Занятие №2. Измерения на изоляции
| Номер пункта программы | |
| Продолжительность темы, час |
Определение адгезии
Адгезия (от лат. adhaesio — прилипание), слипание поверхностей двух разнородных твёрдых или жидких тел (рис.4.1).
Рисунок 4.1 – Адгезия к стали
Адгезию защитных покрытий к стали, при строительстве (реконструкции) контролируют приборным методом с применением адгезиметров в базовых, заводских условиях, а также при трассовом нанесении изоляции на трубопровод.
Адгезию покрытия контролируют:
- при заводском или базовом нанесении - на 2% труб, а также в местах, вызывающих сомнение;
- при трассовом нанесении - через каждые 50 м, а также в местах, вызывающих сомнение.
Испытание проводят в трех точках через 0,5 м. Среднее арифметическое трех измерений с точностью до 0,1 кгс/см2 принимают за величину адгезии.
Для измерения величины адгезии покрытий к поверхности трубы применяют адгезиметры:
- СМ-1 для определения адгезии мастичных покрытий «на сдвиг»;
- АМЦ-2-50 цифровой прибор на базе мини-ЭВМ может определять адгезию «на отслаивание» как ленточных покрытий, так и покрытий из экструдированного полиэтилена, фиксировать минимальное, максимальное и среднее интегральное значение величины адгезии;
- ОР для определения адгезии эпоксидной изоляции;
- Константа-АЦ» предназначен для контроля величины адгезии лакокрасочных покрытий с основанием.
Адгезиметр СМ-1 (рис. 4.2) применяется для определения адгезии битумной изоляции.
Рисунок 4.2 – Общий вид адгезиметра СМ-1
Прибор состоит из корпуса, внутри которого расположена перемещающаяся система ведущего штока и ведомого штока, соединенных между собой тарированной пружиной. Ведущий горизонтальный шток, предназначенный для сжатия пружины, приводится в движение вращением винта, шарнирно закрепленного в торцевой части корпуса прибора. На штоке закреплен кронштейн с регулировочным винтом и стопорной гайкой, предназначенными для передачи значений линейной деформации тарированной пружины на подвижную ножку индикатора, который укреплен в чаше при помощи стопорного винта.
Нож для сдвига образца защитного покрытия укреплен внутри вертикального штока, перемещающегося внутри втулки при вращении винта, закрепленного шарнирно в передней части корпуса прибора.
На нижнем основании корпуса прибора укреплены три опорных ножа, предназначенных для крепления прибора на поверхности изолированного трубопровода.
На верхней съемной крышке прибора укреплена шкала для пересчета показаний индикатора на усилие сдвига образца.
Определение адгезии проводят в трех точках, отстоящих друг от друга на расстоянии не менее 0,5 м.
Для определения адгезии необходимо сделать надрез 10х10 мм до металла в испытуемом покрытии (рис.4.3). Вокруг надреза расчистить площадку размером 30х35 мм (т.е. снять покрытие).
Рисунок 4.3 – Порядок надреза
Устанавливают прибор СМ-1 на защитное покрытие так, чтобы передвижная грань ножа находилась против торцевой плоскости вырезанного образца (рис.4.4).
Рисунок 4.4 – Определение адгезии при помощи адгезиметра СМ-1
Поднимают нож вверх с помощью вращения винта, затем нажимают на корпус прибора так, чтобы опорные ножи вошли в защитное покрытие.
Подводят нож с помощью вращения винта до соприкосновения с торцевой плоскостью образца, вращением винта опускают нож до металлической поверхности трубы.
Снимают крышку, устанавливают нуль на индикаторе доведением подвижной ножки индикатора до соприкосновения с торцом регулировочного винта и вращением верхней подвижной части индикатора.
Адгезию защитного покрытия характеризуют усилием сдвига образца изоляции. За величину адгезии принимают среднее арифметическое трех измерений.
Автоматический электронный адгезиметр АМЦ (рис.4.5) предназначен для контроля адгезии изоляционных лент. Адгезиметр определяет минимальное, максимальное и среднее значение усилия отслаивания (отрыва) за определенный промежуток времени.
Рисунок 4.5 – Цифровой адгезиметр АМЦ
Стальным ножом вырезать полосу защитного покрытия шириной от 10 до 40 мм (с погрешностью не более 0,25 мм) в зависимости от ожидаемой величины его адгезионной прочности. Для этого следует пользоваться мерительным инструментом или шаблоном (необходимо следить за тем, чтобы покрытие было прорезано ножом до металлической поверхности).
Ножом приподнять конец вырезанной полосы покрытия и осторожно ("подрезая" адгезив, если это необходимо) отслоить полоску от трубы длиной 4-5 см и закрепить в захвате прибора (рис.4.6).
Рисунок 4.6 – Чертеж зажима для захвата покрытия
Включение адгезиметра производится нажатием кнопки I/0, при этом выдается короткий звуковой сигнал и на индикаторе появляется надпись:
-Ad- – пункт меню для работы в режиме “Адгезиметр”.
Для входа в режим “Адгезиметр” следует нажать кнопку I/0. При входе в режим “Адгезиметр” производится проверка напряжения питания. Если напряжение ниже нормы, то высвечивается «- - - -» и прибор прекращает работу. В этом случае следует выключить прибор кнопкой I/0 и заменить батарею. Если питание в норме, то адгезиметр производит коррекцию нуля и приступает к проверке превышения порога срабатывания. В это время кнопкой I/0 можно выключить прибор, а кнопкой >0< произвести коррекцию нуля.
Если приложенное усилие становится больше, чем порог срабатывания (ПОР), то адгезиметр выдерживает паузу длительностью to. Во время этой паузы выдается звуковой сигнал. В течение паузы пользователь обязан начать отслаивание, иначе результат будет искажен.
Проводить отслаивание необходимо до момента короткого щелчка прибора и появления на индикаторе минимального значения усилия отслаивания. Это означает, что измерение закончено.
Определение адгезии проводят в трех точках, отстоящих друг от друга на расстоянии не менее 0,5 метра.
При этом возможен следующий характер разрушений:
- адгезионный характер разрушения - обнажение до металла;
- когезионный характер разрушения - отслаивание по подклеивающему слою или по грунтовке;
- смешанный характер разрушения - совмещение адгезионного и когезионного характера разрушений.
Адгезию защитных покрытий (А), Н/см (кгс/см), определяют по формуле:
(4.1)
где F-усилие отслаивания, Н (кгс);
b-ширина отслаиваемой ленты, см.
Форма акта определения адгезии защитных покрытий из полимерных лент приведена в приложении А.
Форма акта определения адгезии защитных покрытий на основе битума приведена в Приложении Б.
Адгезиметр типа ОР (рис.4.7) предназначен для определения адгезии методом «отрыва» или «грибка».
Рисунок 4.7 – Адгезиметр типа ОР
Метод предназначен для определения адгезии покрытия к стали при отслаивании при температуре плюс (20±5)°С.
Адгезию к стали методом нормального отрыва определяют выборочно на одном изделии или на образцах-свидетелях - металлических пластинах с защитным покрытием, нанесенным по принятой технологии одновременно с нанесением покрытия на изделие.
Рекомендуемые размеры образцов-свидетелей – (70-90)×(120-150)×(3-6) мм. Количество параллельных образцов для испытаний с заданными условиями должно быть не менее трёх.
Необходимое оборудование:
- адгезиметр или разрывная машина (только для определения адгезии покрытия к стали на образцах-свидетелях);
-толщиномер магнитный;
-«грибки» (специальные приспособления для приклеивания к покрытию и последующего отрыва адгизиметром или разрывной машиной), изготовленные из алюминия или нержавеющей стали диаметром 10 мм или 20 мм;
- режущее устройство (кольцевая фреза с внутренним диаметром режущего элемента, соответствующим наружному диаметру «грибка») для прорезания покрытия до металла вокруг «грибка»;
- приспособление для крепления образца в захватах разрывной машины;
- клей двухкомпонентный эпоксидный.
Испытания по определению адгезии покрытия к стали методом нормального отрыва при температуре (20±5) °С следует проводить не ранее, чем через трое суток после нанесения покрытия.
На поверхности изделия выбирают три участка, отстоящих друг от друга на расстоянии не менее 100 мм и не менее 20 мм от скоса покрытия; на образцах-свидетелях – на расстоянии не менее 20 мм от краев образца и 40 мм от центров других участков.
Рабочую поверхность «грибков» очищают от остатков клея, следов отслоенного покрытия, зачищают наждачной бумагой и обезжиривают этиловым спиртом.
Толщиномером в месте установки «грибка» измеряют толщину защитного покрытия. Толщина покрытия не должна превышать требуемую минимальную толщину покрытия более, чем на 0,5мм.
Для улучшения клеевого соединения поверхность покрытия в месте приклеивания «грибка» обрабатывают наждачной бумагой, обеспыливают и обезжиривают этиловым спиртом.
Нанесение клея производят согласно инструкции изготовителя клея. Клей наносят ровным слоем на свежеочищенную и обезжиренную поверхность «грибка», затем прижимают «грибок» к покрытию и выдерживают до отверждения клея, обеспечивая центровку склеиваемых поверхностей. По возможности необходимо немедленно удалять избыток клея.
С помощью режущего инструмента (кольцевой фрезы) прорезают покрытие до металла вокруг «грибка». Пропилы осуществляются на всю толщину покрытия, до появления металла, при этом ширина пропила должна составлять не менее 1 мм.