همکاران و همتایان در خدمات فنی میدانی ممکن است اغلب در طول ساخت و ساز با مشکلاتی مواجه شوند که در آن پوشش ها به درستی به لبه ها، گوشه های تیز یا نقاط نوک تیز اجزای سازه ای نمی چسبند و منجر به قرار گرفتن زیرلایه یا زنگ زدگی زودرس می شود. من در کارم چندین بار با این مشکل مواجه شده ام. بیایید این مشکل را با جزئیات بررسی کنیم.
1. "نرخ حفظ لبه" یا "نرخ پوشش لبه"
بررسی اجمالی مسئله:
هنگامی که مواد پوششی روی لبه های تیز سازه های فولادی اعمال می شوند، یک مشکل رایج پوشش ضعیف در لبه ها، گوشه ها یا نوک ها (که در مجموع به عنوان لبه ها شناخته می شوند) است. این امر به ویژه در مورد پوشش های روشن قابل توجه است و اغلب با زنگ زدگی زودرس همراه است.
دیدگاه سنتی:
در صنعت پوشش الکتریکی، یک باور سنتی این است که کاهش ضخامت پوشش در لبه ها، ناشی از کشیده شدن فیلم پوشش در هنگام خشک شدن و پخت، دلیل اصلی خوردگی موضعی در لبه ها است. با این حال، این دیدگاه ممکن است از منظر مکانیکی یا عملی درست نباشد.
2. بحث در مورد "نرخ حفظ لبه" یا "نرخ پوشش لبه"
مفهوم "نرخ حفظ لبه" یا "نرخ پوشش لبه" اغلب مورد بحث قرار می گیرد، اما ممکن است به طور کامل توضیح ندهد که چرا خوردگی در لبه ها رخ می دهد. علاوه بر این، روش های آزمایش فعلی ممکن است شواهد قابل اعتمادی برای اعتبار سنجی اثربخشی پوشش لبه ارائه ندهند.
لبه های سازه های فولادی از جمله چالش برانگیزترین مناطق برای محافظت در برابر خوردگی هستند، معمولاً جایی که دو صفحه با زاویه 90 درجه به هم می رسند. دیدگاه سنتی، خوردگی در این لبه ها را به کاهش ضخامت فیلم خشک (DFT) در لبه نسبت می دهد که ناشی از کشیده شدن فیلم پوشش در هنگام پخت یا خشک شدن است. توانایی حفظ DFT کافی در لبه، نرخ حفظ لبه نامیده می شود که توسط استانداردهایی مانند MIL-PRF-23236D و NACE TM0304 تعریف شده است. این استانداردها نرخ حفظ لبه را به عنوان نسبت DFT در لبه به DFT در سطوح صاف مجاور اندازه گیری می کنند که به صورت زیر بیان می شود:
طبق MIL-PRF-23236D، یک پوشش در صورتی در برابر اثرات لبه مقاوم است که میانگین نرخ حفظ لبه در سه نمونه آزمایشی 70٪ باشد، بدون اینکه هیچ نمونه ای زیر 50٪ باشد.
3. آیا نرخ حفظ لبه 70٪، مقاومت در برابر خوردگی را تضمین می کند؟
3.1 پاسخ: احتمالاً نه
مفهوم حفظ لبه برای محافظت در برابر خوردگی و تکرارپذیری یا معناداری آزمایشات نرخ حفظ لبه ممکن است چندین مشکل داشته باشد:
از تعریف، حفظ لبه موفق به DFT ثابت در هر دو سطح صاف و لبه بستگی دارد. یک چالش کلیدی اطمینان از این است که ضخامت فیلم مرطوب (WFT) در لبه با ضخامت فیلم مرطوب در سطوح صاف مطابقت داشته باشد. برای مقایسه معتبر، WFT در هر دو ناحیه باید در طول اعمال یکنواخت باشد، بنابراین DFT پس از خشک شدن/پخت قابل مقایسه است، با فرض اینکه هیچ نیروی خارجی بر پوشش تأثیر نمی گذارد. نه MIL-PRF-23236D و نه NACE TM0304 نیازی به اندازه گیری WFT در لبه ندارند، و این امر تأیید اینکه آیا پوشش کافی یا بیش از حد در لبه اعمال شده است را غیرممکن می کند.
مثال:اگر یک پوشش با 50٪ محتوای جامد در 250 میکرومتر WFT روی یک سطح صاف اعمال شود، DFT 125 میکرومتر خواهد بود. با این حال، اگر فقط 150 میکرومتر WFT در لبه به دلیل تغییرات اعمال شود، DFT حاصل 75 میکرومتر خواهد بود که نرخ حفظ لبه 60٪ را به همراه دارد و شرایط حداقل 70٪ را برآورده نمی کند. بدون دانستن WFT در لبه، مشخص نیست که آیا DFT کاهش یافته به دلیل نیروهای خارجی است یا کاربرد ناهموار. علاوه بر این، اندازه گیری های DFT در سطوح صاف ممکن است متفاوت باشد و استانداردها مشخص نمی کنند که به چه تعداد اندازه گیری نیاز است یا کجا باید انجام شوند. به عنوان مثال، اگر یک سطح صاف دارای DFT 150 میکرومتر و دیگری 100 میکرومتر باشد، میانگین DFT 125 میکرومتر است، اما این میانگین هنگام مقایسه با DFT لبه، ارتباطی ندارد. کانتور سطح لبه نیز به طور قابل توجهی بر اندازه گیری های DFT در سطوح صاف تأثیر می گذارد.
3.2 روش های اعمال پوشش:
روش اعمال پوشش ها می تواند بر ضخامت تأثیر بگذارد. اعمال اسپری روی لبه ها می تواند منجر به پوشش ناهموار شود:
-
اسپری مستقیم روی سطوح صاف ممکن است لبه ها را بدون پوشش یا کم پوشش بگذارد.
-
اسپری زاویه دار ممکن است لبه ها را بیش از حد پوشش دهد در حالی که سطوح صاف را کم پوشش می دهد.
-
اسپری مستقیم روی لبه ها ممکن است ضخامت پوشش را در لبه کاهش دهد.
MIL-PRF-23236D مستلزم اسپری کردن سطوح صاف در ابتدا و به دنبال آن اسپری مستقیم روی لبه ها است. این روش ممکن است پوشش کافی را در اطراف لبه جمع کند اما ضخامت را مستقیماً در لبه کاهش دهد.
4. نتیجه گیری
موارد فوق نشان می دهد که، در حالی که نرخ حفظ لبه ممکن است به عنوان شاخصی از محافظت در برابر خوردگی لبه عمل کند، نقص در روش های آزمایش، توانایی اندازه گیری آن را به طور معناداری تضعیف می کند. این محدودیت ها نیاز به پروتکل های آزمایش بهبود یافته را برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد پوشش لبه برجسته می کند.