ديفيد بيميش، شركة ديفيلسكو
نشر في الأصل في: أداء المواد (فبراير 2004) ؛ قسم الطلاءات والتبطين
تحديث: أكتوبر, 2021
تعد الظروف البيئية المثلى ضرورية لإعداد السطح وتطبيقه ومعالجة الطلاءات والبطانات لتحقيق أقصى قدر من الأداء الناجح. تعرض هذه المقالة الشروط البيئية الخمسة التي يجب مراعاتها وقياسها وتأثير كل حالة على وظيفة ناجحة. كما يغطي العديد من أجهزة القياس الميكانيكية والإلكترونية ويناقش الاستخدام السليم لكل أداة.
يجب إجراء تحضير السطح وتطبيق الطلاء والبطانات في ظل الظروف البيئية المثلى للمساعدة في منع الأعطال. تتوفر مجموعة متنوعة من الأدوات لقياس الشروط الخمسة التي يجب مراعاتها وتتبعها:
من المعروف بشكل عام أن معظم الطلاءات لن تجف بشكل صحيح at درجات الحرارة المنخفضة والرطوبة النسبية العالية (RH). والأقل فهمًا هو تأثير رطوبة السطح على عمر المواد وأدائها.
تتشكل الرطوبة على سطح ما عندما يتلامس air الرطب الدافئ معه - وهي عملية تسمى التكثيف. تتسبب الرطوبة في صدأ الفولاذ غير المحمي. ومن المحتمل أن تتسبب الرطوبة المحصورة بين الطلاء والركيزة في فشل النظام المطبق قبل الأوان.
قد يكون من الصعب ملاحظة التكثيف الخفيف على الأسطح المتفجرة. بدلا من اكتشاف هذه الرطوبة ، يتم استخدام الأدوات للمساعدة في تقييم خطر تكوين الرطوبة في المقام الأول. يجب إجراء اختبارات لحساب درجة حرارة نقطة الندى قبل وأثناء وبعد عملية الطلاء. يجب مقارنة درجة حرارة نقطة الندى بدرجة حرارة السطح للتأكد من أن الاثنين متباعدان بدرجة كافية بحيث يكون تكوين الرطوبة غير مرجح.
تعد المراقبة الدقيقة للظروف الجوية والفهم الجيد لتأثيرها على الجودة والصحة طويلة الأجل لتطبيقات الطلاء والبطانة مهمة لجميع المقاولين والمفتشين.
تتمثل المعلمات الأولى اللازمة لتقييم خطر تكوّن الرطوبة على الركيزة في درجة حرارة السطح المراد تحضيره أو طلاؤه ودرجة حرارة air بالقرب من هذا السطح. At الليل، عادةً ما يشع العمل الفولاذي الحرارة ويبرد بدرجة حرارة أقل من درجة حرارة air . أثناء النهار، يمتص الحرارة وعادةً ما يكون أكثر دفئًا من درجة حرارة air .
نظرًا لأن درجة حرارة السطح غالبًا ما تكون مختلفة عن درجة حرارة air خاصةً بالنسبة للأعمال التي تتم في الخارج، يجب قياس كلتا درجتي الحرارة لتجنب مشاكل التطبيق إذا أصبحت درجة حرارة air أو الفولاذ ساخنة جدًا أو باردة جدًا لتكوين طبقة رقيقة مرضية. يمكن أن يتسبب التطبيق at درجات حرارة غير صحيحة في حدوث عيوب مثل: التقرحات، والتقرحات، والتشقق والتشقق الجاف والتشقق الطيني. يجب أن تحدد الشركة المصنعة للطلاء درجات الحرارة القصوى والدنيا لدرجات حرارة السطح لتطبيق الطلاء.
ASTM D3276 ، "Standard ينص دليل مفتشي الطلاء (الركائز المعدنية) ، "1 على أن الحد الأدنى لدرجة حرارة السطح لتطبيق الطلاء عادة ما يكون 40 درجة فهرنهايت (5 درجات مئوية). قد تصل إلى 0 درجة فهرنهايت (-18 درجة مئوية) لأنظمة "المعالجة الباردة" المكونة من مكون واحد أو عنصرين أو 50 درجة فهرنهايت (10 درجات مئوية) للأنظمة التقليدية المكونة من عنصرين. قد تنص مواصفات الطلاء أيضا على أنه لا ينبغي إجراء الطلاء عندما تنخفض درجة الحرارة وضمن 5 درجات فهرنهايت (3 درجات مئوية) من الحد الأدنى.
عادة ما تكون درجة حرارة السطح القصوى لتطبيق الطلاء 125 درجة فهرنهايت (50 درجة مئوية) ما لم ينص بوضوح على خلاف ذلك. قد يتسبب السطح شديد الحرارة في تبخر مذيبات الطلاء بسرعة كبيرة بحيث يكون التطبيق صعبا أو حدوث تقرحات أو ينتج فيلم مسامي.
تتأثر معدلات المعالجة بشكل مباشر بالرطوبة النسبية - كمية الرطوبة في air معبراً عنها كنسبة مئوية من إجمالي الكمية (التشبع) الممكنة at درجة حرارة معينة. لا يمكن air المحمل بالرطوبة أن يحتفظ بكمية المذيب مثل air الجاف. لذلك، يمكن أن يؤدي ارتفاع الرطوبة النسبية إلى تأخير معدل تبخر المذيب. ولهذا السبب، يتم تحديد الحد الأقصى للرطوبة الرطبة النسبية التي يمكن at وضع الطلاءات أو البطانات ومعالجتها at 85%. ومع ذلك، فإن بعض الطلاءات تتطلب رطوبة للمعالجة. لذلك، من المهم التحقق من مواصفات الطلاء.
درجة حرارة نقطة الندى هي درجة الحرارة التي تبدأ at الرطوبة في التكون على سطح صلب. وهي درجة الحرارة التي يجب أن يتم تبريد حجم air عندها للوصول إلى التشبع. وهي دالة لدرجة حرارة air والرطوبة النسبية.
المعلمة الأخيرة التي يجب ملاحظتها هي مقدار الفصل بين درجة حرارة السطح ودرجة حرارة نقطة الندى. من المحتمل أن تتشكل الرطوبة إذا كانت هي نفسها. حتى لو كانت قريبة ، فقد يكون خطر تكوين الرطوبة مرتفعا بشكل غير مقبول. وثائق مثل ASTM D3276 والدولية standard تنص ISO 8502-42 على أن درجة حرارة السطح يجب أن تكون على الأقل 5 درجات فهرنهايت (3 درجات مئوية) فوق درجة حرارة نقطة الندى خلال المراحل الثلاث الحرجة للطلاء: التحضير والتطبيق والعلاج. يساعد هذا الفصل الأدنى أيضا على السماح بتقليل درجة حرارة السطح حيث تتبخر المذيبات أو عند تطبيق مواد الطلاء البارد.
يمكن تحديد درجة حرارة air ودرجة حرارة نقطة الندى والرطوبة الرطوبة النسبية باستخدام مقياس رطوبة رقيقة أو مقياس رطوبة رطبة يعمل بالبطارية. هذه الأجهزة مزودة بمقياسين للحرارة. يقيس الترمومتر الأول، الذي يسمى "البصلة الجافة"، درجة حرارة air المحيط. أما الترمومتر الثاني فيتم تغليفه بجورب أو فتيل من الشاش يتم ترطيبه قبل استخدامه، ومن هنا جاءت تسمية "البصلة الرطبة". تمثل "درجة حرارة البصلة الرطبة" فقدان الحرارة من تبخر الماء في الجورب. ستؤدي الرطوبة الرطبة الرطبة المنخفضة إلى معدل تبخر أسرع ودرجة حرارة بصيلة رطبة أقل من الرطوبة العالية.
يتم تدوير مقياس الرصد النفسي بالحبال (الشكل 1) عبر air للحصول على قيمتي درجة الحرارة. ويظل مقياس الرصد النفسي الكهربائي ثابتًا بينما تسحب مروحة تعمل بمحرك air عبر مقياسي الحرارة.
اقرأ الإرشادات بعناية. يجب فحص الأداة وإعدادها بشكل صحيح قبل كل اختبار. افحص الغطاء الرطب بانتظام واحتفظ به في حالة جيدة. يترك تبخر الماء من الشاش دائما كمية صغيرة من المواد الصلبة. لذلك من المستحسن استخدام الماء النقي قدر الإمكان وكذلك تجديد الشاش من وقت لآخر.
يعد الموقع الفعلي للاختبار ومقدار الوقت المستغرق في الدوران أو نفخ air فوق البصلة الرطبة من العوامل التي تؤثر بشكل مباشر على دقة نتيجة الاختبار. يجب تدوير الترمومتر بسرعة لمدة 15 أو 20 ثانية؛ ثم التوقف وقراءة البصلة الرطبة بسرعة أولاً لأنها ستبدأ في التغير عندما تتوقف حركة air . يجب تكرار الاختبار حتى تتساوى قراءتان أو أكثر للمصباح الرطب مع أدنى قراءة تم الحصول عليها.
للحصول على أفضل دقة ، يجب أن يدور مقياس النفس في الظل. يجب على المراقب مواجهة الرياح وخطوة ذهابا وإيابا بضع خطوات لمنع جسمه من التأثير سلبا على الملاحظات. اعلم أنه عندما تكون درجة الحرارة قريبة أو أقل من نقطة التجمد ، فإن مقياس النفس ليس أداة موثوقة للغاية لقياس الرطوبة3.
لا يقيس مقياس الرطوبة الرطوبة النسبية ودرجة حرارة نقطة الندى مباشرةً. يتم حساب هذه القيم باستخدام معادلة يتم فيها إدخال درجات حرارة البصلة الجافة والشبكة. وتتوفر الرسوم البيانية وحاسبات القاعدة النفسية لقياس الرطوبة الجوية لهذا الغرض. تسهّل الرسوم البيانية مثل جداول القياس النفسي الخاصة بمكتب الطقس الأمريكي(الشكل 2) هذا التحديد. اختر الجدول المطابق للضغط الجوي المحلي لذلك اليوم: يمكن الحصول على هذه القيمة من أقرب مكتب طقس للمطار. وبوجه عام، يتم استخدام 30 بوصة (76 سم) من الزئبق وتتوافق مع مستوى سطح البحر. At المرتفعات الأعلى، استخدم 29 إلى 23 بوصة (74 إلى 58 سم).
اقرأ موازين الحرارة بعناية لأن هناك العديد من الفرص لأخطاء الاستيفاء. يمكن أن تؤدي الاختلافات الطفيفة في القيم التي تم الحصول عليها من مقاييس درجة الحرارة وجداول البحث عن الرطوبة إلى نتائج مختلفة إلى حد كبير.
فيما يلي مثال: افترض أن كلا من موازين الحرارة ذات المصباح الرطب والجاف تقرأ بزيادات بمقدار درجة واحدة ولكن يمكنك الاستيفاء إلى 1/2 درجة. بالنظر إلى دقة +1 درجة نموذجية ، إذا كانت درجة حرارة المصباح الجاف 75 درجة فهرنهايت (23.9 درجة مئوية) وكانت درجة حرارة المصباح الرطب 73 درجة فهرنهايت (22.8 درجة مئوية) ، يمكن أن تشبه القيم المسجلة المحتملة تلك الموجودة في الجدول 1.
على الرغم من أن كلتا قيمتي مقياس الحرارة في حدود التفاوت المسموح به، إلا أن حساب صيغة الرطوبة الناتجة يختلف بمقدار 8.8 نقطة مئوية! إذا تم استخدام جدول بحث بدلاً من حساب الصيغة، فقد يكون الفرق أكبر من ذلك. تكون ميزانية الخطأ هذه أكبر في حسابات اللمبة الرطبة/الجافة at الرطوبة الرطبة الرطبة المنخفضة جدًا والمرتفعة جدًا.
يمكن أيضا قراءة RH مباشرة من مقياس الرطوبة أو تسجيلها باستمرار باستخدام هيدروجراف.
يستخدم الترمومتر بدرجة حرارة السطح، مثل المقياس الموضح في الشكل 3، عنصر استشعار ثنائي المعدن. يمكن توصيله مغناطيسيا بسطح فولاذي ، وسيحمله الشريط على الأسطح الأخرى.
يجب أن تظل موازين الحرارة في مكانها لفترة زمنية كافية حتى تستقر درجة الحرارة - عادة 2 أو 3 دقائق. اضغط على القرص برفق قبل إجراء القراءة النهائية واحرص على القراءة مباشرة. تجنب أشعة الشمس المباشرة أو الرياح أو الإشعاع الحراري أو قنوات التدفئة أو التهوية أو غيرها من الحالات المماثلة. الحصول على بيانات للمناطق الساخنة والباردة وكذلك للمناطق المتوسطة.
موازين الحرارة الرقمية غير الملامسة بالأشعة تحت الحمراء، مثل جهاز PosiTector IRT أو PosiTector DPM IR، لقياس درجة حرارة السطح. اقرأ تعليمات الجهاز بعناية. فكلما كان الجهاز بعيدًا عن السطح، كلما كانت مساحة القياس أكبر - مما يتسبب في خطأ محتمل.
تتغير الظروف الجوية دائما: لذلك ، يجب إجراء القياسات والحسابات بشكل متكرر. أربع ساعات هي فترة دنيا نموذجية. يوصى بقياس المواقع المختلفة وتسجيل الظروف قبل الوظيفة وأثناءها وبعدها. تتطلب بعض المواصفات قياسا مستمرا أثناء تعرض الفولاذ النظيف بالانفجار الكاشطة أو أثناء معالجة الطلاء أو البطانات: يضمن القياس المستمر أن يكون المعدن أكثر دفئا من نقطة الندى.
تحسب بعض الأمتار درجة حرارة نقطة الندى فقط ، ولكن الأدوات الأكثر عملية لها مسبار درجة حرارة سطح متصل (الشكل 4). يسمح مسبار درجة حرارة السطح للمتر بحساب وعرض قيمة دلتا المهمة - الفرق بين درجات حرارة السطح ونقطة الندى.
القياس المستمر هو أحد الأسباب التي تجعل الأدوات الرقمية المتكاملة شائعة بسرعة. إنها تبسط إلى حد كبير عملية قياس وحساب المعلمات البيئية الحرجة. توفر المستشعرات الدقيقة سريعة الاستجابة قراءات دقيقة وقابلة للتكرار بموثوقية عالية واستقرار طويل الأمد. عادة ما تتوفر شهادات المعايرة التي تظهر إمكانية التتبع المباشر لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا.
يعرض جهاز PosiTector DPM DPM مقياس درجة الندى باستمرار وفي نفس الوقت جميع المعلمات البيئية الخمسة على شاشة الكريستال السائل. لا يتم عرض القيم فحسب، بل يمكن تخزين هذه القيم في ذاكرة المقياس at زر واحدة مع التاريخ والوقت. والأفضل من ذلك، يمكن إدخال فاصل زمني ويمكن ترك المقياس دون مراقبة لتسجيل جميع القيم الخمس at ذلك الفاصل الزمني - على سبيل المثال كل 15 دقيقة أو كل ساعة(الشكل 5). يمكن تخزين البيانات المسجلة حتى يتم استرجاع مقياس نقطة الندى من الموقع، أو يمكن للمستخدم تمكين المراقبة عن بُعد ومشاهدة البيانات المباشرة من الحقل. يعد هذا مفيدًا للاحتفاظ بسجل كامل للظروف البيئية التي تسبق تطبيق الطلاء وأثناءه وبعده.
عادةً ما توفر أدوات الكل في واحد، مثل مقياس درجة الندى DPM منPosiTector DPM، دقة أعلى وبساطة أكبر واستجابة أسرع من الطرق الميكانيكية. كما أن تشغيلها السهل بيد واحدة مفيد عند تسلق السلم أو السقالة أو عند الوصول إلى المواقع البعيدة والمناطق الصغيرة التي يصعب الوصول إليها. الإخراج على الشاشة سريع ومستمر.
تتميز أجهزة قياس نقطة الندى الأخرى المتكاملة مثل جهازPosiTector DPM L Dew Point Meter Logger، بحاويات محكمة الإغلاق بيئيًا ويمكنها قياس الظروف البيئية بشكل مستقل لمدة تصل إلى 200 يوم دون الحاجة إلى تغيير البطاريات.
ميزة أخرى توفرها الأدوات الرقمية هي أنها تأخذ الكثير من التخمين من القياس. تحتوي العديد من الطرز على إنذارات تنبه المستخدم تلقائيا عندما تكون درجة حرارة السطح قريبة جدا من درجة حرارة نقطة الندى ؛ تشير هذه الميزة إلى ارتفاع مخاطر تكوين الرطوبة. يتم عرض معظمها بوحدات مئوية أو فهرنهايت. يسجل البعض قيمة درجة حرارة السطح فقط بعد استقرار هذه القيمة. بمعنى آخر ، المس سطحا باردا أو ساخنا وستقوم الأداة بقياس قراءة درجة الحرارة أثناء انخفاضها أو ارتفاعها إلى درجة حرارة السطح الفعلية. في بضع ثوان ، بمجرد أن يحدد المقياس أن القراءة قد استقرت ، يصدر المقياس صوتا ويجمد الشاشة. هذا مفيد بشكل خاص عند قياس المناطق النائية حيث يصعب أو يستحيل عرض الشاشة.
1. ASTM D3276-15e1 ، "Standard دليل لمفتشي الطلاء (ركائز معدنية)" (غرب كونشوهوكين ، بنسلفانيا: ASTM 2015)
2. ISO 8502-4: 2017 ، "تحضير ركائز الصلب قبل تطبيق الدهانات والمنتجات ذات الصلة - اختبارات لتقييم نظافة السطح - أن كلا من المصباح الرطب والجاف الجزء 4: إرشادات حول تقدير احتمال التكثيف قبل تطبيق الطلاء" (جنيف ، سويسرا : ISO ، 2017)
3. ASTM E337-15 ، "Standard طريقة اختبار لقياس الرطوبة باستخدام مقياس (قياس درجات حرارة المصباح الرطب والجاف)" (West Conshohocken ، PA: ASTM 2015)
ديفيد بيميش (1955-2019) ، الرئيس السابق لشركة DeFelsko Corporation ، وهي شركة مقرها نيويورك لتصنيع أدوات اختبار الطلاء المحمولة التي تباع في جميع أنحاء العالم. حصل على شهادة في الهندسة المدنية وأكثر من 25 عاما من الخبرة في تصميم وتصنيع وتسويق أدوات الاختبار هذه في مجموعة متنوعة من الصناعات الدولية بما في ذلك الطلاء الصناعي وفحص الجودة والتصنيع. أجرى ندوات تدريبية وكان عضوا نشطا في العديد من المنظمات بما في ذلك NACE و SSPC و ASTM و ISO.
