集装箱涂料的膜厚管理

0 前 言
全球贸易量的快速增长极大地促进了对集装箱的需求,集装箱作为一种往返于内陆和海上的国际运输工具,越来越显示出其方便快捷的优势。正是因为集装箱的全球化特点,决定了集装箱涂料要经受地球上各种气候的考验,必须具有非常好的应用特性。其中一项重要指标是优良的防腐性能,包括长期经受海洋性气候的侵蚀、良好的耐水性、耐盐水性、耐油性、耐湿热性、耐化学介质性等。影响这些性能的因素很多,其中集装箱涂料的涂膜厚度是关键因素之一。

1 集装箱涂料的配套和膜厚
集装箱涂料根据涂装部位的不同,分别采用不同的涂料品种和膜厚,常用的涂装配套见表1。
各个箱东对所用涂料的配套和膜厚各不相同,但基本接近。

2 集装箱涂料的质量保用
根据行业惯例,集装箱涂料配套应保用5 a。保用期内,钢材表面由于涂料降级而产生的超过ISO4628-3规定的Ri3等级(见图1)或欧洲锈蚀标准RE3等级的锈蚀总面积,不超过被保用面积的10%。保用不包括涂料的正常磨损,由酸、碱、化学溶剂等造成的腐蚀以及非正常使用下的破坏,如搬运、撞击等。

3 集装箱涂料膜厚管理的重要性
要实现上述的保用目标,除了提高配套涂料本身的质量外,一个重要的方面是对涂膜的厚度进行管理,确保各涂层达到设计的厚度,从而确保集装箱涂料的防护性能得以实现,达到设计的使用寿命,同时也可以避免由于涂膜过厚造成的成本压力。

4 集装箱涂料膜厚的检验及验收
4.1 总干膜厚度的测量
总干膜厚度按照ISO2808涂料及清漆膜厚的测定进行。采用便携式电子磁力干膜测厚计。

4.2 干膜厚度的验收标准
集装箱涂料干膜厚度的验收,应遵循如下原则:
(1)富锌底漆干膜厚度的测量平均值,允许以规范膜厚为基准有5 μm的下偏差。
(2)总干膜厚度的验收标准采用90-10规则,即对集装箱各个独立面积应分别考虑,每个面积的测量点中,90%的测量点读数不应低于规范值,其余10%的测量点的读数不低于规范值的90%。
(3)测量点所反映的总干膜厚度的平均值不应超过规范膜厚的2倍。

4.3 涂膜厚度测量点分布(见表2、图2~图4)




4.4 配套涂层干膜厚度的测量
由于集装箱工业生产节奏较快,各道涂层的涂装一般是在湿碰湿的状态下进行,因此不可能在线上得到每道涂层的干膜厚度,要想知道每种涂料的具体厚度,必须采用割刀或超声波测试。

4.4.1 割刀测试法
其方法是利用割刀划破涂膜直到底材,通过放大镜观察划开的涂膜,并从镜头上的刻度读出各道干膜的厚度以及涂膜总的厚度,缺点是使涂膜局部遭到破坏。割刀测试的情况见图5。

需要说明的是,使用不同的刀片或不同型号的割刀时,每个刻度所表示的数值是不同的,应分别对待。
4.4.2 超声波测试法
超声波测厚仪对厚度的测量原理是由探头产生超声波到达被测体,一部分超声波信号被物体底面反射,探头接收由被测体底面反射的回波,精确地计算超声波的往返时间,并按照式(1)计算厚度值,并显示结果:
H=VT/2 (1)
式中:H为测量厚度,V为超声波的传播速度,T为超声波在涂膜中往返一次的传播时间。由于超声波对不同涂层的反射波长的不同,因此可以在不破坏涂层的情况下得到各道涂膜的干膜厚度。图6为超声波测量涂膜厚度的原理图。

但是由于不同的厂家采用的涂料配方不同,因而超声波的反射波也有较大的区别,所以必须根据不同厂家的涂料确定基准,工作量较大,这也限制了该仪器的使用。

5 集装箱涂料的膜厚影响因素
集装箱涂料一般采用无气喷涂的方式,决定涂膜厚度的主要因素有以下几个方面:
5.1 涂料本身的技术指标
5.1.1 涂料的喷涂黏度
黏度是涂料的一个重要的理化指标,在涂料施工过程中,黏度过高会导致施工困难,并影响涂膜外观,黏度过低则容易产生流挂,因此必须选择合适的黏度范围。

5.1.2 涂料的兑稀率
兑稀率是指涂料由成品黏度稀释到施工黏度时的稀释剂用量。对于一种涂料来说,达到喷涂黏度时所用的稀释剂用量应尽可能少,以保证其成膜物质的含量。

5.1.3 涂料施工时的体积固含量
这是涂料施工的一项重要指标,因为涂料中最终的成膜物是其中的不挥发物质,像溶剂类物质只能起到溶解成膜物,降低黏度,改善施工性能的目的,最终会全部挥发掉,不会对膜厚有任何贡献。

5.2 无气喷涂的工艺参数
5.2.1 枪嘴的型号
枪嘴型号代表两方面含义,即扇幅和喷嘴孔径。在压力满足的前提下,喷嘴孔径大即代表涂料单位时间内的喷出量大;扇幅大意味着一个行程喷涂的面积大,因而可以通过枪嘴型号的选择来调整涂膜的厚度。

5.2.2 喷涂压力
喷涂的压力低,涂料雾化效果差,涂膜外观不好。压力增大,涂料雾化颗粒的粒径减小,流平性好。在喷嘴孔径一定的前提下,喷涂的压力大,意味着单位时间内涂料的喷出量大,在涂装面积固定的情况下,得到的涂膜较厚,或者在涂膜厚度一定的情况下,得到较大的涂装面积。但并不是喷涂的压力越大越好,过高的喷涂压力会造成无气喷涂机的过早磨损,因此应选择在保障产量、涂膜外观、膜厚前提下的最低喷涂压力。

5.2.3 喷涂的距离
喷涂的距离是指从枪嘴到底材的距离,喷涂距离过小,涂料雾化不好,成膜状态差,容易造成流挂。喷涂距离过远,部分雾化颗粒不能到达底材,涂料损失大。因此应选择合适的喷涂距离。对于无气喷涂来说,一般喷涂距离控制在300~400 mm较好,喷涂距离的恒定是涂膜厚度均匀的重要因素之一。

5.2.4 喷枪移动的速度
喷枪的移动速度和扇幅决定涂装的面积大小,在喷涂压力和枪嘴型号确定的情况下,喷枪的移动速度是影响涂膜厚度的重要因素,匀速的移动速度是涂膜厚度均匀的关键。

5.2.5 喷涂的损耗系数
理想的喷涂状态是脱离喷枪口的雾化好的涂料完全落到基材的表面,成为涂膜的一部分,在实际的施工场合,由于涂装室内空气的流动,喷枪的移动速度的快慢,以及喷涂距离的远近等很多因素会形成漆雾,这些都构成了涂料的损耗,直接影响了涂膜的最终厚度。

5.3 钢材的粗糙度
喷涂前的集装箱板材粗糙度要求在26~50 μm,过低的粗糙度不利于涂层的附着,过高的粗糙度无疑会增大涂料的用量。

5.4 膜厚分布的均匀程度
国内现有的集装箱企业,在集装箱的外侧板和顶板部位基本都采用了机器自动喷涂的方式,膜厚的分布相对较好,而集装箱的门端和前端以及箱子的内面和底架仍然采用人工喷涂的方式,由于操作者个人喷涂水平的差异,造成了膜厚的不均匀,这应该成为膜厚管理的重点。

5.5 集装箱涂料的实际施工参数
由于各个集装箱厂工艺流水线、喷涂设备的不同,同时需要根据涂膜厚度的要求和涂料品种的不同进行工艺参数的调整,因此实际的工艺参数各不相同。表3为中远关西涂料化工有限公司在某集装箱厂的喷涂参数,仅供参考。

6 结 语
集装箱涂料的膜厚管理是集装箱涂装管理的重要内容,集装箱生产厂除了改进工厂的涂装工艺,调整好各项喷涂参数外,还应加强涂膜厚度的监测,建立快速的膜厚反馈机制,针对线上出现的膜厚异常及时做出调整,同时加强对单箱涂料耗量的统计分析,只有这样,才能更好地做好集装箱涂料的膜厚管理工作。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注