التصاق السدادات على طلاءات الرش الحراري

نظرا لأن مالكي مرافق صناعة النقل يتطلعون إلى حماية هياكلهم من التآكل مع تقليل الإزعاج لجمهور المسافرين ، يتجه الكثيرون إلى طلاء الرش الحراري بدلا من الطلاءات السائلة التقليدية. طلاءات الرش الحراري لها تاريخ من الاستمرار في أي مكان من 30 إلى 50 عاما قبل أن تكون هناك حاجة إلى أي أعمال إصلاح ؛ وبالتالي ، فإن التكلفة الأعلى للواجهة الأمامية ل TSC تدفع عن نفسها ، ومع وجود أعمال إصلاح أقل مطلوبة ، لا يزعج الجمهور كثيرا.

مادة طلاء الرش الحراري (TSC) المستخدمة بشكل متكرر في صناعة النقل في الولايات المتحدة هي 85/15 ألومنيوم الزنك. يتم ترك TSC إما معرضا للعناصر لتشكيل مادة مانعة للتسرب طبيعية من خلال أكسدة الزنك والألمنيوم ، أو يتم إغلاقها باستخدام مانع تسرب مخترق بعد وقت قصير من تطبيق TSC. يتم استدعاء اختبار الالتصاق TSC بشكل عام وفقا ل ASTM D4541 ، طريقة اختبار قوة السحب باستخدام أجهزة اختبار الالتصاق المحمولة. وفقا ل SSPC-CS 23.00 (I) ، المواصفات المؤقتة لتطبيق طلاء الرش الحراري (تعدين) الألومنيوم والزنك وسبائكهما ومركباتهما للحماية من التآكل للصلب ، فإن الحد الأدنى لقيمة الالتصاق لقبولها مع 85/15 Zn / Al TSC هو 700 رطل / بوصة مربعة. إليك كيف قادنا أحد المشاريع إلى التحقيق فيما إذا كانت أكسدة TSC أو اختراق المواد المانعة للتسرب تؤثر على قيم الالتصاق TSC. على الرغم من أن آلية الترابط ومدة الالتصاق المحسن ليست واضحة تماما ، إلا أن اختباراتنا الميدانية تشير إلى أن المواد المانعة للتسرب يمكنها تحسين التصاق TSC. والأهم من ذلك ، أدركنا أنه عند تحديد اختبار الالتصاق على TSC ، يجب أن يشير المحدد إلى ما إذا كان سيتم إجراء الاختبار على الطلاء المختوم أو غير المختوم.

المشروع

في عام 2002 ، شرعت لجنة جسر شلالات نياجرا في تحقيق الفوائد طويلة الأجل ل TSC على جسر قوس قزح الذي يتم السفر إليه بكثافة ، والذي ينضم إلى شلالات نياجرا ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية ، وشلالات نياجرا ، أونتاريو ، كندا. أدارت شركتنا المشروع الذي تبلغ مساحته 450,000 قدم مربع (40,500 متر مربع).

كانت أعمال الإنتاج في يد شركة Clara Industrial Services, Ltd., Thunder Bay, ON. وقدمت شركة MISCO لخدمات التفتيش MISCO Inspection Services Co. في بيكتون، أونتاريو، أونتاريو، مراقبة جودة المقاول. وتدعو مواصفات المشروع إلى وضع 8-12 مل من 85/15 زنك/أل 85 ميل من الزنك/أل على الهيكل بأكمله، يليه 0.5-1.5 ميل من مادة مانعة للتسرب مخترقة توضع في غضون ثماني ساعات من تطبيق TSC. كما نص العقد أيضًا على إجراء اختبار التصاق دوري حسب طلب المهندس المقيم. أثناء إجراء اختبار الالتصاق، لاحظ موظفو الفحص اختلافًا كبيرًا في قيم الالتصاق حيث تم وضع dollies الاختبار على السطح قبل الختم مقارنة بالقيم بعد الختم. وفي حين أن جميع القيم تفي بالحد الأدنى المحدد وهو 700 رطل لكل بوصة مربعة، إلا أننا شعرنا بالفضول وأجرينا اختبارات ميدانية إضافية

متابعة الاختبار الميداني

كان الهدف من الاختبار الميداني هو تحديد الآثار، إن وجدت، التي قد يحدثها المانع الطبيعي الناتج عن أكسدة مادة TSC أو المانع المخترق على قيم التصاق مادة TSC. تم إجراء الاختبار باستخدام ثلاث لوحات منفصلة. خضعت جميع اللوحات لعملية تنظيف بالكشط باستخدام حبيبات النيكل رقم 20 وفقًا لمعيار SSPC-SP 5، «التنظيف بالكشط بالمعدن الأبيض». وبلغ سمك مقطع التثبيت 4.0–4.5 ميل. تم استخدام مادة لاصقة إيبوكسية ثنائية المكونات لتثبيت مادة TSC ( dollies). وأُجري اختبار الالتصاق باستخدام جهاز اختبار الالتصاق الذاتي المحاذاة PosiTest® AT-M وفقًا لمعيار ASTM D4541، طريقة الاختبار E. تم تطبيق مادة TSC على اللوحة رقم 1 (الشكل 1) بسمك متوسط يبلغ 12.8 ميل؛ ووُضعت ثلاث قطع من مادة dollies على اللوحة وسُحبت في اليوم التالي لتمثيل الحالة 1A. بلغ متوسط قيمة الالتصاق للعينات الثلاث 733 psi، مع ظهور نتائج تشير إلى فشل التصاق الطلاء بالركيزة وفشل التماسك داخل مادة TSC. تُركت اللوحة لمدة ثلاثة أشهر عند درجات حرارة تتراوح بين 65 و80 F (18 إلى 27 C) ورطوبة نسبية (RH) تتراوح بين 50 و70%، مما سمح بحدوث أكسدة مادة TSC. تم وضع ثلاث عينات من طلاء « dollies » مرة أخرى على اللوحة رقم 1، وتم سحبها في اليوم التالي لتمثيل الحالة 1B. وبلغ متوسط قيمة الالتصاق للعينات الثلاث 767 psi، وأظهرت النتائج فشل التصاق الطلاء بالركيزة وفشل التماسك داخل طبقة TSC (الجدولان 1A و1B). ولم تكن هناك سوى زيادة بنسبة 5% في قيم الالتصاق ولم يطرأ أي تغيير على أنماط الفشل، مما يشير إلى أن مادة الإغلاق المؤكسدة التي تشكلت بشكل طبيعي داخل طبقة TSC لم يكن لها تأثير مباشر على التصاق طبقة TSC.

اللوحة رقم 2 (الشكل 2) تم وضع طلاء TSC بسماكة متوسطة تبلغ 12 مللي متر؛ تم وضع ثلاث dollies على اللوحة وسحبها في اليوم التالي لتمثيل 2A. كان متوسط قيمة الالتصاق للثلاثة 620 رطل لكل بوصة مربعة مع نتائج فشل التصاق الطلاء بالركيزة. جلست اللوحة لمدة ثلاثة أشهر (65-80 درجة فهرنهايت [18-27 درجة مئوية] و50-70% رطوبة نسبية)، مما سمح بحدوث الأكسدة. ثم تم وضع طبقة مانعة للتسرب مخترقة من طلاء Corothane I Preprime (معالج at at 800 فهرنهايت [427 درجة مئوية] و60% رطوبة نسبية) بسماكة 0.5-1.5 مل (13-38 ميكرون). تم وضع ثلاث dollies على اللوحة رقم 2 وسحبها في اليوم التالي لتمثيل 2B. كان متوسط قيمة الالتصاق للثلاثة 1,133 رطل لكل بوصة مربعة مع فشل المادة اللاصقة بنسبة 100% (الجدولان 2أ و2ب). تشير هذه النتائج إلى أن المادة المانعة للتسرب كان لها تأثير واضح على التصاق اللوح TSC، مع زيادة بنسبة 83% في قيم الالتصاق.

وُضعت اللوحة رقم 3 (الشكل 3) على اللوحة رقم 3 (الشكل 3) at 10.4 مللي. تم إخفاء اللوحة وتقسيمها إلى قسمين. تم وضع مادة مانعة للتسرب على الطبقة الخارجية المكشوفة من مادة TSC at 0.5-1.5 مل. بعد معالجة المادة المانعة للتسرب، تم وضع ثلاث dollies على كل قسم وسحبها في اليوم التالي، ويمثل القسم غير المختوم 3أ، والقسم المختوم 3ب. كان متوسط قيمة الالتصاق في القسم غير المغلق 753 رطل لكل بوصة مربعة، مع فشل التصاق الطلاء at الركيزة. بلغ متوسط قيمة الالتصاق في القسم المحكم الإغلاق 2127 رطل لكل بوصة مربعة مع فشل الالتصاق (الجدولان 3أ و3ب). تشير الزيادة البالغة 183% في قيم الالتصاق في القسم المحكم الإغلاق مقابل القسم غير المحكم الإغلاق إلى زيادة كبيرة في قيم الالتصاق عند وضع المادة المانعة للتسرب بعد فترة وجيزة من الطلاء غير المحكم الإغلاق.

ما تعلمناه

وجدت اختباراتنا الميدانية أن الأكاسيد الطبيعية ، التي تتطور في مسام TSC ، لا تؤثر على قيم الالتصاق. يمكن أن تؤثر السدادات السائلة على قيم التصاق TSC حتى عند تطبيقها بعد حدوث الحد الأدنى من الأكسدة. كما أن لها تأثيرا على قيم الالتصاق عند تطبيقها بعد فترة وجيزة من TSC ، كما وجدت اختباراتنا. يمكن للسدادات ذات خصائص الترطيب الجيدة اختراق المناطق الرخوة (أو الشقوق) وإغلاق الفراغات والمسام في TSC. قد يكون ذلك عندما يتم تطبيق مانع تسرب مخترق على TSC ، يتسرب السدادة إلى مسام وفراغات TSC ويخلق رابطة أقوى.

عندما يتم النظر في استخدام المواد المانعة للتآكل في التحكم في التآكل، يجب على المالك النظر at فوائد وضع مادة مانعة للتسرب سائلة على المواد المانعة للتآكل. ويوصي SSPC-CSC 23.00 (I) بتطبيق مانع التسرب في أقرب وقت ممكن بعد استخدام المواد المانعة للتسرب بعد استخدام المواد المانعة للتسرب أو في غضون ثماني ساعات. إن الزيادة في قيم التصاق المادة المانعة للتسرب مع تطبيق المادة المانعة للتسرب ضمن هذه المعايير واضحة ويجب ملاحظتها. عند تحديد اختبار الالتصاق في مشروع ما، تأكد من تحديد ما إذا كان الاختبار سيتم إجراؤه على الطبقة غير المختومة أو المختومة من المواد المانعة للتسرب.

ببليوغرافيا

روبرت إتش أونجر ، "الرش الحراري للجسور" ، الرش الحراري: التقدم في تكنولوجيا الطلاء ، وقائع المؤتمر الوطني للرش الحراري ، أورلاندو ، فلوريدا ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 14-17 سبتمبر 1988-8708-011.

جوزيف ت. بتلر ، المعدنة للتحكم في التآكل ، المجلد 1 ، العدد 1 (يناير 2000).

SSPC-CS 23.00 (i) ، المواصفات المؤقتة لتطبيق طلاء الرش الحراري (تعدين) الألومنيوم والزنك وسبائكهما ومركباتهما للحماية من التآكل للصلب ، دليل طلاء SSPC ، SSPC: بيتسبرغ ، بنسلفانيا (مارس 2000).

إريك سي لوهري ، تعدين الجسور الفولاذية في الميدان ، JPCL (مايو 1995) ، ص 39-50