CC BY
145
МЕТОД ОЦЕНКИ КОРРОЗИОННОЙ стойкости
АЛЮМИНИЕВЫХ ПРОФИЛЕЙ ДЛЯ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СОЛЯНОГО ТУМАНА
THE METHOD OF AN ESTIMATION OF CORROSION FIRMNESS OF A PAINT AND VARNISH COVERING OF ALUMINIUM PROFILES FOR TRANSLUCENT ENVELOPES PROTECTING DESIGNS UNDER THE INFLUENCE OF A HYDROCHLORIC FOG
В.И.Третьяков, Л.К. Богомолова, Э.С. Гузова, О.А. Крупинина V.I.Tretyakov, L.K.Bogomolova, T.S.Guzova, O.A.Krupinina
НИИСФ PAACH
Предложена методика оценки коррозионной стойкости лакокрасочного покрытия алюминиевых профилей для светопрозрачных ограждающих конструкций под действием соляного тумана, разработанная с учетом современных требований по гармонизации отечественных нормативных документов с европейскими стандартами.
The technique of an estimation of corrosion firmness of a paint and varnish covering of aluminium profiles for translucent envelopes protecting designs under the influence of the hydrochloric fog, developed taking into account modern requirements on harmonization of domestic standard documents with the European standards is offered.
Одним из основных элементов для светопрозрачных ограждающих конструкций фасадов зданий являются профили из алюминиевых сплавов, имеющие защитно-декоративное покрытие, предохраняющее металлический сплав от коррозии при воздействии различных химических реагентов, находящихся в атмосферном воздухе.
Таким регентом является соляной туман, оказывающий отрицательное воздействие на лакокрасочное покрытие (ЛКП) профиля.
С целью выявления действия соляного тумана на ЛКП профилей была поставлена работа, основными задачами которой являлись:
• обзор отечественных и зарубежных стандартов и методов по оценке коррозионной стойкости материалов под действием соляного тумана;
• установление требований к испытательному оборудованию;
• выбор режима циклических испытаний;
• установление критериев оценки коррозионной стойкости материалов к воздействию соляного тумана на основе ГОСТ 22233-2001 «Профили прессованные из алюминиевых сплавов для светопрозрачных ограждающих конструкций. Технические условия» / 1 / и ГОСТ 896-69 «Материалы лакокрасочные. Фотоэлектрический метод определения блеска» / 2 /;
• разработка метода оценки коррозионной стойкости ЛКП профилей к действию соляного тумана;
• разработка СТО 02495359-3.001-2010 «Стандарт НИИСФ РААСН. Методика оценки коррозионной стойкости алюминиевых профилей для светопрозрачных ограждающих конструкций под действием соляного тумана».
Нами был выполнен подробный анализ отечественных и зарубежных методов оценки коррозионной стойкости металлов и сплавов, металлических и неметаллических покрытий, ЛКП под действием соляного тумана, которые используются в различных отраслях промышленности: строительной, железнодорожной, электронной, авиационной, лакокрасочной и др. / 1-20 /.
Были проанализированы требования к организации и проведению ускоренных коррозионных испытаний, к испытательному оборудованию, к испытуемым образцам, к критериям и методам оценки результатов испытаний. Рассмотрены методы испытаний по отечественным нормативным документам при непрерывном или периодическом распылении соляного раствора, при воздействии кислого или нейтрального соляного тумана при различных значениях температуры, влажности и т.д.
Учитывая существующие требования гармонизации отечественных нормативных документов с европейскими стандартами, возникла необходимость перехода на более высокий уровень испытаний на базе современных камер, позволяющих проводить циклическое коррозионное воздействие на испытуемые материалы.
Для проведения испытаний ЛКП алюминиевых профилей была выбрана базовая циклическая камера соляного тумана ВСХ 2000 производства фирмы «Atlas» (США) и режим циклических испытаний на основе стандарта EN ISO 11197-1:2006 «Краски и лаки. Определение стойкости к циклическому воздействию коррозии» / 19 /, установлены критерии и нормы оценки коррозионной стойкости.
Выбор критериев оценки стойкости ЛКП профилей основывался на требованиях, представленных в ГОСТ 22233-2001 на профили прессованные из алюминиевых сплавов для светопрозрачных ограждающих конструкций.
Сущность метода оценки коррозионной стойкости ЛКП профилей к действию соляного тумана заключается в проведении ускоренных испытаний ЛКП профилей в соляной камере под действием переменных положительных температур, а также циклических воздействий соляного тумана, влаги, высушивания и увлажнения и оценке этого действия по изменению физико-механических и цветовых показателей.
Характерные критерии оценки стойкости ЛКП профилей и их изменения в процессе определения коррозионной стойкости приведены в таблице 1.
_Таблица1
№№ п/п Наименование показателя Норма через 5 циклов
1. Адгезионная стойкость Не должна быть более 1 балла.
2. Толщина покрытия Не должна превышать 50% от исходно! величины
3. Твердость по Бухгольцу
4. Цветовые характеристики по координатному методу Не должны быть выше предельных отклонений: Ь* < 5.5; а* < 0.8; Ь* < 3.5.
5. Изменение цвета по серой шкале Не должно быть ниже 3-го порога
6 Блеск Не должны превышать 50% от исходно! величины
7. Светлота
Испытания проводят на образцах профиля длиной не менее 200 мм.
Число образцов, включая контрольные, устанавливают в зависимости от продолжительности испытаний, частоты съемов и количества образцов на один съем для определения каждого показателя.
Ускоренные циклические испытания ЛКП профилей проводят в базовой циклической камере (далее по тексту камера) соляного тумана, тип BCX 2000 Basic Cyclic Corrosion Exposure Cabinet (ATLAS MTT) емкостью 565 л, отвечающей требованиям ГОСТ 20.57.406-81 / 4 /и обеспечивающей непрерывное распыление раствора хлористого натрия.
Камера оснащена устройством для проведения испытаний в условиях повышенной неконденсированной влажности и внешним устройством для контроля сбора конденсата.
Для проведения длительных испытаний можно использовать отдельный резервуар емкостью 227 л.
Подача сжатого воздуха обеспечивается с помощью компрессора и воздуходувки. В камере есть устройство для распыления соляного раствора, включающее в себя резервуар для распыляемого раствора и форсунки, изготовленные из материала, стойкого к соляному раствору.
Скорость осаждения соляного тумана должна составлять от 1 до 2 мл/ч, при этом соляной туман накапливается в течение 24 ч.
Для очистки водопроводной воды используется установка фильтрации и очистки воды марки «Millipore» (Франция), системы Elix Advantage 15 производительностью 15 л/ч.
Камера соляного тумана работает по циклу, который широко используется в Европе. Этот цикл позволяет получать хорошую корреляцию с натурными испытаниями на атмосферостойкость. ЛКП профилей испытывают во влажных и сухих условиях, чередуя через определенные промежутки времени воздействия соляного тумана, высушивание теплым воздухом, увлажнение и высушивание горячим воздухом.
Цикл состоит из 10-и этапов, температурного воздействия в диапазоне температур от (23 ± 2)° С до (45 ± 2)° С, распыления соляного тумана в условиях либо (50 ± 20)% ОВ, либо 100% ОВ.
Общее время цикла 7 суток (168 ч). Продолжительность испытаний составляет 840 ч, т.е. 5 циклов.
Отобранные образцы перед испытанием кондиционируют при температуре (20 ± 2) °С не менее 1 ч, при этом они должны быть защищены от воздействия прямых солнечных лучей.
Не допускается одновременно испытывать образцы, для которых заранее определена продолжительность испытания, с образцами, которые испытывают до появления первых признаков коррозии.
Соляной туман образуется в результате распыления соляного раствора, приготовленного путем растворения в деионизированной воде хлористого натрия в количестве 50 г в 950 мл воды.
Концентрация раствора - (5±1) % по весу. Водородный показатель (рН) раствора должен быть в пределах 6.5-7.2 при температуре (20 ± 2)°С и корректироваться до указанного значения путем добавления соляной кислоты или гидроокиси натрия квалификации ч.д.а. Раствор для каждого цикла распыления соляного тумана должен быть приготовлен заново. Во избежание попадания твердых частиц в отверстия
распылительного устройства раствор должен быть отфильтрован перед его введением в резервуар камеры. Соляной туман должен распыляться с помощью форсунок.
Подготовка камеры к испытанию состоит в том, что устанавливают заданный режим распыления и определяют скорость осаждения соляного тумана. Средняя скорость улавливания конденсата в каждом сборнике, измеренная в течение минимального периода 24 ч, должна составлять 1-2 мл за 1ч работы камеры. Два сборника из химически инертного материала располагают в зоне камеры следующим образом: один - вблизи распылительной форсунки, второй - вдали, что обеспечивает улавливание только тумана, а не жидкости, стекающей с образцов. Скопившийся конденсат должен иметь концентрацию (50± 10) г/л. Конденсат удаляют из рабочего объема и не используют повторно.Перед распылением раствор нагревают до 35° С для удаления растворенного углекислого газа, если для его приготовления не применялась свежепрокипяченная дистиллированная вода.
Воздух для высушивания с относительной влажностью (50±20) % предварительно пропускают через фильтр для улавливания любых следов масла или твердого вещества.
Количество воздуха должно быть таким, чтобы на образцах по окончании времени высушивания не было следов влаги.
Физико-механические испытания ЛКП профиля состоят из двух этапов:
• контрольные испытания с целью установления исходных характеристик;
• испытания после климатических воздействий в течение 5 циклов в соляной камере.
При проведении контрольных испытаний определяют следующие физико-механические и цветовые показатели:
• адгезионная стойкость по ГОСТ 15140-78;
• толщина покрытия по ГОСТ 22233-2001;
• твердость по Бухгольцу по ГОСТ 22233-2001;
• цветовые характеристики по координатному методу;
• блеск и светлота по ГОСТ 896-69;
Для оценки этих показателей используются следующие средства измерения: прибор Бухгольца по ГОСТ 22233-2001, толщиномер цифровой покрытий «Исошйг 456» (Англия), спектрофотометр «Минольта СМ-508ё». (Япония), блескомер фотоэлектрический ФБ-2 по ГОСТ 896-69, лупа с ценой деления шкалы (0-10) мм.
Образцы помещают в камеру соляного тумана под углом (20±5)° к вертикали испытуемой поверхностью вверх на расстоянии не менее 20 мм друг от друга, от стенок не менее 100 мм, от дна камеры - не менее 200 мм. Испытуемые образцы должны занимать не более 15% объема камеры.
Камеру с образцами нагревают до температуры (35±2)°С и подвергают воздействию соляного тумана (1 этап). Допускается помещать образцы в камеру после установления в ней заданной температуры, предварительно нагрев их до температуры, превышающей испытательную на 2-3 °С.
Отсчет времени испытаний начинают с момента достижения заданных значений контролируемых параметров для каждого этапа испытаний.
Цикл проводят в течение 168 чс короткими перерывами для осмотра, изменения расположения или удаления образцов, проверки форсунок, проверки и добавления соляного раствора в резервуар. Время промежуточных осмотров и других вынужденных перерывов не входит в общую продолжительность цикла.
По окончании цикла испытаний образцы извлекают из камеры и выдерживают при температуре (20±2)0С течение 2 ч. Затем образцы промывают в дистиллированной воде для удаления с поверхности остатков соляного раствора и высушивают.
После полного цикла испытаний в соляной камере определяют физико-механические свойства.
Оценку результатов стойкости лакокрасочного покрытия алюминиевых профилей к циклическому воздействию соляного тумана, влаги, высушивания и тепла проводят путем сравнения значений каждого характерного показателя, указанного в таблице 1, полученного после проведения испытаний, с результатами контрольных испытаний.
Изменение характерного показателя стойкости для образца Уотн., %, вычисляют по формуле
У - У
А конт А исп
Уотн =-------------------100,
где Уконт - исходное значение контрольного показателя; Уисп - значение показателя после испытания.
Показатели, имеющие числовое выражение, вычисляют как среднее арифметическое значение всех испытанных образцов.
Адгезионная стойкость лакокрасочного покрытия должна отвечать требованиям таблицы 1.
Изменение цвета лакокрасочного покрытия по порогу серой шкалы должно отвечать требованиям таблицы 1.
ВЫВОДЫ:
1. На основе выполненного анализа отечественных и зарубежных методов оценки коррозионной стойкости ЛКП профилей под действием соляного тумана разработан «Метод оценки коррозионной стойкости ЛКП профилей к действию соляного тумана».
2. Метод основан на использовании современной циклической камеры соляного тумана типа BCX 2000 Basic Cyclic Corrosion Exposure Cabinet (ATLAS MTT), США.
3. На основе разработанного метода создан СТО 02495359-3.001-2010 «Стандарт НИИСФ РААСН. Методика оценки коррозионной стойкости алюминиевых профилей для светопрозрачных ограждающих конструкций под действием соляного тумана», гармонизированный с DIN EN ISO 11197-1:2006.
Литература
1. ГОСТ 22233-2001 Профили прессованные из алюминиевых сплавов для светопрозрачных ограждающих конструкций. Технические условия.
2. ГОСТ 896-69 Материалы лакокрасочные. Фотоэлектрический метод определения блеска.
3. ГОСТ 9.401-91 Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов.
4. ГОСТ 20.57.406-81 Комплексная система контроля качества. Изделия техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний.
5. ГОСТ 9.308-85 Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы ускоренных коррозионных испытаний.
6. ASTM D 117 American Society for Testing of Materials. Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog).
7. ГОСТ 9.905-2007. Методы коррозионных испытаний. Общие требования
8. Глудкин О.П. Технология испытания микроэлементов радиоэлектронной аппаратуры и интегральных микросхем. 1980, 359 с.
9. ГОСТ 25804.7-83 Аппаратура, приборы, устройства и оборудование систем управления технологическими процессами атомных электростанций.
10. ГОСТ 20790-93 Приборы, аппараты и оборудование медицинские. Общие технические условия.
11. ГОСТ 27597-88.Изделия электронной техники. Метод оценки коррозионной стойкости.
12. ИСО 7384-2001 Коррозионные испытания в искусственной атмосфере. Общие требования.
13. ИСО 11845-1995 Коррозия металлов и сплавов. Общие принципы коррозионных испытаний.
14. ГОСТ 9.909-86 Единая система защиты от коррозии. Металлы, сплавы, покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы испытаний на климатических испытательных станциях.
15. ИСО 9227 -1990 Испытания на коррозию в искусственной атмосфере. Испытания в соляном тумане.
16. ГОСТ 9.902-81 Единая система защиты от коррозии. Методы ускоренных испытаний на коррозионную агрессивность.
17. ГОСТ 9.719-94 Единая система защиты от коррозии. Материалы полимерные. Методы испытаний на старение при воздействии влажного тепла, водяного и соляного тумана.
18. ИСО 11997-2-2006 Краски и лаки. Определение стойкости в условиях циклической коррозии. Часть 2.Соляной туман/ сухость/влажность/ультрафиолетовое излучение.
19. ИСО 11997-1-2006 Краски и лаки. Определение стойкости в условиях циклической коррозии. Часть 1. Соляной туман/сухость/влажность.
20. ГОСТ 9.908-85 Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной
Literature:
1. GOST 22233-2001 Profili pressovannye iz alyuminievyh splavov dlya svetoprozrachnyh ograjdayuschih konstrukcii. Tehnicheskie usloviya.
2. GOST 896-69 Materialy lakokrasochnye. Fotoelektricheskii metod opredeleniya bleska.
3. GOST 9.401-91 Pokrytiya lakokrasochnye. Obschie trebovaniya i metody uskorennyh ispytanii na stoikost' k vozdeistviyu klimaticheskih faktorov.
4. GOST 20.57.406-81 Kompleksnaya sistema kontrolya kachestva. Izdeliya tehniki, kvantovoi elektroniki i elektrotehnicheskie. Metody ispytanii.
5. GOST 9.308-85 Pokrytiya metallicheskie i nemetallicheskie neorganicheskie. Metody uskorennyh korrozionnyh ispytanii.
6. ASTM D 117 American Society for Testing of Materials. Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog).
7. GOST 9.905-2007. Metody korrozionnyh ispytanii. Obschie trebovaniya
8. Gludkin O.P. Tehnologiya ispytaniya mikroelementov radioelektronnoi apparatury i integral'nyh mikroshem. 1980, 359 s.
9. GOST 25804.7-83 Apparatura, pribory, ustroistva i oborudovanie sistem upravleniya tehnologicheskimi processami atomnyh elektrostancii.
10. GOST 20790-93 Pribory, apparaty i oborudovanie medicinskie. Obschie tehnicheskie usloviya.
11. GOST 27597-88.Izdeliya elektronnoi tehniki. Metodocenki korrozionnoi stoikosti.
12. ISO 7384-2001 Korrozionnye ispytaniya v iskusstvennoi atmosfere. Obschie trebovaniya.
13. ISO 11845-1995 Korroziya metallov i splavov. Obschie principy korrozionnyh ispytanii.
14. GOST 9.909-86 Edinaya sistema zaschity ot korrozii. Metally, splavy, pokrytiya metallicheskie i nemetallicheskie neorganicheskie. Metody ispytanii na klimaticheskih ispytatel'nyh stanciyah.
15. ISO 9227 -1990 Ispytaniya na korroziyu v iskusstvennoi atmosfere. Ispytaniya v solyanom tumane.
16. GOST 9.902-81 Edinaya sistema zaschity ot korrozii. Metody uskorennyh ispytanii na korrozionnuyu agressivnost'.
17. GOST 9.719-94 Edinaya sistema zaschity ot korrozii. Materialy polimernye. Metody ispytanii na starenie pri vozdeistvii vlajnogo tepla, vodyanogo i solyanogo tumana.
18. ISO 11997-2-2006 Kraski i laki. Opredelenie stoikosti v usloviyah ciklicheskoi korrozii. Chast' 2.Solyanoi tuman/suhost'/vlajnost'/ul'trafioletovoe izluchenie.
19. ISO 11997-1-2006 Kraski i laki. Opredelenie stoikosti v usloviyah ciklicheskoi korrozii. Chast' 1. Solyanoi tuman/suhost'/vlajnost'.
20. GOST 9.908-85 Metally i splavy. Metody opredeleniyapokazatelei korrozii i korrozionnoi
Ключевые слова: коррозионная стойкость, лакокрасочное покрытие, алюминиевый профиль, соляной туман, циклические испытания, камера соляного тумана, методика, стандарт НИИСФ РААСН.
Keywords: cyclic chamber of a hydrochloric fog is chosen, modes of cyclic tests and criteria of an estimation of corrosion firmness ofpaint and varnish coverings ofprofiles are established.
E-mail авторов: niisf 102@ mail.ru ,lb102@rambler ru., [email protected]. [email protected] Адрес авторов: 127238, Москва, Локомотивный проезд, д.21. тел. (499)-488-79-90;
факс: 482-40-60.
