Возможные виды брака при нанесении полимочевины, их предупреждение и способы устраненияНаиболее распространенным видом брака, появляющимся на полимочевинных эластомерных покрытиях, зачастую даже через значительный промежуток времени после нанесения, являются пузыри. Чтобы быть застрахованным от подобных последствий, нужно четко понимать возможные причины их появления. Дефекты напыляемого покрытия могут быть обусловлены как целым комплексом факторов, так и каким-либо одним из них. Во-первых, бездефектность покрытия в значительной мере обеспечивается исправной работой оборудования для напыления, в частности, зависит от равномерности подачи насосами компонентов, чистоты пистолета-распылителя, отсутствия протечек через уплотнители, правильного подбора смесительной камеры и сопла и прочих нюансов. Во-вторых, к дефектам покрытия приводит недостаточная или небрежно проведенная предварительная подготовка поверхности, которая в идеале сводится к практически полной очистке от загрязнений, заполнению пор покрытия (в случае пористых поверхностей), правильному выбору праймера. В-третьих, качество покрытия является прямым следствием опыта и квалификации оператора, правильной техники нанесения. В-четвертых, немаловажное значение имеет качество исходного сырья, соблюдение гарантийных сроков хранения и правильности рецептуры системы, соответствие выбранной полимочевинной системы конкретным требованиям и условиям эксплуатации, отсутствие инородных включений.

 

Возможные виды брака при нанесении полимочевины, их предупреждение и способы устраненияПовседневной практикой использования полимочевинных эластомеров выявлена особая важность фактора влажности, являющегося на сегодняшний день одной из самых распространенных причин появления отслоений и пузырей поликарбамидных покрытий. Образование пузырей связано с выделением углекислого газа, являющегося результатом реакции избыточной влаги с изоцианатным компонентом полимочевинной системы. Примечательно, что пузыри, как правило, появляются на покрытии не непосредственно после нанесения, а лишь спустя 4-24 часа.

Может возникнуть вопрос, а как же тогда широко разрекламированная нечувствительность к влаге полимочевинных систем, которая столь выгодно отличает их от полиуретановых. Все это верно при полном соблюдении технологических норм нанесения, которые на практике соблюсти не всегда представляется возможным.

 

Ниже перечислены наиболее часто встречающиеся отклонения, которые при избыточной влажности обладают свойством усиливать свое отрицательное воздействие на качество напыляемого покрытия:

  • -подтекание изоцианата через клапан;
  • -«проплев» изоцианатного компонента через пистолет-распылитель;
  • -несоответствие дозировки компонентов в распыляемой смеси требуемому соотношению (повышенный расход изоцианата);
  • -неправильный подбор пары сопло-смесительная камера;
  • -напыление полимочевинного эластомера на недостаточно просушенный слой праймера.

Другой разновидностью пузырей, причиной которых является избыточная влажность, являются пузыри, образующиеся при нанесении полимочевины на пористые основания, такие как бетон или цементная стяжка.

Механизм образования пузырей при нанесении полимочевинных систем на пористые основания

Поскольку реакция полимеризации полимочевины является экзотермической, т. е. сопровождается выделением теплоты в окружающую среду, то под воздействием этого тепла, достигающего 120 градусов С, увеличивается давление паров воды, находящихся в порах бетонного основания. Стремясь вырваться наружу, эти пары легко прорывают не успевший набрать требуемый запас прочности полимочевинный слой. Пузырьки размерами около 1мм в диаметре лопаются, образуя характерные выемки. Довольно часто их просто стараются перекрыть нанесением дополнительных слоев напыляемого покрытия, что лишь усугубляет ситуацию: на месте многочисленных мелких пузырьков образуются все более и более крупные.

Разумеется, покрытие в таком виде рано или поздно приведет к протечкам. Чтобы предотвратить появление этого вида брака следует использовать следующие уже опробованные и доказавшие свою эффективность приемы:

  • -просушка подложки, что в некоторых случаях представляется затруднительной, а то и вовсе невозможной операцией;
  • -праймирование пористого основания полиуретановым праймером низкой вязкости либо эпоксидной грунтовкой, что является наиболее надежным средством избежать данного вида брака;
  • -напыление полимочевинного эластомера вечером, поскольку бетон, как и любой другой «дышащий» материал, при остывании находится в, так называемой, фазе «вдоха»;
  • -напыление на нижней границе рабочего диапазона температур компонентов (60 градусов) и при минимальной производительности, т. е. минимальном расходе полимерной смеси за один проход.

Следствием недостаточно тщательно очищенной перед нанесением полимочевины поверхности является, так называемый, «теневой эффект», приводящий к нарушению сплошности готового поликарбамидного покрытия. Пустоты, образующиеся в результате загрязнения основания твердыми частицами, внешне напоминают «кратеры», являющиеся следствием избыточной влажности пористого основания. Принцип образования пустот заключается в следующем: ввиду быстро протекающей реакции полимеризации поликарбамида напыляемое покрытие при попадании на твердую частицу не успевает ее перекрыть, в результате чего образуется незаполненное полимочевиной пространство наподобие тени под зонтом, что и послужило причиной названия этого вида брака («теневой эффект»). Попытки исправить возникшие дефекты путем повторного нанесения эластомера под тем же углом не приводят к положительному результату, размеры «зонта» лишь возрастают.


Проявление «теневого эффекта» на загрязненной поверхности

Твердыми загрязняющими элементами, способными вызвать «теневой эффект», являются пыль, не сметенный мусор, а также выступы и неровности предварительно не выровненной цементной стяжки. Важно учитывать роль «теневого эффекта» при выборе системы наружной антикоррозионной защиты трубопроводов, поскольку в данном случае возможно образование твердых частиц из осевших и затвердевших на оборотной стороне трубы капелек поликарбамида.

При напылении в ветреную погоду характерным видом брака является «шагрень» на ППУ, образующаяся из-за распыления струи полимочевинного аэрозоля ветром, что особенно заметно в периферийной зоне факела распыления, где угол падения распыленной реакционной смеси к поверхности нанесения наиболее отличен от прямого. В связи с этим рекомендуется перед напылением полимочевины нанести на пенополиуретановый теплоизоляционный слой вспомогательный слой праймера, представляющий обычно однокомпонентную полиуретановую мастику.

Еще одной распространенной причиной брака в полимочевинных покрытиях, являются раковины в теле бетона размерами от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, как в ширину, так и в глубину. Наличие раковин является непременной составляющей вертикальных поверхностей разъема опалубки и литого бетона, на горизонтальных поверхностях обычно не встречаются. В случае бетонных поверхностей вскрытие раковин в процессе абразивной обработки бетонной поверхности, тщательная шпатлевка специальными составами на цементно-полимерной основе являются обязательным этапом работ по предварительной подготовке бетонного основания к нанесению полимочевины, что, впрочем, относится и к использованию любых лакокрасочных покрытий. В противном случае при напылении поликарбамидного эластомера в незашпатлеванных полостях раковин образуются пустоты, через которые почти наверняка будет происходить просачивание химически агрессивных по отношению к бетону жидкостей, приводящее к образованию пузырей покрытия и его отслоение.


"Теневой эффект" на стеновой бетонной поверхности

«Теневой эффект» может вызываться неправильной техникой напыления при отсутствии каких-либо загрязнений. Во избежание дефектов поверхности следует соблюдать определенный порядок нанесения покрытия. В первую очередь необходимо заполнить все труднодоступные полости, различного рода выемки, места примыканий и т. д., затем ровные поверхности большой площади, причем пистолет-распылитель должен быть направлен к поверхности под углом в 90 градусов или максимально близко к этому направлению. В последнюю очередь производится напыление на выпуклости. Нарушение установленного порядка напыления может привести к нарастанию на выступающих кромках валиков из поликарбамида, препятствующих проникновению реакционной распыляемой смеси внутрь образовавшейся полости. Все это азбука напыления, хорошо освоенная и отработанная операторами распылительных установок, одинаково применимая как для напыления полимочевины, так и пенополиуретановой теплоизоляции.


Также достаточно распространенной причиной брака является температурный фактор, приводящий к образованию пузырей между отдельными слоями покрытия. Образование пузырей связано с более высокой температурой второго и последующих наносимых слоев защитного покрытия в сравнении с первым слоем, не успевающим достичь нужной степени отверждения и достаточного запаса прочности ввиду высокой теплоотводящей способности холодной подложки. Первый напыляемый слой служит своеобразным теплоизолятором между подложкой и последующим наносимым слоем. Как следствие, второй слой и разогревается быстрее и отверждается тоже быстрее. Результатом неодинакового времени отверждения первого и второго слоев эластомера является внутреннее напряжение, проявляющееся в виде усадочной деформации (пузырей) между мягким, не до конца отвержденным, первым слоем и более твердым последующим. Все вышесказанное в отношении температурного фактора, как одной из причин брака в покрытии возможно при напылении покрытия (не полимочевинного), например, на очень холодную металлическую поверхность большой площади. Если же такой эффект наблюдается при напылении покрытия, заявленного как полимочевина, то это вполне веский повод подвергнуть сомнению чистоту напыленной системы, вполне возможно что это полиуретан либо гибридная полиуретан-полимочевинная система.

Однако температурный фактор в определенных случаях способен отрицательно сказываться и на поликарбамидном покрытии в виде эффекта «холодной стенки». При температурах наружной поверхности значительно более низких, чем температура внутри вполне вероятно образование пузырей между поверхностью и облицовкой, нанесенной с внутренней стороны таких объектов, как различные емкости, резервуары, сосуды и др., причем появляются они, как правило, уже после сдачи объекта в эксплуатацию. В качестве примера можно привести стальную емкость, заполненную горячей водой, без наружной теплоизоляции. Разница между внутренней температурой и температурой снаружи емкости является причиной осмоса водяных паров сквозь облицовочный слой к холодной стенке, где и происходит их конденсация с образованием пузырей под слоем покрытия в местах его наименьшей адгезии к металлу. Причем, чем выше температурный градиент, тем больше количество и размеры образующихся пузырей, как правило, заполненных водой.


Эффект «холодной стенки»

Подобный эффект, хоть и в меньшей степени проявляется и при нанесении полимочевины на бетонные поверхности, обладающие меньшей теплопроводностью в сравнении со сталью. Ускорению процесса способствуют водорастворимые соли на защищаемой поверхности, являющиеся гидрофильными центрами притяжения влаги, и способствующие, таким образом, усилению ее диффузии через облицовочный слой.

Эффект «холодной стенки» наглядно проявляется при напылении полимочевинного эластомера на холодную наружную сторону паропроницаемой стенки, при условии подверженности противоположной внутренней стороны воздействию нагретого влажного воздуха, что может иметь место на пищевых комбинатах, прачечных и т. д.

Как избежать эффекта «холодной стенки»? Как правило, брак, вызванный эффектом «холодной стенки» не поддается исправлению, поэтому еще до начала работ по нанесению эластомерных напыляемых покрытий необходимо произвести ряд предварительных операций:

  • -удалить с поверхности нанесения водорастворимые соли (хлориды, сульфаты и нитраты) до минимально допустимого уровня 20х10-6 г/см2;
  • -обеспечить эффективную теплоизоляцию объекта с целью нивелирования температурного градиента.

Если условия невыполнимы по каким-либо причинам, лучше использовать другие антикоррозионные покрытия, обладающие большей степенью водонепроницаемости.


Что касается самой технологии напыления, так называемого, аппаратурного фактора, то особенно важно соблюдать объемное соотношение взаимодействующих компонентов, для чего разность рабочих давлений в линиях каждого из компонентов не должна быть выше 10%. При несоблюдении данного условия через несколько часов, а иногда и суток после нанесения покрытия появляются пузыри.

Еще одной причиной появления пузырей может являться несовпадение вязкостей смолы и изоцианата, предотвратить которое можно раздельным нагревом компонентов, что обеспечивается современными распылительными установками для напыления полимочевины, имеющими подобную функцию. Например, менее вязкую смолу допустимо нагреть до 60 градусов С, а изоцианат с более высокой степенью вязкости – до 80 градусов, и наоборот. Следует заметить, что разница вязкостей, являющаяся важнейшим фактором, от которого зависит качество смешения компонентов, является непосредственной заботой химиков-технологов компании-поставщика, которые обязаны обеспечить не только минимальную разницу вязкостей компонентов, но и минимальную по абсолютной величине вязкость каждого из них (не более 1000 мПа*с при комнатной температуре).

Нельзя недооценивать и важность правильного подбора типоразмеров пары смесительная камера-сопло, что является одним из условий хорошего смешения компонентов быстрореагирующей полимочевинной системы. Сопло призвано контролировать расход реакционной смеси и ее распыление в форме факела, а смесь компонентов должна полностью заполнять камеру – только при обеспечении этих условий можно предотвратить образование пузырей с течением времени, образующихся, как правило, в периферийной зоне по краям факела.

Следует обратить особое внимание на фильтры при входе в пистолет-распылитель, предназначенные для свободного, беспрепятственного поступления компонентов к смесительной камере. Оптимальными размерами сеток фильтров являются при высокой производительности сетки с размерами ячеек 40 меш., а при небольшой производительности – 60 меш.

Стабильная работа распылительной установки, исключающая возникновение брака поверхности, обеспечивается в значительной мере однородностью сырьевого содержимого бочек. Компонент «А» (смола) представляет собой дисперсию твердых частиц размерами не более 10 мкм в жидкой смеси, т. е. он пигментируется. При изготовлении компонента обычно используются высокоскоростные диспергаторы, т.е. химические вещества, позволяющие соединять практически несоединимые компоненты, что делает их незаменимыми при производстве различных эмульсий и красок. Диспергаторы не только дают возможность смешать несмешиваемое, но и удержать полученную смесь в состоянии дисперсии с равномерным распределением частичек дисперсионной фазы в дисперсионной среде, т. е. обладают также свойством стабилизации при хранении дисперсионной смеси.

Однако, несмотря на применение диспергаторов, пигментированные частицы компонента «А» постепенно осаждаются на дне бочки. Изоцианат или компонент «Б» представляет собой однородную жидкость, хотя при несоблюдении условий и сроков хранения он способен расслаиваться и мутнеть.

Так как процесс работы распылительной установки включает в себя забор компонентов со дна бочек при помощи бочковых насосов, то для обеспечения эффективной работы установки и качества готового покрытия необходимо принять меры по гомогенизации сырья, т.е. обеспечению его однородности в течение длительного времени. В противном случае возможно не только появление пузырей на полимочевинном покрытии, но и другие проблемы в виде неравномерного факела, неоднородности цвета покрытия, засорений пистолета-распылителя. Во избежание подобных проблем следует принять следующие превентивные меры:

 

  • -перемешивание содержимого бочек путем их встряхивания и перекатывания непосредственно перед нанесением защитного покрытия. Это наиболее простой, но, в то же время, наименее эффективный метод, так как полной однородности компонентов достичь при этом не удастся;
  • -использование различных перемешивающих устройств с электроприводом, наподобие дрели со смесительной насадкой – это более надежный способ, хотя и менее доступный, ввиду того, что полимочевинные системы в зависимости от фирмы производителя могут поставляться как с тремя отверстиями в бочках, одно из которых предназначено непосредственно для установки смешивающих устройств, так и лишь с двумя традиционными технологическими отверстиями;

 


Рециркуляционная схема перемешивания содержимого бочек


-рециркуляция компонентов с использованием бочкового насоса и трехходового крана - это наиболее совершенный на сегодняшний день способ образования однородного содержимого бочек с компонентами. Принцип действия данной схемы заключается в подаче сырья трехходовым краном обратно в бочку через малое отверстие – «воздушку», а по окончании процесса перемешивания при переключении в рабочее положение – подаче его на распылительную установку. Еще более удобной и технологичной является рециркуляционная схема, в которой место бочковых насосов занимают собственные поршневые дозирующие насосы распылительной установки. Благодаря встроенным проточным нагревателям машины при применении данной схемы возможно одновременно с перемешиванием производить подогрев сырья.

Подводя итоги, нужно сказать, что если Вы столкнулись с проблемой образования пузырей между слоями покрытия, либо между покрытием и поверхностью в первую очередь нужно выяснить причины брака и лишь затем приступить к его устранению. Для этого участок поверхности с пузырем нужно вырезать и внимательно изучить.

Ниже приведена таблица, призванная облегчить определение причин брака и способы его устранения.


 

Поверхность обратной стороны пузыря


 

Возможная причина




 

Способ устранения



Гладкая, нормальной твердости


Загрязненное основание


Очистить основание


Наличие паров влаги и воздуха в порах основания

Заделать поры праймером

Ворсистая; вначале липкая, по прошествии нескольких часов – твердая и шершавая




Реакция с избыточной влагой







Убедиться в отсутствии капельной влаги, измерить точку росы.

Высушить и/или обработать праймером поверхность основания.

Убедиться, что компрессор подает сухой воздух

Дисбаланс соотношения компонентов (избыток изоцианата)

Проверить рабочее давление в линиях компонентов, устранить разницу давлений за счет раздельного подогрева.

Очистить камеру, сопло и фильтры пистолета.

Подобрать подходящую по типоразмеру пару камера-сопло








 

 

 

 

 

 

Мягкая, липкая




Не полностью отвержденный праймер





Дождаться полного отверждения праймера или заменить праймер





Дисбаланс соотношения компонентов (избыток смолы)


Проверить рабочее давление в линиях компонентов, устранить разницу давлений за счет раздельного подогрева.

Очистить камеру, сопло и фильтры пистолета.

Подобрать подходящую по типоразмеру пару камера-сопло



Hunting for men