Elcometer表面处理指南--测量表面清洁度

旦表面轮廓达到要求的标准,则应解决表面清洁度和污染问题。

 

在表面进行喷砂清理之前,应清除所有表面污染物。这些表面污染物可能是盐,油,油脂,切削油,钻井化合物等。假设喷砂过程将去除所有污染物是错误的。虽然污染物可能不可见,但它们将被分布在钢表面上。

 

可以使用图释表面标准评估基材的状况。这些可以检查可见的污染物(生锈)。但是,还必须评估表面是否有不可见的污染物,特别是水溶性盐。盐的存在会对涂层的寿命产生不利影响,并可能导致涂层过早失效。水喷射(在压力下使用水)用于去除预涂表面上的表面污染物。水喷射不会产生轮廓。

 

用水清洁时,不能认为水没有污染,因此有必要对水进行测试。例如,自来水将包含氟化物和/或氯。如前所述,可以使用Elcometer 134W测试套件确定氯离子的存在可以使用pH计(例如Elcometer 148 pH测试仪)检查水的pH值

 

Elcometer 138电导率仪将测量的可溶性盐的溶液中的水平和向用户提供的盐含量的量化测量。


表面清洁度可分为五类:

  • 可见污染物:油,油脂,切削油,钻探化合物等。
  • 灰尘:爆炸性介质,土壤,空气微粒等。
  • 盐:所有盐,尤其是氯离子,硫酸根和硝酸根离子。
  • 氨基甲酸酯:特别是胺腮红
  • pH值

 

pH值

 

pH值是一种化学尺度,它与溶液中自由质子的浓度有关。虽然这听起来相当复杂,但这些质子的浓度给出了溶液的酸度,这是一个大家都很熟悉的概念。酸度是每个人在品尝像醋或柠檬汁这样带有强烈味道的东西时都能感觉到的东西。酸性的反义词是碱性,它有肥皂的味道。

等级本身一般从1到14。pH值低的溶液是酸性的,因为它有高浓度的质子,而pH值高的溶液的质子浓度特别低。纯水的pH值为7,称为中性。


 

pH对化学反应有多种影响,具体取决于化学系统。高酸度可以催化或加速某些反应,并延缓其他反应,具体取决于反应系统的性质。

在钢腐蚀的情况下,高酸度(低pH)会加速腐蚀过程。这是由于酸增加了气态氧溶解到溶液中的速度,在溶液中它与钢反应形成铁锈和其他氧化物。如果在保护涂层中有任何缺陷并且当施加涂层时pH低,则这将特别成问题。这是因为极少量的湿气会通过针孔渗透到表面,并在酸性条件下放大其作用,从而可能产生严重的腐蚀问题。

许多不同的污染物会影响溶液的pH值。从酸雨残留物到生物沉积物,它们都会在表面上引起pH值变化。如果测试表明比正常情况更酸性或更碱性,则表明表面存在某种污染物,可能需要清洗以获得最佳涂层性能。

 

 

检查视觉污染物


根据定义,视觉表面污染物是肉眼可见的。在一些环境中,例如低光条件下,使用手电筒,特别是紫外线灯(黑光灯)通常可以识别较不可见的污染物。

 

测量灰尘颗粒

 

喷砂清理表面的灰尘会降低涂层附着力,导致涂层过早失效和涂层表面不合格。灰尘胶带测试套件,如Elcometer 142灰尘测试套件,可以评估准备喷涂的表面灰尘颗粒的数量和大小。

 

这些套件可以按照BS EN ISO 8502-3的建议使用,作为通过/不通过测试,并提供灰尘存在的永久记录。通过将一段胶带牢固地贴在基材上,可以评估表面灰尘颗粒的水平。然后把带子拿下来,贴在对比图上。


 

等级

描述

0

10倍放大镜下不可见的微粒

1

10倍放大镜下可见但肉眼不可见(颗粒直径小于 50µm

2

正常或校正视力下刚刚可见(直径为 50100µm)的颗粒

3

正常或校正视力下明显可见(直径小于 0.5mm)的颗粒

4

直径为 0.52.5mm的颗粒

5

直径大于 2.5mm的颗粒


这张图表将提供对污染程度的直观评估。一些标准将描述应用胶带时所使用的力。可使用胶带滚压器来达到一致的效果。

 

表面清洁度–盐度测量

 

在我们讨论可用于测量可溶性盐和离子特异性盐的测量技术和仪表类型之前,了解腐蚀的基本原理是很重要的。腐蚀是金属与环境反应形成氧化物的电化学过程。金属的氧化需要三个关键元素:阳极、阴极和导电溶液(电解质)。这就是所谓的腐蚀电池。

钢的表面自然会有许多阳极和阴极区域。当表面干燥时,这些区域之间没有反应,钢材就不会氧化(生锈)。然而,表面的水分,可以导电,因此作为电解质,会产生腐蚀电池和氧化发生。液体中的氯离子会增加溶液的导电性,从而增加腐蚀的速度。

SSPC将可溶性盐定义为“溶解在水中形成正离子和负离子溶液的离子化学化合物”。

可溶性盐具有吸湿性,也就是说,它们从大气中吸收水分。由于液体涂层具有渗透性(即允许水分通过),基材上的可溶性盐离子可以吸引水分通过涂层。这将产生一种电解质和腐蚀池-允许腐蚀开始在涂层下,在涂层明显失效之前。

此外,腐蚀电池的产物是酸性的,进一步增加了金属基板的腐蚀。这可能会导致基材被严重侵蚀,造成表面的深坑(坑),直到基材本身“失效”的程度。

在涂料行业中,氯化物、硫酸盐和硝酸盐等盐离子的表面污染是最有害的——它们的存在会导致涂料在数周内过早失效,并明显降低了涂料系统的整体寿命。通过可溶性盐观察到的典型涂层失效包括分层和起泡。

为了避免涂层过早失效,绝对有必要确保表面(多层系统中的基材或涂层表面)在应用下一层涂层之前没有任何污染物。可溶性盐的测量有两种类型;

1. 测定表面上所有可溶盐的测试。

2. 一种测试,用来确定表面上有哪种盐(氯化物、硫酸盐或硝酸盐)。



 

测量可溶性盐

 

有许多现场测试方法可用来确定表面可溶性盐的水平。所有可用的测试都需要从地表提取盐到溶液中。然后用“百万分之一”来测量盐的含量。

重要的是要知道提取过程中使用的溶液的体积和测试表面的面积。使用这两个值,盐的含量可以以百万分之一(PPM)来计算。然后可以将PPM值转换为其他值,如µg/cm²(每平方厘米微克)——许多标准中规定的单位。所有的测试都假定去离子水不导电。

因此,被可溶性盐污染的去离子水的导电性能随着盐浓度的增加而增加。电导率的水平可以通过使用电导率仪来确定。


 

拭子法

 


将纯棉拭子浸泡在装满一定体积去离子水的容器中(通常为10ml [0.34floz.])。然后拭子在底物的确定区域上擦拭,以除去可能存在的可溶性盐。

拭子在装有去离子水的容器中清洗,重复用拭子擦拭表面并在去离子水中清洗的过程。通常多达4次。

然后用新鲜的纯棉拭子擦干表面的测试区域,然后在去离子水容器中清洗。反复擦拭测试区域并在去离子水中冲洗,以确保所有的可溶性盐都被除去。

最后,在用电导仪测试溶液以确定盐含量之前,将两根棉签留在容器中长达2分钟。

拭子法很难在垂直或头顶的表面上进行。SSPC TU-4标准表明,拭子测试方法的检索效率在25 - 35%之间,使测试对表面低水平的盐不那么敏感。


 

贴片法(Bresle方法)

 

Bresle贴片是一个“密闭空间”,由自粘泡沫密封框架的乳胶片组成。密闭空间的面积被控制(通常为12.5cm²/1.93 in²)。泡沫密封是可压缩的,允许它在应用时遵循基板的轮廓,从而在非平面基板上产生密封。Bresle贴片附着在要测量的表面上,形成一个“水泡”样本区域。

 

 

使用注射器将1.5毫升去离子水通过泡沫密封垫注入盐分贴片中。在取下注射器之前,应重新放置针头,并从样品区域清除多余的空气,注意将水留在盐分贴片中。

 

然后再将1.5毫升去离子水注入贴片中。然后将水留在盐分贴片中预定的时间。这将根据所遵循的测试标准而有所不同:

 

标准ISO 8502-6规定:将水放置一段时间(通常最多10分钟),然后使用注射器吸出液体并重新注入4次–在基材上产生冲洗作用。最后,提取液体并用电导率仪进行测试注意:最近对该标准进行了改写,允许使用乳胶套筒代替盐分贴片。

 

标准的USN PPI 63101-000规定:取下注射器,然后将贴片摩擦10-15秒钟,以使水溶解任何污染物。然后通过重新插入注射器将水除去,并使用电导率仪测量液体的电导率。

 

电导率通常以微西门子每厘米(μS/ cm)和毫西门子每厘米(mS / cm)和/或盐度(%)表示。要计算标准中定义的盐的表面密度,必须将读数乘以以下因素之一:

 

根据SSPC TU-4标准,Bresle贴片法的检索效率在45 - 60%之间,使其对低盐水平比拭子测试更敏感。patch方法确实有一些缺点;它需要使用注射器,可能耗时,并带来健康和安全风险。当去除贴片时,贴片会在基材上留下粘合剂/泡沫残留物。

 

 

盐污染测量仪

 

使用Elcometer 130盐度污染仪Elcometer 130 SSP可溶性盐廓是两种更快,更简便的检查污染的方法将已知面积的纸用可控量的蒸馏水(1.6ml)浸泡,并使用镊子将其放在要测试的基材上。

 

等待至少2分钟后,将取出并放入Elcometer 130盐污染仪表中,该仪可测量湿纸的电导率。计算盐含量并以几种不同的单位显示,包括:μg/ cm2,ppm,μS/ cm,mS / cm,盐度百分比和mg / m2。极矩阵用于评估电导率,从而评估滤纸的含盐量。

 

这个矩阵可以更深入地分析滤纸和它所包含的污染水。该仪器现在能够测量每对电极之间的电导率,并“绘制”滤纸的完整区域。

 

滤纸区域可分为4个部分,每个区域的大小均与Bresle贴片的面积以及整个滤纸的平均值相似,量规可报告这四个部分的值。已经进行了独立测试,显示这些读数实际上等于Bresle贴片结果。

盐并不均匀地分布在表面上。通常会有盐浓度较高或较低的区域,而Elcometer 130 SSP可溶性盐剖面仪可以让用户看到盐在整个测试区域的分布情况。

查看盐密度图的功能可以告知用户,尽管试件可能达到足够低的污染水平,以满足规范要求,但在未来可能会有更容易发生局部腐蚀的区域。

可以使用通过/失败模式进一步突出显示这些区域。用户可以对测量仪施加一个限制,然后盐的含量就会显示为红色或白色区域,表示通过或失败,并显示测量到的最高和最低值。



 

可溶性盐分计

 

市场上有几种可溶性盐分计,以一种或另一种形式“自动化” Bresle贴片法。例如,SSM-21P作为Bresle的替代品在日本海洋领域得到广泛使用。

使用内部磁体将腔室/单元连接到基板。通过注射器或定量给料器将3ml去离子水装满腔室。然后,用螺旋桨或柱塞搅动基材上的液体,以清洗表面。

搅拌过程完成后,腔室内的内部传感器将测量液体的电导率和温度,并且压力计将显示电导率水平。

所述的易高130盐污染测量仪相对于其他可溶性盐的测试方法是测试方法不需要检查员可以存在为每个单独的测试的持续时间。这使检查员可以设置其他盐分测试,然后稍后返回到先前的测试以进行测量;加快现场测量。 

考虑到某些测试方法/标准要求在每个区域进行定义数量的测试,因此可以节省大量时间。例如,USN PPI 63101-000声明进行的Bresle测试次数应如下:

  • 每90平方米(1000平方英尺)五(5)个测量
  • 小于90平方米(1000平方英尺)的区域应进行五次测量

 

 

测量离子特定盐

 

我们生活的环境/气氛充满了天然存在的和人造的盐。已经确定,对涂层最有害的关键盐是氯化物,硫酸盐和硝酸盐。当然,其他行业可能会对其他行业有所顾虑。 

建筑物可能会暴露于海洋环境(海盐是氯化钠),水处理(氯化水)中的氯化物,而且令人惊讶的是,沙漠环境也可能像许多以前的海一样富含氯化物。

来自化石燃料燃烧的硫酸盐,富含硫(气,柴油,煤等)和化肥和汽车发动机的硝酸盐都分别转化为弱硫酸和硝酸。与空气中的湿气接触时会产生酸雨-与金属基材接触时都会腐蚀。有几种特定于离子的测试,既可以作为特定离子测试,也可以组合成各种离子测试套件

 

 

氯离子测试

 

为了测试表面是否存在氯化物污染,有两种可能性。易高134S是用于测量氯化物的表面上的水平的氯离子特定检测试剂盒。它的工作方式前面讨论Elcometer 134磨料测试相似

 

带有自粘泡沫密封圈的乳胶套筒中充满了萃取液并粘附在被测表面上。将该溶液抵着表面处理以溶解和提取盐。卸下套筒后,然后插入滴定管,并像以前一样对液体进行评估。

 

也可以使用氯化物测试条,该测试条可用于根据上述方法测量去离子/可溶性盐溶液中的氯化物含量。将试纸条放入溶液中,液体沿试纸条上升,直到完全饱和。该试纸包含银离子,该银离子与样品中的氯离子结合形成白色的氯离子柱。然后可以使用试纸上打印的刻度确定浓度水平。

 

 

氯化物,硫酸盐和硝酸盐离子测试试剂盒

 

Elcometer 134 CSN测试套件提供了一个单一的套件解决方案,用于氯化物,硫酸盐和硝酸盐特定离子的现场测试。利用预先测量的化学试验,用前面讨论过的鞘层法提取表层盐。然后使用Elcometer 134方法测量氯离子。硫酸盐使用比色计测量,硝酸盐使用硝酸盐专用测试条(随试剂盒提供)测量

 

测量其他形式的表面污染

 

如上所述,当硫酸盐和硝酸盐与环境中的水分混合时,会产生弱硫酸和硝酸——它们对结构金属具有腐蚀性。pH计和pH测试条,如Elcometer 148 pH测试仪和Elcometer 138 - pH测试仪可以用来测定液体的酸度。

 

 

测量胺腮红

 

胺和胺官能酰胺是高性能环氧涂料最常用的固化剂之一。在涂料应用中,胺固化的环氧地层通常可以在室温下固化,以产生具有高机械强度的薄膜;良好的耐水,耐化学腐蚀性能,以及出色的附着力。

如果原始涂料在较低的环境温度和/或高湿度的环境中固化,则在多层系统中使用胺固化的环氧树脂涂料时,可能会出现胺泛白的问题。迁移到涂层表面的胺可与空气中存在的二氧化碳(CO 2反应,最终导致在环氧涂层表面上形成氨基甲酸酯膜(胺红)。

如果在重涂之前未去除薄膜,则氨基甲酸酯的存在会导致涂层间的粘合失败。因此,重要的是确定在以下情况下涂层是否表现出胺泛红现象:

1.确定胺固化的环氧涂料是否可以过度涂覆

2.分析为什么不能成功地在环氧涂层上进行环氧涂层

 胺类腮红有时(但不经常)可以用肉眼看到——看起来像一层薄薄的斑点或油腻层,颜色从白色到琥珀色不等。

Elcometer 139胺腮红擦洗检测套装Elcometer 139胺腮红屏幕检测套装为用户提供了是否存在胺腮红的明确指示。


所述胺腮红擦洗检测套装为用户提供了基于场的测试,而胺腮红芯片屏幕测试套件允许涂布样品被取出并测试在办公室或发送到用于进一步分析实验室。

在对表面进行污染测试并确定其在规格范围内之后,然后在气候条件在规定的涂覆范围内进行涂覆,即可对表面进行涂覆。

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