بازرسی چسبندگی رنگ (کراس کات)

آزمون چسبندگي رنگ ( روش تست A يا 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 اين مقاله روش تست A يا X-Cut بررسي مي 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. نكته: براي اندازه گيري چسبندگي رنگ به سطوح نرم (غير فلزي همچون چوب و پلاستيك) به استاندارد ISO 2409 رجوع نماييد. برای انجام این تست دو متد يا 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 شكل 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. تجهيزات 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 نيمه شفاف با پهنای یک اینچ يا 25 ميليمتر، 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. يادداشت نويسنده: در D 3359 الزامي براي شرايط دما و رطوبت در زمان تست چسبندگي 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 ثانيه 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 نهايت ابزار برش را تميز نماييد. 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- تجهيزات پاشش مواد ساينده متحرك 2- تجهيزات آماده سازي سطح با خلا . 3- دستگاه سنگ ( كه با هواي فشرده كار مي كند) 4- برس سيمي دوار 5- تفنگ سوزني 6- پوسكن ( كه با هواي فشرده كار مي كند). 7- دستگاه سنگ تراش دستي با لبه فلزي سخت تعويض شونده. 8- برس سيمي 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 كردن گريس ،‌روغن و ساير آلودگيهاي نفتي و غيره 2- تراشيدن زنگها و رنگها با چسبندگي كم تاولها و غيره 3- بر طرف كردن زنگهاي باقيمانده بوسيله پاشش مواد ساينده يا ابزار دستي (POWER TOOLS) 4- درصورت لزوم پاکسازی لایه رنگهای قبلي . 5- شستشوی سطح لایه اول رنگ با آب شیرین پیش از اعمال لایه بعدی. درجه آماده سازي سطح جهت ارزيابي سطح آماده سازي شده براي رنگ آميزي استاندارد هاي مختلف نظير SSPC وNACEو ISO 8501 مورد استفاده قرار مي گيرند . در جدول زیر مقايسه اي بين درجه آماده سازي سطح در هر يك از اين استاندارد ها انجام شده است. استاندارد SSPC استاندارد NACE ISO 8500-1 توضيح SP1 - - تميز كاري با حلال SP2 - St2 0r st3 تميز كاري با ابزار دستي SP3 - St2 or St3 تميز كاري با ابزار مكانيكي قوي SP5 NO.1 Sa3 تميز كاري توسط Blast Cleaning تاحد White Metal SP6 NO.3 Sa2 تميز كاري توسط بلاستينگ معمولي SP7 NO. 4 Sa1 Brushoff Blast Cleaning SP8 - اسيد شوئي SP10 NO.2 SA2½ Near White Blast cleaning SP11 - ‍Power Tool Clean To Bare Metal SP12 NO. 5 - آماده سازي سطح با جت آب SP13 NO.6 - آماده سازي سطح بتن SP14 NO.8 - Blast Cleaning صنعتي در ارتباط با هر كدام از درجات آماده سازي سطح که در استانداردSSPC Steel Structure Painting Council) اشاره شده است توضيحي مختصري در زير داده مي شود: ۱- تميز كاري با استفاده از حلال (Solvent Cleaning SSPC-SP-): اين روش جهت تميز كاري مواد حل شونده نظير روغن وگريس بوده واغلب پيش از انجام Blast Cleaning انجام مي شود وبه تنهايي بكار برده نمي شود چرا كه قادر به از بين بردن زنگ زدگي هاي روي سطح فولاد نمي باشد . البته اين روش در مورد قطعاتي كه آلوده به چربي ومواد روانكار باشد قبل از عمليات Blast Cleaning لازم مي باشد معمولاًپس از شستشو با حلال سطح يك مرحله نيز با آب شسته شود. ۲- تميز كاري با ابزار دستي ( Hand Tool Cleaning SSPC-SP-2) : اين روش در بين تمامي روشهاي آماده سازي سطح كند ترين وبي كيفيت ترين روش مي باشد اما ساده وسريع بوده ونياز به سرمايه گذاري ندارد ابزارهايي كه بدين منظور استفاده مي شوند عبارتند از برس سيمي چكش و غيره .اين روش در مواردي كه انجام سند بلاست ممكن نباشد وجهت زدودن جرقه هاي جوشكاري بسيار موثرمي باشد.قبل و بعد از انجام عمليات سطحي جهت دسترسي به SSPC-SP-2 سطح مي بايست عاري از آلودگي هاي مربوطه به SSPC-SP-۱ نظير چربي ها باشد . 2- تميز كاري با ابزار مكانيكي قوي (Power Tool Cleaning SSPC-SP-3): اين روش نسبت به روش دستي سريع تر وموثر تر مي باشد . اما گاهي اوقات سطح بدست آمده از پروفيل مناسبي برخوردار نبوده واز چسبندگي خوبي نيز برخوردار نمي باشد ابزارهائي نظير Wire brush در اين روش بكار برده مي شوند قبل از انجام تميز كاري با ابزار مكانيكي لازم است كه كليه آلودگي هاي نظير چربي ، مواد روانكار نمك ها وغيره از روي سطح زدوده شوند. 3- اسيد شوئي(SSPC-SP-8) Acid Pickling: اين روش جهت قطعات كوچك واكثراً در آزمايشگاه استفاده مي شود كه بتوان آنها را در ظرف اسيد غوطه ور ساخت ابتدا فقط قطعه در محلول اسيد سولفوريك شسته شده تا زنگ روي آن برداشته شود سپس توسط آب گرم ومحلول رقيق اسيد فسفريك شسته مي شود اين روش نسبت به روش Blast Cleaning ارزان تر وساده تر مي باشد اما جهت سازه هاي بزرگ قابل كاربرد نمي باشد. 4- بلاستينگ سازه هاي فولادي : اين روش بهترين روش جهت آماده سازي سطح قبل از رنگ آميزي مي باشد. قبل از انجام Blast Cleaning آلودگي هاي سطحي نظير چربي وگريس و نمك مي بايست از سطح قطعه پاك گردند.انجام اين عمليات باعث ايجاد زبري سطح گشته و در نتيجه ميزان چسبندگي رنگ به سطح مورد نظر افزايش مي يابد.عمليات Blast Cleaning به دو روش گريز از مركز وهواي فشرده انجاممي گردد. عواملي كه در روش دوم يا هواي فشرده كه بسته به نوع ساينده (سندگريت يا شات بلاست) نيز ناميده مي شود موثر مي باشند عبارتند از 1- مهارت اپراتور 2- فاصله وزاويه يا سطح 3- تنظيم تجهيزات به نحوي كه مقدار مناسبي از مواد ساينده با سرعت مناسب در اختيار باشد.4- استفاده از سايز مناسب كمپرسور ونازل 5- كيفيت مواد ساينده. اندازه و شكل مواد سايا تاثير بسيار زيادي در زبري سطح ايجاد شده دارا مي 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 سايا اندازه مش معادل ميكرون اندازه مش معادل ميكرون 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 مقايسه مشخصات مصرفي كمپرسور بر حسب اندازه نازل اندازه نازل فشار نازل بر حسب ( بار و كيلو پاسكال ) 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 ساينده (kg/h) 4.5 5.3 5.6 6.4 7.1 7.5 9.0 10.8 توان كمپرسور(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 سايا (kg/h) 7/9 9.0 10.1 11.6 12.4 13.5 16.2 19.4 توان كمپرسور(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 ساينده (kg/h) 13.1 15.0 19.1 20.2 21.0 22.9 27.5 33.0 توان كمپرسور(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 ساينده (kg/h) 18.0 21.0 24.0 27.0 28.9 33.0 39.6 47.5 توان كمپرسور(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 ساينده (kg/h) 24.8 28.5 32.6 36.4 40.1 42.4 50.9 61.1 توان كمپرسور(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 ساينده (kg/h) 32.6 37.5 42.0 46.9 51.8 56.3 67.6 81.1 توان كمپرسور(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 برروي يك سطح از روشهاي مختلفي استفاده مي شود كه عبارتند از قلم مو – غلطك – اسپري – اسپري معمولي ( هوا ) – اسپري بدون هوا – اسپري هواي مخلوط واسپري الكترو استاتيك اما از هر روشي كه جهت اعمال رنگ استفاده شود توجه به شرايط محيطي يكي از شروط اساسي دستيابي به يك پوشش رنگ مناسب مي باشد .لذا هنگام رنگ آميزي موارد زير مي بايست در نظر گرفته شود رنگ آميزي در هواي مرطوب: در هواي مرطوب احتمال ايجاد شبنم بر روي سطح مورد نظر وجود دارد و وجود شبنم بر روي سطح نيز از ايجاد پيوند بين رنگ وسطح مورد نظر جلوگيري مي نمايد . ايجاد شبنم بر روي لايه رنگي كه به تازگي بر روي سطح نشانده شده است نيز باعث زياد شدن زمان سخت شدن آن مي گردد. نقطه شبنم. نقطه شبنم دمايي است كه در آن دما بخار آب تبديل به مايع ميگردد .يك قانون كلي كه در ارتباط با اين موضوع در نظر گرفته مي شود اين است كه دماي سطح حداقل 3 درجه سانتيگراد بالاتر از نقطه شبنم باشد. رطوبت خيلي پائين چنانچه رطوبت در هواي خيلي پائين باشد اين موضوع براي رنگ هاي با پايه آب مشكل ساز مي گردد. خشك شدن سريع سطح در اين شرايط باعث ترك خوردن سطح شده وزمان سخت شدن نيز در اين حالت مناسب نمي باشد. دماي پائين ( سرد) در دماي پائين چسبندگي برخي رنگها در به سطح كاهش يافته وفرايند سخت شدن كند شده وگاهي نيز متوقف مي گردد. امكان يخ زدن در رنگ هاي پايه آبي وجود دارد وحلال ها نيز باسرعت كمتري تبخير مي شوند ، بعلاوه در دماي پائين تر هوا رطوبت كمتري را ميتواند در خود نگهدارد لذا احتمال ايجاد شبنم نيز وجود دارد. دماي بالا ( گرم) در دماي بالا احتمال ايجاد حباب هاي محبوس شده در لايه رنگ افزايش مي يابد .همچنين در دماي بالا زمان Pot- Life نيز كاهش مي يابد. باد شديد در صورت وجود باد شديد انجام عمليات اسپري با مشكل مواجه شده وامكان نشستن خاك و گرد وغبار بر روي سطح رنگ وجود دارد .همچنين حلال رنگ بسيار سريع تر خشك مي شود كه اين مسئله باعث بروز مشكلاتي مي گردد. حداكثر سرعت باد قابل قبول 3 m/s در نظر گرفته مي شود. ايجاد شبنم بر روي سطح با افزايش رطوبت وكاهش دما اين مسئله شديدتر مي گردد معمولا ًانجام عمليات رنگ آميزي در اواخر روز كاري ويا در شب انجام مي گردد.زيرا عملياتي آماده سازي سطح عمليات وقت گير وعمليات رنگ آميزي نسبتاًسريع مي باشد به طوري كه سطحي كه آماده سازي آن 6 تا 8 ساعت به طول مي انجامد رنگ آميزي آن 1-2 ساعت طول مي كشد. لذا مي بايست در نظر داشت قبل از اعمال رنگ برروي سطح شبنم ايجاد نشده باشد ايجاد شبنم در فصل هاي پائيز و بهار كه تغييرات دما هنگام غروب خورشيد زياد است محتمل تر مي باشد همچنين وجود شبنم بر روي رنگ هاي آميدي باعث ايجاد شوره يا Blush مي گردد كه مي بايست قبل از اعمال لايه بعدي از روي سطح برداشته شود در غير اين صورت لايه بعدي برروي آن نمي چسبد. در مواردي كه شرايط هوايي مشكل ساز باشد جهت دسترسي به يك پوشش مناسب مي توان از روش هايي نظير رقيق كردن رنگ ،گرم كردن واضافه كردن تعداد لايه هاي پوشش استفاده نمود . روش هاي اعمال رنگ : قلم مو :قلم موهايي كه جهت اعمال رنگ مورد استفاده قرار مي گيرد دو دسته هستند. دسته اول قلم موهاي با موي مصنوعي كه جهت رنگ هاي حلال آبي بكار برده مي شوند ودسته دوم قلم موهاي با موهاي طبيعي كه جهت رنگ هاي ديگر بكار برده مي شود. . استفاده از قلم مو تحت شرايط زير صورت مي گيرد : - زماني كه سطح به هر دليلي توسط اسپري پوشانده نشده باشد . - براي باز سازي رنگ آسيب ديده - در جايي كه توليد كننده پوشش با مواد پوشش را مناسب براي كاربرد به روش قلم مو در نظر مي گيرد . - معمولاً بر روي خطوط جوش قبل از اعمال رنگ با يك لايه رنگ با قلم مو كشيده مي شود. - براي اعمال پوشش اوليه رنگ ( پرايمر ) در گوشه هاي شيبي يا سطوح نا منظم قبل از اعمال رنگ . - نكاتي كه هنگام استفاده از قلم مو بايد در نظر داشت: - در استفاده از قلم مو در هر بار فقط يك سوم از Bristle به داخل رنگ فرو برده مي شود . - اثر قلم مو نبايد بر روي رنگ اعمال شده باقي بماند . - در هنگام رنگ آميزي نبايد به قلم مو فشار آورد . - Bristle قلم ها بايد داراي كيفيت بسيار بالايي باشد . غلطك : غلطك ها نيز مانند قلم موها در نوع طبيعي ومصنوعي وجود داشته وبا اندازه هاي مختلفي در دسترس مي باشند ، رنگ هايي كه حلالشان به سرعت تبخير مي گردد را نمي توان به راحتي با غلطك اعمال نمود. استفاده از غلطك در صورت تجويز كارخانه سازنده رنگ هاي صنعتي قابل استفاده هستند . اسپري معمولي ( هوا )Conventional Spray : در اين روش رنگ مورد استفاده توسط هواي فشرده اتميزه شده وبر روي سطح مورد نظر كشيده مي شود .سيستم اسپري معمولي ( هوا ) شامل مواردي نظير: محفظه تحت فشار – كمپرسور –نازل – شيلنگ هوا – شيلنگ رنگ وموارد ديگري مي شود. ماكزيمم مقدار رنگي كه مي توان توسط اين روش طي يك روز كاري ( 8 ساعت ) اعمال نمود حدود 200-400 متر مربع مي باشد .اسپري بدون هواAirless Spray: در اين روش با عبور دادن رنگ از يك سوراخ با فشار بالا تميزه مي شود هنگام عبور رنگ از دهانه سوراخ نازل رنگ منبسط شده وبه ذرات كوچك تقسيم مي شود وبر خلاف روش اسپري هوا در اين روش از هوا استفاده نمي شود. با اين روش شيارها ولبه ها را بهتر ميتوان رنگ نمود واز سرعت بالاتري نيز 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.