liệu sơn trở nên không tốt với người sử dụng và nếu số lượng lớn, thường là nguyên nhân của sự tự bốc cháy

Tác nhân ựông cứng sử dụng cho sơn hai thành phần

Amides Ờ Thường khô cứng hoàn toàn trong 7 ngày tại 20 oC

Amines Ờ Thường khô cứng hoàn toàn trong 3 ngày tại 20 oC

Isocyanates Ờ Sử dụng chắnh cho Urethane nhưng thỉnh thoảng cũng sử dụng cho sơn Epoxy nơi

nhiệt ựộ thấp là không thể tránh khỏi, -10 oC là ựặc trưng

Urethane là nhiệt ựộ môi trường ựặc biệt cho pipiline , khô cứng hoàn toàn trong 16 giờ

Chú ý.Isocyanates là rất ựộc cần phải chú ý trong quá trình sử dụng

CHƯƠNG 6

HỆ SƠN

Một hệ sơn là một hoặc nhiều lớp sơn, sẽ ñem lại việc bảo vệ ăn mòn bằng một hoặc nhiều phương pháp bảo vệ khác nhau Ví dụ một lớp sơn của Fusion Bonded Epoxy or Urethane sẽ ñem lại sự bảo vệ tuyệt vời do tận dụng nguyên tắc bảo vệ của chúng Một Zinc phosphate pigment primer sẽ là một hệ chống sự oxi hóa rỉ nhưng sẽ cần sự bảo vệ nhiều hơn của các lớp bảo vệ khác ñể bảo vệ nó An organic zinc rich epoxy sẽ cung cấp galvanic protection thông qua nguyên tắc ăn mòn kép, Nhưng phải cần một lớp bảo vệ dài hơn ñể bảo vệ Zinc Mỗi lớp sơn trong một hệ sơn có công dụng như sau:

Lớp lót

Ở bất cứ nơi nào lớp sơn lót cũng sẽ không làm việc giống như thiết kế ngọai trừ tiếp xúc với bề mặt.Một lớp sơn lót, thông thường có hàm lượng chất rắn thấp,và cung cấp tốt sự bám dính và cũng cung cấp một ñộ nhám tốt cho các lớp sau.Chất ñông cứng sử dụng thường có ñiện trở thấp vừa phải ñể chuyển hơi nước, và cho phép nước ñi vào lớp màng mỏng mang một ít phiến tạo màu chống rỉ lên trên bề mặt tạo thành một lớp oxi hoá chống rỉ

Những phiên bản cũ hơn của BG yêu cầu tất cả lớp sơn lót phải ñược sơn bằng cọ Dùng phương pháp này ñể chắc rằng bất cứ chất bẩn hoặc các mảnh vụn ñề sót trên bề mặt ñã ñược làm thành lớp mỏng và không bỏ sót nằm lại nơi mà không khí có thể bị lẫn vào, tạo thành lỗ khí

Những lớp lót sơn khác tồn tại cho bề mặt không từ tính, giống như Was hoặc Mordand Primer

Và loại sơn lót PVB khắc axit

Lớp trung gian

Lớp trung gian là một lớp bảo vệ chính, chúng ñược sử dụng sơn bên trên lớp lót ñể bảo vệ nước thấm vào lớp, làm cho lớp lót bị rỉ, cũng ñược gọi là lớp tăng cường chiều dày và thậm chí không theo bất cứ quy luật nào, chúng cung cấp ñộ nhám cho các lớp bên trên ñể tăng ñộ bám dính

Lớp cuối cùng

Lớp sơn cuối cùng chủ yếu là thẩm mỹ, nhưng cũng cần chắc chắn, màu sắc và ngoại dạng bên ngoài là rất quan trọng, ví dụ như ñộ Bóng Có ñộ bóng, bề mặt phải bằng phằng tuyệt ñối và cũng giúp cho việc làm sạch chất bẩn, và thoát nước, chức năng phục vụ của loại vật liệu này cũng phải có chức năng chống ánh nắng mặt trời và chống hấp thụ nhiệt

Hệ sơn ẩm

Nhiều ñường ống vận chuyển khác nhau ñược thiết kế tại nhiều nhiệt ñộ và áp suất khác nhau Khí là ñược vận chuyển trong ñường ống không cách ly, do ñó khí là lạnh, nơi ñường ống chạy trên mặt ñất, khí trong ñường ống là lạnh hơn nhiệt ñộ môi trường và ngưng tụ trên ống.Hoặc dòng chảy của khí có thể bị lệch theo lộ trình khác hoặc vật liệu ñặt biệt có thể ñược sử dụng Single pack moisture curing polyurethane’s sử dụng hơi ẩm trong không khí ñể làm khô, không

có nước trên bề mặt chuẩn bị bề mặt giống như yêu cầu kỹ thuật, sau ñó bất cứ nước vượt quá cho phép nên ñược lau chùi bằng giẻ lau sàn, trước khi dùng cọ ñể sơn Bởi vì vật liệu khô bằng

việc sử dụng hơi nước có trong không khí, nắp ñậy là ngay lập tức ñược mở khỏi hộp, phản ứng ñông cứng bắt ñầu Nhiều hơi nước hiện diện trong không khí, thì sự ñông cứng càng nhanh, tiêu chuẩn cho loại vật liệu này là không cao, ðộ ẩm ( 100% là không vấn ñề) nhưng ñộ ẩm thấp là một vấn ñề Một vài nhà máy ñưa ra ñộ ẩm thấp nhất là 35%.)

245oC, ngay lập tức sơn bột tiếp xúc với bề mặt thép nóng, nó bị nóng chảy, chịu sự ñông cứng

do hoá học và khô trong khoảng ba phút

Nhóm vật liệu này ñược sử dụng rộng rãi cho ống dưới biển và ống ngầm dưới ñất, ñồ dùng trong văn phòng và nhà bếp, ðối với chi tiết mỏng gia nhiệt sau khi sơn Chi tiết dày gia nhiệt trước khi sơn

và Aluminium có ñiểm nóng chảy thấp và vì vậy thường sử dụng như một dạng của kim loại phun, sơn bằng lửa lên bề mặt kết cấu thép, ví dụ như cầu dẫn ðiều này cung cấp thêm một lớp bảo vệ, có thể kéo dài duy trì tuổi thọ làm việc của thép 20 năm

Zinc ñược sử dụng cho việc mạ kiểm thép, bao phủ toàn bộ chi tiết, trong trường hợp này Zinc làm việc như một lớp bảo vệ ban ñầu và chịu sự ăn mòn của không khí ðể dừng việc ăn mòn tự nhiên này nên có một lớp sơn phủ lên bề mặt Zinc, tuy nhiên nếu lớp mạ kẽm bị hỏng, bày ra lớp thép bên dưới vì vậy cả kim loại ñược tiếp xúc với chất ñiện ly, Zinc sau ñó bắt ñầu hy sinh, do Zinc là dể ăn mòn hơn thép, tạo ra Zinc oxít trên bề mặt hỏng chó ñến khi lấp kín không cho phép chất ñiện li tiếp xúc Zinc sau ñó làm việc trở lại giống như lớp bảo vệ

Nếu sự mạ kẽm chịu ñược hư hỏng của sự trầy xước hoặc do ñục sửa thì nó chính là sự lựa chọn tốt nhất.Trong trường hợp này Zinc giàu kẽm nên ñược sử dụng Vật liệu này chứa phần trăm của kẽm rất cao, yêu cầu kỹ thuật là rất rộng nhưng 90% trọng lượng của lớp sơn khi khô là một yêu cầu phổ biến

CHƯƠNG 7

KIỂM TRA TÍNH CHẤT CỦA SƠN

BS 3900, phương pháp kiểm tra sơn, tiêu chuẩn Anh với ñầy ñủ chi tiết cho phương pháp kiểm tra và thiết bị., từ nhóm A nó ñược chia nhỏ thành từng nhóm kiểm tra , kiểm tra chất lỏng của sơn ( bao gồm phương pháp kiểm tra hoá học), xuyên qua nhóm H, bao gồm khuyết tật và tỉ lệ Những kiểm tra sau ñây là ñược yêu cầu trong PA9

Kiểm tra trên sơn

Xác ñịnh sự bay hơi và không bay hơi

Kiểm tra này ñược làm theo BS 3900 part B2, có thể là một chỉ dẩn và không ñúng chính xác 100%, vì nó dựa lên sự bay hơi của dung môi trên mẩu kiểm tra Ngay lập tức thùng sơn ñược

mở sự bay hơi sẽ bắt ñầu Quy trình là như sau:

• Chọn một que khuấy thủy tinh khô sạch và kính ñồng hồ (ñồng hồ cát),và cân khối lượng trên một cái cân nhạy cảm chính xác gần miligram

• ðặt lên trên kính ñồng hồ khoảng 2 gm sơn và câng trở lại

• ðặt kính ñồng hồ ñã dính sơn vào bên trong tủ sấy hơi nóng, Không ngọn lửa thường hoặc pin lặp ñi lặp lại việc khuấy ñể ñuổi khí dễ bay hơi chứa trong ñó

• Lấy khối lượng sau cùng của kính, gậy và sơn khô và tính toán ñơn giản sẻ ñưa ra tỉ lệ của chất dễ bay hơi và không bay hơi bằng khối lượng

Xác ñịnh ñiểm cháy

Như BS 3900 Part A9, sử dụng Abel Cup ñóng (trái với Open Cup) ðiểm bốc cháy là ñược xác

ñịnh như là” Nhiệt ñộ thấp nhất tại ñó dung môi từ sản phẩm bốc hơi dưới việc kiểm tra trong Cup ñóng, tạo ra sự bay hơi ñể không khí/hơi nước có khả năng bị bắt lửa bởi một nguồn lửa bên ngoài” và là một nhân tố an toàn Vật liệu cao ñiểm bốc cháy là an toàn hơn vật liệu có ñiểm bốc cháy thấp và ñược xác ñịnh như sau:

• Thêm dung môi vào Abel Cup, thay nắp ñậy bằng nhiệt kế và máy trộn

• Kẹp Abel Cup trên bình chưng cất và ñặt thấp vào trong nước

• Nhẹ nhàng Nung nóng bồn nước, sẽ làm thay ñổi nhiệt của dung môi kiểm tra bên dưới

• Mỗi lần tăng lện ½oC nhiệt ñộ sóng cao tầng sẽ phát ra tia lửa

• Nhiệt ñộ ñiểm cháy là ñược tìm thấy khi khi ngọn lửa màu xanh lóe lên trên dung môi, một tín hiệu lửa màu cam cho biết nhiệt ñộ ñiểm cháy cao hơn và việc kiểm tra là nên làm lại

Hình 7.1 Abel cup

Density- Tính ñông ñặc của sơn (Tỷ trọng của sơn)

Density =Weight ( Khối lượng)

Volume ( Trọng lượng) ðược xác ñịnh như là trọng lượng của mỗi ñơn vị thể tích (công thức như trên)

1cc (cubic centimetre (cm3)) weighs 1 gram

1 litre (1000 cc) weighs 1 kilogram

Một Cup kiểm tra ñộ ñậm ñặc với sức chứa 100 cc là ñược sử dụng ñể ño ñộ ñậm ñặc của sơn, các tên Cup khác của liên quan ñến là

1 Relative density cup

2 Specific gravity cup

3 Weight per litre cup

4 Weight per gallon cup

5 Pyknometer

Máy khuấy

Tia lửa ñiện

Bình chưng cất Bồn nước

Nhiệt kế

Hình 7.2 Cup ño tỷ trọng của sơn

Phương pháp sử dụng

• Cân Cup rỗng sạch và nắp ñậy tỉ lệ là tính theo mét, ñộ nhạy ± 0.1gm

• Cho sơn vào Cup cách mép của Cup khoảng 2mm thi dừng lại

• ðể cho bóng bóng khí nổ và từ từ ñặt nắp ñậy về vị trí cũ cho ñến khi nó ñược giử chặt vào thành cup

• ðường soi trong nắp ñậy cho phép tống khí ra ngoài khi nắp ñậy ñược ñặt lại chổ cũ, Sơn theo lổ ñi ra ngoài.Nếu không có sơn mở nắp ñậy và thêm sơn vào Cup

• Làm sạch toàn bộ sơn vuợt ra ngoài và cân toàn bộ cup

• Kết quả trả lời của ñộ ñậm ñặc là grams/cc

Từ thông tin ñưa ra trên yêu cầu kỹ thuật của vật liệu và việc tính toán tỷ trọng của dung môi, nó

có thể thực hiện ñược, nhưng rất khó, ñể tính toán phần trăm của bất cứ dung môi thêm vào, mặc

dù tốt hơn dễ hơn phương pháp tồn tại.Tuy nhiên thiết bị này có thể sử dụng trong tính toán nếu hai thành phần vật liệu ñã ñược trộn tỷ lệ chính xác

ðộ ñậm ñặc tương ñối ( SG or RD)

Tỷ trọng của nước

Ví dụ

Nếu lít sơn khối lượng 7.2Kg, Tính SG ?

Bước 1: chuyển ñổi ñơn vị từ gms và cc’s

Ví dụ 2: Tính toán cho sơn hai thành phần

Một sơn hai thành phần epoxy là ñược trộn với tỉ lệ 5 phần chất nền với hai phần chất hoạt hóa( chất ñông cứng), ñộ ñậm ñặc của phần A 1.25 gm/cc và phần B 0.97 gm/cc Tính ñộ ñậm ñặc của sơn ñược trộn

Kiểm tra ñộ hạt (Hegman grind gauge)

The Hegman grind gause ñược sử dụng ñể ño ñộ hạt của sơn

The Hegman Grind Gauge là một khối thép trắng khoảng 17.5cm x 6.5cm x 1.4cm và rất bóng trên bề mặt ướt Hai ñường rãnh hoặc nhiều tiêu chuẩn ñánh giá chỉ trên một rãnh rõ ràng và cạn dần từ 100 microns ñến zero dọc theo tổng chiều dài của thước ño, Một vạch cách nhau 10 micron là ñược khắc lên trên thước ño.Sơn là ñược cho vào ñiểm sâu nhất của thước ño và sử dụng thiết bị cạo bề mặt ñặc biệt ñể kéo toàn bộ sơn chạy dọc theo rãnh Trong BS 3900 yêu cầu thực hiện việc này trong vòng 3 giây, thước chia nên ñặt ñể mắt nhìn song song dọc theo rãnh, quan sát một ñiểm dọc theo rãnh có khoảng rộng 3mm, 05 ñến 10 hạt thô bị làm vỡ xuyên qua bề mặt của sơn ðây thực ra là tìm kiếm tình trạng của ñiểm nơi ñó bề mặt sẽ thay ñổi ñộ bóng

Hình 7.3 Hegman grind gauge

A

A

Bóng Thô

Có nhiều loại thiết bị có thể sử dụng ñể ño ñộ nhớt, nhưng chủ yếu là rơi vào hai nhóm

1 Rotational Viscometers

2 Flow Viscometers

Rotational viscometers

Rotational viscometers dựa trên cánh guồng, ðĩa hoặc quả cầu quay trong chất lỏng ñể ño ñộ

nhớt Việc quay có thể ñiều khiển bằng môtơ ñiện, ñưa ra phép ño Dynamic Viscosity, hoặc bởi khối lượng ñưa ra phép ño Kinematic Viscosity

Flow viscometers (Flow cups)

The Flow cup la ñược làm từ Aluminium, có sức chứa 100cc, và nối với một cái vòi bằng thép trắng nằm bên dưới, vòi này có nhiều loại kích cỡ khác nhau, ñơn vị là mm Sử dụng cho công nghiệp sơn, sử dụng lỗ tiêu chuẩn 4mm, ñược biết như là Ford Flow cup No:4, cúp ñược ñỡ trên một giá ñứng ñặc biệt, và có một cái nắp với thước livô, Giá hình tam giác có một chân giữ cố ñịnh và hai ốc ñể ñiều khiển chân, ñể dễ dàng ñiều khiển sự bằng phẳng giữa nền và Cup

Quy trình sử dụng như sau:

1 Chắc chắn rằng sơn và thiết bị là 20oc ± 0.5oc

2 Cố ñịnh thiết bị sự dụng thước livô và vặn ốc ñiều chỉnh chân

3 ðặt cái nắp qua một bên kết thúc việc cân chỉnh

4 ðặt ñồ chứa bên dưới vòi (có kích thước lớn hơn 100cc)

5 ðặt ngón tay giữ lỗ ñầu vòi, và cho sơn ñể kiểm tra vào, cho ñến miệng của cup,

6 Dùng một thước sắc cạnh cạo sạch nhanh sơn dư chảy tràn lên miệng của Cup

3mm ñai Bóng Thô

dưới ñáy

7 Cùng một lúc bắt ñầu bấm ñồng hồ và thả tay ra khỏi ñầu vòi

8 Sơn sẽ chảy ra từ ñầu vòi trong dòng liên tục.Tại sự gián ñoạn ñầu tiên trong dòng chảy.Ví

dụ khi nhỏ giọt, dừng ñồng hồ Thời gian tính bằng giây ñược ghi là ñơn vị của ñộ nhớt, tại nhiệt ñộ ño

Dung môi thêm vào sơn nhiều hơn mức yêu cầu cũng có thể xác ñịnh ñược bằng ñộ nhớt.Làm một mẩu chứa maximum số lượng cho phép(bởi nhà máy TDS) và so sánh với mẫu ñược thực hiện bởi người làm tại vị trí làm việc.Sử dụng Flow Cup, Nếu mẫu thực hiện của người sử dụng chảy nhanh hơn mẫu tham khảo, thì lượng dung môi cho thêm vào sơn là nhiều hơn yêu cầu cho phép sử dụng.ðể tìm chính xác phần trăm, một lượng nhỏ có thể thêm vào ñể tham chiếu với mẫu chuẩn cho ñến khi chúng chảy cùng thời gian Người thực hiện nên cho lượng dung môi thêm vào ít hơn mẫu tham chiếu, ñiều này không có vấn ñề gì Thixotropic Paint không thể sử dụng Flow Cup ñể ño