تست مقاومت به خوردگی ازمایشگاهی
تست متداول ازمایشگاهی برای ارزیابی مقاومت پوشش فسفاته شامل :
1) تست غوطه وری
2)سالت اسپری
3) تست رطوبت
4) تست قطره کوچک نمک می باشد
1- تست غوطه وری
این تست شامل تعیین زمان مورد نیاز برای ظهور خوردگی در فلز پایه ای که در محلول کلرید سدیم 3% غوطه ور شده است می باشد.
تغییرات در وزن بر حسب g/m2 برای دوره های زمانی 24ساعته نیز میتواند متناسب لا میزان خوردگی پوشش باشد.
2- تست سالت اسپری
این تست شامل قرار دادن فسفاته و قطعه پرداخت شده در محلول نمکی کلرید سدیم 5% در محفظه سالت اسپری برای زمان مشخص می باشد.
میزان گسترش خوردگی در قطعه خط دار شده با توجه به ASTMB11785 امتیاز دهی می شود که این معیاری برای سنجش میزان خوردگی پوشش فسفاته می باشد.
هدف اصلی از تست سالت اسپری محاسبه مقدار موثر بودن پوشش فسفاته در جلوگیری از پخش زنگ زدگی به سایر نقاط یا نقاط اسیب دیده در رنگ می باشد.
این کاربرد مخصوصا در صنایع موتور ماشین مانند وسایل نقلیه ،بعنوان محیط دریایی عمل کرده و بهمراه نمک و رطوبت یخ نیز اعمال می گردد تا شرایط کشورهای سرد نیز بررسی می گردد.
3- تست رطوبت
تست رطوبت برای چک کردن کارایی در فرایندهای شستشو بکار می رود.
این تست شامل قرار دادن قطعات فسفاته شده در معرض شرایطی با رطوبت بالا (90-95% رطوبت نسبی ) در دمای نسبتا بالا (42-48) درجه می باشد.
ارزیابی خوردگی احتمالا تحت تاثیر تخلخل پوشش بررسی می شود.
گسترش تاول ها در رنگ بر اثر حضور نمک های فسفاته در محلول و پنل های پرداخت شده زمانیکه به مدت 1000ساعت در محفظه مرطوب قرار می گیرند. با میزان خوردگی در ارتباط است.
این تست حضور مواد مضر برای پوشش رنگ محلول در اب را مشخص می کند.
4- تست قطره نمک A.R.E
این تست شامل ارزیابی مقاومت در برابر خوردگی قطعات فسفاته شده با تعیین کاهش وزن پس از 5 روز در معرض شرایط مرطوب درون یک محفظه بسته با یک اسپری اب دریا در هر روز می باشد.
روش های تست الکتروشیمیاییروش های الکتروشیمیایی تست پوشش فسفاته عموما شامل مطالعات پلاریزاسیون اندی در نیترات امونیوم 0.6مولار و اندازه گیری امپدانس AC در محلول کلرید سدیم 3%می باشد.
بررسی های پلاریزاسیون اندی در نیترات امونیوم بر اساس انتقالات فعالسازی – غیر فعالسازی با بکار گیری پتانسیل می باشد.
در طی پلاریزاسیون اندی در پتانسیل های منفی تر از 0.33- ولت اهن فسفاته شده برای انحلال فعال می گردد.
بالاتر از این پتانسیل اولین ناحیه پسیو شده بر اثر جذب یون های هیدروکسید در سطح الکترود ایجاد می گردد.
وقوع ناحیه دوم فعالسازی بر اثر جابجایی یون های هیدروکسید با یون های فسفاته موجود در سطح تماس الکترود/محلول می باشد.
جانشینی یون های فسفاته جذب شده با یون های نیترات سبب می گردد سبب ایجاد ناحیه دوم پسیو شده می گردد.
واضح است که این مناطق فعال و پسیو شده بر اثر رقابت و جذب های وابسته به پتانسیل انیون ها بر سطح الکترود می باشد.
مطالعات امپدانس AC شامل اندازگیری مقاومت انتقال بار ،ظرفیت لای مضاعف و امپدانس واربرگ، پارامتر هایی که شامل اهداف معادل مدل چرخه ای الکتریکی در ارتباط با رفتارهای سیستم های پوشیده شده در محیط های خورنده می باشند.
گزارشات ثبت شده بر ارزیابی پوشش فسفاته بیان می دارند که این پوشش در ارتباط با میط خورنده (NACL 3.5% ) می تواند بیان کننده میزان تخلخل فلز پوشیده شده باشد.
بر این اساس ،لایه فسفاته می تواند بصورت یک مهارکننده نسبی الکترودها باشد، زمانی که در تماس با محلول NACL3.5% باشد.زمانیکه ظرفیت ومقاومت بطور مستقیم و غیر مستقیم تغییر کنند،به ترتیب ، متناسب با مساحت بر اساس پارامتر های اندازه گیری ، سرعت خوردگی فسفاته های مختلف تعیین می گردد.
- اثرات محیطیپسماندهای زیادی عموما بر اثر فرایند های ابکاری بر جای می مانند.پسماند های جامد شامل حامل های پوشش ،لجن های پوشش ناشی از اسپری و تجهیزات پاک کننده ، فیلترهای مصرف شده و مواد خورنده و پاک کننده های کهنه می باشند.
لجن فسفاته عموما حاوی اهن20%wt ، روی 10%،منگنز 1-3% و نیکل کمتر از 1% و فسفات 50-55% است.از اینرو تلاش ها برای بازیافت روی ، اهن ،و فسفاته برای اماده سازی محلول های فسفاته ویا شارژ مجدد متمرکز میشود. در میان روش های متعدد جهت بازیافت لجن های فسفاته ، پیرومتالوجیکال فرایند،فرایندهای کاهشی ، برای بازیابی فلزات روی ، اهن، نیکل و بعلاوه فسفات سدیم ،فرایندهای شیمیایی مرطوب با سنگ شویی متناوب با اسید و استفاده مجدد در محلول فسفاته ، طراحی با اسید های معدنی و جداسازی جز اصلی و استفاده مجدد رایج می باشد.
عیوب رنگ در صنایع پتروشیمی
عیوب رنگ در صنایع پتروشیمی
عیوب لایه خشک رنگ عمدتاً مربوط به عدم انتخاب فرمول مناسب رنگ و یا نحو کاربرد و اجرای رنگ آمیزی می باشد.خصوصاً در زمان اجرای رنگ آمیزی، عدم رعایت مواردی همچون اختلاط یا رقیق کردن رنگ، ضخامت نا مناسب رنگ، پاشش بیش از حد رنگ و غیره می توانند به معیوب شدن سطح رنگ آمیزی شده منجر شوند. عوامل فوق درنهایت منجر به عدم چسبندگی لایه رنگ و خوردگی سطوح فلزی رنگ شده می گردند. آنچه مسلم است آماده سازی نا مناسب سطح، یکی از مهمترین عوامل ایجاد عیوب سطحی در لایه رنگ می باشد.
میزان انهدام و ایجاد عیوب در سطح رنگ علاوه بر موارد فوق، بستگی کامل به محیط دارد. مقدار آلودگی هوا، رطوبت نسبی محیط، بارندگی و تابش نور خورشید، انهدام رنگ را تسریع می نمایند.
در این مقاله به بررسی عیوب مربوط به لایه خشک رنگ بر روی تاسیسات و ماشین آلات فلزی رنگ شده مستقر در واحدهای پتروشیمی داخل کشور به ویژه واحدهای تولید اوره پتروشیمی پرداخته شده است.
1- تاول زدن (Blistering)
تاول زدگی یکی از عمومی ترین عیوب رنگ است که منجر به عدم چسبندگی رنگ به زیر لایه و بروز خوردگی در محل تاول می گردد.تاول، تشکیل حباب هایی به اندازه 6-2/0سانتی متر متر مربع در فیلم خشک رنگ است که عمدتاً به دلیل محبوس ماندن حلال و بخار آب، ایجاد شده است.فرایند عمومی تاول زدگی ، افزایش حجم فیلم در اثر جذب آب یا تورم می باشد اما فرایندهای دیگری نیز جهت توجیه این عیب ارائه گردیده است که عبارتند از:
- تاول زدن به علت ورود یا تشکیل گاز
- تاول زدن بر اثر فرایند اسمزی، به علت وجود نا خالصی های قابل حل در فصل مشترک لایه رنگ با سطح فلز
- تاول زدن الکترو اسمزی تحقیقات جدید بیشتر بر پایه فرایند اسمزی استوار بوده بنابر این عمده ترین روش جلوگیری از تاول زدگی، اجرای دقیق عملیات آماده سازی سطح می باشد.برای ارزیابی پدیده تاول زدگی، بر اساس استاندارد ASTM714 عمل می گردد.
2- پوسته شدن (Peeling)
در این حالت سطح رنگ ، نرم یا متورم شده و با برس و یا به کمک دست می توان رنگ را از سطح جدا نمود. همچنین چسبندگی رنگ در مقایسه با استحکام کششی آن کم است.برای جلوگیری از بروز این عیب باید از رنگ مناسب با قابلیت انتقال رطوبت و بخار نا چیز استفاده گردد و همچنین سطح کار تمیز و خشک گردد.
در مواردی که از رنگ جدید بر روی رنگ قدیمی، استفاده می شود نیز احتمال پوسته شدن و ورقه شدن به دلیل عدم چسبندگی مناسب پوشش افزایش می یابد.
استفاده از آستر مناسب و آماده سازی سطحی مطلوب در جلوگیری از ایجاد این عیوب موثر هستند.همچنین رعایت دما و رطوبت نیز می توانند کارساز باشند.
3- ورقه شدن(Flaking/Scaling)
در این ضایعه تکه هایی از رنگ به اندازه 6-2/0 سانتی متر مربع از سطح جدا می گردد که ناشی از شکسته شدن رنگ در اثر چین خوردگی داخلی آن می باشد.ورقه شدن، مستقیماً به قدرت چسبندگی رنگ بستگی دارد.در واقع هرچه لایه رنگ چسبندگی بیشتری داشته باشد امکان ورقه شدن آن کمتر است. این مسئله خصوصاً در مورد رنگ های روغنی به کار رفته بر سطوح گالوانیزه دیده می شود. برای مقایسه میزان ورقه شدن از تصاویر استاندارد ASTM 772 استفاده می گردد.
4- زنگ زدگی نقطه ای (Pin Point Rusting) ، زنگ زدگی شیمیایی(Chemical Rusting)
در این حالت ذرات زنگ زدگی ابتدا به صورت نقطه ای بروز نموده و سپس به حالت پیوسته می رسد. این ضایعه در لایه های نازک رنگ سریع تر بروز می کند.زنگ زدگی شیمیایی به دنبال زنگ زدگی نقطه ای ظاهر می گردد.این عیوب در صورتیکه عمل پاشش به درستی انجام نگیرد، ظهور می نمایند.در این حالت ذرات رنگ پاشیده شده در فضای بین رنگ پاش و سطح، مقداری از حلال خود را از دست می دهند و تا حدی خشک می شوند و باعث می شوند که فیلم یکنواخت ایجاد نگردد.در نتیجه نقطه های ریزی از سطح فلز بدون پاشش باقی می مانند و چنین نقاطی مستعد زنگ زدگی هستند.
استفاده از روش اسپری غیر بادی برای جلوگیری از این عیب مناسب است.تصاویر استاندارد ASTM 610 برای مقایسه درصد زنگ زدگی سطوح رنگ شده استفاده می گردد.
5- ترک های ریز سطحی(موترک) (Checking)
در این پدیده در سطح رنگ، ترک و شیار های ریز و یکنواختی نمودار می گردد ولی به عمق نفوذ نمی کند . این ترک ها ناشی از فشار وارده بر سطح رنگ توسط چین خوردگی ناشی از هوا و پلیمریزاسیون و اکسیداسیون مداوم رنگ و همچنین خشک شدن سریع رنگ می باشد. می توان با انتخاب فرمولاسیون مناسب و استفاده از رزین و رنگدانه مقاوم در برابر هوا از وقوع این پدیده جلوگیری نمود.
طبقه بندی موترک ها بر اساس تصاویر استاندارد ASTM D 660 منظور می گردد.
6- ترک های عمیق (Deep Cracking)
دراین پدیده ، خطوط خراش و یا شکستگی های موازی در سطح رنگ ظاهر می گردد به طوریکه لایه زیرین به راحتی قابل مشاهده است. دلیل این پدیده فشارهای ناشی از پلیمریزاسیون و اکسیداسیون رنگ و همچنین وجود رنگدانه نامناسب در رنگ می باشد. به منظور جلوگیری از ایجاد این نوع ترک، معمولاً از مواد افزودنی، رنگدانه مناسب و نرم کننده ها استفاده می گردند.این ترک ها به سه دسته تقسیم می شوند:
- نمونه بی قاعده
- نمونه خطی
- نمونه حلقوی
تصاویر استاندارد ASTM D 661 برای مقایسه میزان ترک های عمیق در سطوح رنگ آمیزی شده به کار می روند.
7- ترک های بزرگ (Mud Cracking)
علائم این پدیده، جدایش تکه های کوچک رنگ از سطح رنگ است. چسبندگی رنگ به سطح زیرین بسیار کم شده و دلیل آن سنگین بودن رنگ اعمال شده یا خشک شدن سریع رنگ رویه است.در صورت تنظیم زمان و شرایط خشک شدن رنگ، می توان از بروز این عیب جلوگیری کرد.
8- تغییر رنگ دادن(Discoloration)
این عیب ناشی از تغییر رنگ رزین یا رنگدانه آلی در اثر هوا ، نور خورشید یا واکنش های شیمیایی می باشد و با انتخاب فرمولاسیون صحیح مطابق شرایط محیطی منطقه عملیاتی ، قابل پیش گیری است.
9- چین و چروک(Wrinkling)
چین و چروک سطح رنگ شده که ممکن است خطی یا درهم، کوچک یا بزرگ باشد در سریع تر خشک شدن رنگ زیرین و یا انبساط زیاد لایه رویه که ضخیم هم باشد، پدید می آید. مقدار چین و چروک ، به زمان خشک شدن سطح و عمق و ضخامت فیلم بستگی دارد و با انتخاب فرمولاسیون مطلوب قابل پیش گیری می باشد. در صورتیکه رنگ با ضخامت بیشتر از حد لازم به کار می رود، امکان پیدایش این عیب افزایش می یابد. ضخامت زیاد رنگ سبب می شود که قسمت سطحی به سرعت خشک شود و کاهش حجم یابد و قسمت عمقی نتواند در مقابل این کاهش حجم عکس العمل لازم را انجام دهد.
10- جدایش بین لایه ها(Inter coat Delemination)و خوردگی زیر لایه ها(Under Cutting) در این حالت، رنگ رویه به رنگ زیرین چسبندگی نداشته و عیوبی مانند تاول زدن، ورقه شدن و پوسته شدن رنگ ایجاد می شود که ناشی از عدم سازگاری لایه های رنگ، آلوده بودن سطح رنگ زیرین یا فرا پخت آن می باشد.
رنگ هایی که با اکسیژن و بخار آب موجود در هوا خشک می شوند و آنهاییکه با کاتالیزور پخت می شوند، بیشتر مستعد چنین عیبی هستند. سازگاری یک پوشش با پوشش بعدی بسیار مهم است. اگر رنگ های مصرفی ، از تولید کنند گان مختلف تهیه شوند، احتمال ظهور ناسازگاری وجود دارد. خوردگی زیر لایه های رنگ از شکاف ها، لبه ها و فضاهای پوشیده نشده با رنگ شروع شده و پیشرفت می کند.
11- گچی شدن(chalking) در این حالت پودر نرم و سفیدی مانند گچ، بر روی لایه نهایی یا بین لایه های رنگی تشکیل می گردد که با دست به راحتی قابل لمس بوده و باعث تغییر رنگ نیز می گردد. این پدیده را که در اثر تخریب شیمیایی رزین و رنگدانه رنگ تحت تاثیر اشعه ماورابنش خورشید، بخار آب، اکسیژن و یا مواد شیمیایی به وجود می آید ، می توان با فرمولاسیون صحیح و انتخاب رزین و رنگدانه مقاوم در برابر اشعه خورشید، کاهش داد یا حذف کرد
معرفي فسفاته ها
محلولهاي فسفاته مايعاتي بي رنگ و بدون بو مي باشند كه داراي دانسيته( gr/cc 3/1 ) به بالا مي باشند.
چند نکته مهم جهت فسفاته كاري
1- در صورتيكه عمل فسفاته كاري در حد كمتري از ميزان استاندارد انجام شود قطعات دچار زنگ زدگي مي شوند.
2- اگر عمل فسفاته كاري در حد مطلوبي صورت گيرد روي سطح فلز شفق كم رنگي به رنگهاي ارغواني يا بنفش يابادمجاني تشكيل خواهد شد البته بر روي آلومينيوم شدت اين رنگ نسبت به سطح فلز آهن خيلي كمتر خواهد بود.
3- در صورتيكه عمل فسفاته كاري كمي بيشتر از حد لازم صورت بگيرد معمولاً شفق زرد طلايي رنگي روي سطح تشكيل مي گردد اين حالت نيز از نظر زير سازي مشكلي ندارد ولي مصرف مواد كمي زياد بوده است
4- در صورتيكه عمل فسفاته كاري خيلي بيشتر از حد معمولي باشد در سطح آهن روي سطح كار حالت دوده زده پيدا مي كند به طوري كه اگر انگشت را روي سطح فلز بكشيم لايه نازك سياه رنگي روي دست قرار مي گيرد در اين حالت بايد با اضافه نمودن آب از غلظت محلول فسفاته بكاهيم ويا زمان عمل اسپري را كوتاه كنيم و در سطح فلز آلومينيوم زياد بودن بيش از حد غلظت محلول فسفاته مي تواند منجر به تشكيل يك لايه گرد مانند سفيد بر روي كار شود.