قد يواجه الزملاء والأقران في خدمات المجال الفنيين مشكلات بشكل متكرر أثناء البناء حيث تفشل الطلاءات في الالتصاق بشكل صحيح بالحواف أو الزوايا الحادة أو المناطق المدببة للمكونات الهيكلية، مما يؤدي إلى تعرض الركيزة أو الصدأ المبكر. لقد واجهت هذه المشكلة عدة مرات في عملي. دعونا نستكشف هذه المشكلة بالتفصيل.
1. "معدل الاحتفاظ بالحافة" أو "معدل تغطية الحافة"
نظرة عامة على المشكلة:
عندما يتم تطبيق مواد الطلاء على الحواف الحادة للهياكل الفولاذية، فإن المشكلة الشائعة هي التغطية الضعيفة عند الحواف أو الزوايا أو الأطراف (يشار إليها مجتمعة باسم الحواف). هذا ملحوظ بشكل خاص مع الطلاءات ذات الألوان الفاتحة، وغالبًا ما يتبعها الصدأ المبكر.
المنظور التقليدي:
في صناعة الطلاء الكهربائي، هناك اعتقاد تقليدي بأن انخفاض سمك الطلاء عند الحواف، والذي ينتج عن سحب طبقة الطلاء بعيدًا أثناء التجفيف والمعالجة، هو السبب الرئيسي للتآكل الموضعي عند الحواف. ومع ذلك، قد لا تكون هذه الرؤية صحيحة من منظور ميكانيكي أو عملي.
2. مناقشة حول "معدل الاحتفاظ بالحافة" أو "معدل تغطية الحافة"
غالبًا ما تتم مناقشة مفهوم "معدل الاحتفاظ بالحافة" أو "معدل تغطية الحافة"، لكنه قد لا يفسر بشكل كامل سبب حدوث التآكل عند الحواف. علاوة على ذلك، قد لا توفر طرق الاختبار الحالية أدلة موثوقة للتحقق من فعالية طلاء الحواف.
تعد حواف الهياكل الفولاذية من بين المناطق الأكثر صعوبة للحماية من التآكل، وعادة ما تكون حيث تتقاطع مستويان بزاوية 90 درجة. تعزو الرؤية التقليدية التآكل عند هذه الحواف إلى انخفاض سمك الفيلم الجاف (DFT) عند الحافة، والذي ينتج عن سحب طبقة الطلاء بعيدًا أثناء المعالجة أو التجفيف. تسمى القدرة على الحفاظ على DFT كافية عند الحافة بمعدل الاحتفاظ بالحافة، والذي تحدده معايير مثل MIL-PRF-23236D و NACE TM0304. تقيس هذه المعايير معدل الاحتفاظ بالحافة كنسبة DFT عند الحافة إلى DFT على الأسطح المسطحة المجاورة، معبرًا عنها على النحو التالي:
وفقًا لـ MIL-PRF-23236D، يعتبر الطلاء مقاومًا لتأثيرات الحواف إذا كان متوسط معدل الاحتفاظ بالحافة عبر ثلاث عينات اختبار هو 70٪، مع عدم وجود عينة واحدة أقل من 50٪.
3. هل يضمن معدل الاحتفاظ بالحافة بنسبة 70٪ مقاومة التآكل؟
3.1 الإجابة: على الأرجح لا
قد يكون لمفهوم الاحتفاظ بالحافة لحماية التآكل وتكرار أو أهمية اختبارات معدل الاحتفاظ بالحافة عدة مشكلات:
من التعريف، يعتمد الاحتفاظ الناجح بالحافة على DFT متسقة عبر كل من الأسطح المسطحة والحافة. التحدي الرئيسي هو التأكد من أن سمك الفيلم الرطب (WFT) عند الحافة يتطابق مع سمكه على الأسطح المسطحة. لإجراء مقارنة صحيحة، يجب أن يكون WFT على كلا المنطقتين موحدًا أثناء التطبيق، لذا يجب أن يكون DFT بعد التجفيف / المعالجة قابلاً للمقارنة، بافتراض عدم وجود قوى خارجية تؤثر على الطلاء. لا يتطلب كل من MIL-PRF-23236D ولا NACE TM0304 قياس WFT عند الحافة، مما يجعل من المستحيل التأكد مما إذا كان قد تم تطبيق طلاء كافٍ أو مفرط عند الحافة.
مثال:إذا تم تطبيق طلاء بمحتوى صلب بنسبة 50٪ عند 250 ميكرومتر WFT على سطح مستوٍ، فسيكون DFT هو 125 ميكرومتر. ومع ذلك، إذا تم تطبيق 150 ميكرومتر فقط WFT عند الحافة بسبب اختلافات التطبيق، فسيكون DFT الناتج هو 75 ميكرومتر، مما يؤدي إلى معدل احتفاظ بالحافة يبلغ 60٪، مما يفشل في تلبية الحد الأدنى للمتطلبات البالغ 70٪. بدون معرفة WFT عند الحافة، فإنه من غير الواضح ما إذا كان انخفاض DFT يرجع إلى قوى خارجية أو تطبيق غير متساوٍ. بالإضافة إلى ذلك، قد تختلف قياسات DFT على الأسطح المسطحة، ولا تحدد المعايير عدد القياسات المطلوبة أو مكان أخذها. على سبيل المثال، إذا كان أحد الأسطح المسطحة يحتوي على DFT يبلغ 150 ميكرومتر وآخر 100 ميكرومتر، فإن متوسط DFT هو 125 ميكرومتر، لكن هذا المتوسط يفتقر إلى الصلة عند المقارنة بـ DFT للحافة. يؤثر أيضًا شكل سطح الحافة بشكل كبير على قياسات DFT على الأسطح المسطحة.
3.2 طرق تطبيق الطلاء:
يمكن أن تؤثر طريقة تطبيق الطلاءات على السُمك. يمكن أن يؤدي تطبيق الرش على الحواف إلى طلاء غير متساوٍ:
-
قد يؤدي الرش المباشر على الأسطح المسطحة إلى ترك الحواف غير مطلية أو مطلية بشكل ناقص.
-
قد يؤدي الرش بزاوية إلى الإفراط في طلاء الحواف مع نقص طلاء الأسطح المسطحة.
-
قد يقلل الرش المباشر على الحواف من سمك الطلاء عند الحافة.
يتطلب MIL-PRF-23236D رش الأسطح المسطحة أولاً، ثم الرش المباشر على الحواف. قد تتراكم هذه الطريقة طلاءًا كافيًا حول الحافة ولكنها تقلل السُمك مباشرة عند الحافة.
4. الخلاصة
يشير ما ورد أعلاه إلى أنه، في حين أن معدل الاحتفاظ بالحافة قد يكون بمثابة مؤشر على حماية تآكل الحافة، فإن العيوب في طرق الاختبار تقوض القدرة على قياسه بشكل هادف. تسلط هذه القيود الضوء على الحاجة إلى بروتوكولات اختبار محسنة لضمان أداء طلاء الحواف الموثوق به.