เพื่อนร่วมงานและเพื่อนร่วมงานในบริการด้านเทคนิคภาคสนามอาจพบปัญหาบ่อยครั้งระหว่างการก่อสร้าง ซึ่งสารเคลือบไม่สามารถยึดติดกับขอบ มุมแหลม หรือพื้นที่แหลมของส่วนประกอบโครงสร้างได้อย่างเหมาะสม ทำให้พื้นผิวสัมผัสหรือเกิดสนิมก่อนวัยอันควร ฉันเคยเผชิญกับปัญหานี้หลายครั้งในการทำงานของฉัน มาสำรวจปัญหานี้อย่างละเอียด
1. "อัตราการคงสภาพขอบ" หรือ "อัตราการครอบคลุมขอบ"
ภาพรวมของปัญหา:
เมื่อใช้วัสดุเคลือบกับขอบคมของโครงสร้างเหล็ก ปัญหาทั่วไปคือการครอบคลุมที่ไม่ดีที่ขอบ มุม หรือปลาย (เรียกรวมกันว่าขอบ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะเห็นได้ชัดเจนด้วยสารเคลือบสีอ่อน ซึ่งมักจะตามมาด้วยสนิมก่อนวัยอันควร
มุมมองแบบดั้งเดิม:
ในอุตสาหกรรมการเคลือบด้วยไฟฟ้า แนวคิดทั่วไปคือความหนาของสารเคลือบลดลงที่ขอบ ซึ่งเกิดจากการที่ฟิล์มเคลือบถูกดึงออกไประหว่างการอบแห้งและการบ่ม เป็นสาเหตุหลักของการกัดกร่อนเฉพาะที่ที่ขอบ อย่างไรก็ตาม มุมมองนี้อาจไม่เป็นความจริงทั้งจากมุมมองทางกลไกหรือในทางปฏิบัติ
2. การอภิปรายเกี่ยวกับ "อัตราการคงสภาพขอบ" หรือ "อัตราการครอบคลุมขอบ"
แนวคิดเรื่อง "อัตราการคงสภาพขอบ" หรือ "อัตราการครอบคลุมขอบ" มักถูกกล่าวถึง แต่ก็อาจไม่อธิบายได้อย่างเต็มที่ว่าเหตุใดการกัดกร่อนจึงเกิดขึ้นที่ขอบ ยิ่งกว่านั้น วิธีการทดสอบในปัจจุบันอาจไม่ให้หลักฐานที่น่าเชื่อถือในการตรวจสอบประสิทธิภาพการเคลือบขอบ
ขอบของโครงสร้างเหล็กเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ท้าทายที่สุดในการป้องกันการกัดกร่อน โดยทั่วไปคือจุดที่ระนาบสองระนาบตัดกันที่มุม 90° มุมมองแบบดั้งเดิมระบุว่าการกัดกร่อนที่ขอบเหล่านี้เกิดจากความหนาของฟิล์มแห้ง (DFT) ที่ลดลงที่ขอบ ซึ่งเกิดจากการที่ฟิล์มเคลือบถูกดึงออกไประหว่างการบ่มหรือการอบแห้ง ความสามารถในการรักษา DFT ที่เพียงพอที่ขอบเรียกว่าอัตราการคงสภาพขอบ ซึ่งกำหนดโดยมาตรฐานต่างๆ เช่น MIL-PRF-23236D และ NACE TM0304 มาตรฐานเหล่านี้วัดอัตราการคงสภาพขอบเป็นอัตราส่วนของ DFT ที่ขอบต่อ DFT บนพื้นผิวเรียบที่อยู่ติดกัน แสดงเป็น:
ตาม MIL-PRF-23236D สารเคลือบถือว่าทนทานต่อผลกระทบจากขอบหากอัตราการคงสภาพขอบเฉลี่ยในตัวอย่างการทดสอบสามตัวอย่างคือ 70% โดยไม่มีตัวอย่างใดต่ำกว่า 50%
3. อัตราการคงสภาพขอบ 70% รับประกันความทนทานต่อการกัดกร่อนหรือไม่?
3.1 คำตอบ: ไม่น่าจะเป็นไปได้
แนวคิดเรื่องการคงสภาพขอบเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและความสามารถในการทำซ้ำหรือความมีนัยสำคัญของการทดสอบอัตราการคงสภาพขอบอาจมีปัญหาหลายประการ:
จากคำจำกัดความ การคงสภาพขอบที่ประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับ DFT ที่สอดคล้องกันทั้งบนพื้นผิวเรียบและขอบ ความท้าทายที่สำคัญคือการทำให้แน่ใจว่าความหนาของฟิล์มเปียก (WFT) ที่ขอบตรงกับความหนาบนพื้นผิวเรียบ เพื่อการเปรียบเทียบที่ถูกต้อง WFT ในทั้งสองพื้นที่ควรมีความสม่ำเสมอระหว่างการใช้งาน ดังนั้น DFT หลังจากการอบแห้ง/การบ่มจึงเทียบเคียงได้ โดยสมมติว่าไม่มีแรงภายนอกส่งผลกระทบต่อสารเคลือบ ทั้ง MIL-PRF-23236D และ NACE TM0304 ไม่จำเป็นต้องวัด WFT ที่ขอบ ทำให้ไม่สามารถยืนยันได้ว่ามีการใช้สารเคลือบที่เพียงพอหรือมากเกินไปที่ขอบ
ตัวอย่าง:หากใช้สารเคลือบที่มีของแข็ง 50% ที่ 250 μm WFT บนพื้นผิวเรียบ DFT จะเป็น 125 μm อย่างไรก็ตาม หากใช้เพียง 150 μm WFT ที่ขอบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในการใช้งาน DFT ที่ได้จะอยู่ที่ 75 μm ทำให้ได้อัตราการคงสภาพขอบ 60% ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดขั้นต่ำ 70% หากไม่ทราบ WFT ที่ขอบ จะไม่ชัดเจนว่า DFT ที่ลดลงเกิดจากแรงภายนอกหรือการใช้งานที่ไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ การวัด DFT บนพื้นผิวเรียบอาจแตกต่างกันไป และมาตรฐานไม่ได้ระบุว่าต้องทำการวัดกี่ครั้งหรือควรวัดที่ใด ตัวอย่างเช่น หากพื้นผิวเรียบหนึ่งมี DFT 150 μm และอีกพื้นผิวหนึ่งมี 100 μm DFT เฉลี่ยคือ 125 μm แต่ค่าเฉลี่ยนี้ไม่มีความเกี่ยวข้องเมื่อเปรียบเทียบกับ DFT ของขอบ รูปทรงของพื้นผิวของขอบยังมีผลกระทบอย่างมากต่อการวัด DFT บนพื้นผิวเรียบ
3.2 วิธีการใช้งานสารเคลือบ:
วิธีการใช้สารเคลือบอาจส่งผลต่อความหนา การพ่นสารเคลือบที่ขอบอาจส่งผลให้สารเคลือบไม่สม่ำเสมอ:
-
การพ่นโดยตรงบนพื้นผิวเรียบอาจทำให้ขอบไม่มีสารเคลือบหรือมีสารเคลือบน้อยเกินไป
-
การพ่นทำมุมอาจเคลือบขอบมากเกินไปในขณะที่เคลือบพื้นผิวเรียบน้อยเกินไป
-
การพ่นโดยตรงบนขอบอาจลดความหนาของสารเคลือบที่ขอบ
MIL-PRF-23236D กำหนดให้พ่นพื้นผิวเรียบก่อน จากนั้นจึงพ่นโดยตรงบนขอบ วิธีการนี้อาจสะสมสารเคลือบที่เพียงพอรอบขอบ แต่ลดความหนาโดยตรงที่ขอบ
4. บทสรุป
ข้างต้นระบุว่า ในขณะที่อัตราการคงสภาพขอบอาจทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้การป้องกันการกัดกร่อนของขอบ ข้อบกพร่องในวิธีการทดสอบบั่นทอนความสามารถในการวัดได้อย่างมีความหมาย ข้อจำกัดเหล่านี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการปรับปรุงโปรโตคอลการทดสอบเพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการเคลือบขอบที่เชื่อถือได้