عوامل موثر در انتخاب روش آماده سازي

 روش آماده سازي

  • مقدمه

عوامل مختلفي روي كارآيي پوشش ها تاثير مي گذارند مهمترين آنها آماده سازي سطوح جهت اعمال رنگ  مي باشد به طوري كه اگر سطح از آلودگيهاي مختلف از جمله نمكها ، گرد و غبار ، روغن ، زنگ و غيره پاك نشده باشد ، يا زبري مناسب روي آن ايجاد نشده باشد حتي اگر بهترين رنگها اعمال شود كارايي مطلوب نخواهد داشت بنابراين براي بوجود آوردن سطح آماده بايد عوامل و معيارهاي موثر در اين زمينه كاملا شناخته شود .

  • هدف و دامنه كاربرد

هدف از اين استاندارد ارائه مباني ، معيارها ، عوامل و پارامترهاي موثر در جهت انتخاب درجه و روش آماده سازي جهت اعمال رنگ و پوشش تجهيزات مي باشد .

  • تعاريف و اصطلاحات

پوشش : اصطلاحي عمومي براي رنگها ، لاكها (وارنيش ها) و لعابها مي باشد كه مي تواند بصورت تركيب مايع يا خميري شكل بوده و بعد از اعمال تركيب بصورت يك لايه جامد جهت حفاظت به كار مي رود.

واش پرايمر : يك نوع رنگ پيش آستري معمولا به صورت دو جزئي مي باشد كه بلافاصله قبل از استفاده بايد دو جزء را باهم مخلوط كرده و روي سطح اعمال كرد . رنگ مخلوط شده براي مدت كوتاهي قابل استفاده مي باشد. معمولا روي فلزات سبك يا سطوح آهني و حتي روي تعدادي غير فلزات براي افزايش چسبندگي به كار مي رود.

آستري : هر نوع لايه اي از مواد كه روي سطح قرار گيرد و باعث بهتر شدن شكل كار يا بهبود لايه بعدي شده و سطح را زبر نمايد.

رنگ : هر نوع تركيب پيگمنت دار كه بصورت مايع يا خمير باشد و بعد از اعمال تشكيل يك لايه جامد پشت پوشش را بدهد و معمولا براي حفاظت ، تزيين ، علائم اخباري و يا مقاصد ديگر به كار مي رود .

آماده سازي سطح : اقداماتي است كه باعث آماده كردن سطح با درجه مشخص قبل از اعمال رنگ مي گردد . استاندارد ايزو چهار درجه آماده سازي متفاوت را تعيين كرده است كه با اقدامات مختلف مي توان به آنها رسيد .

تميز كاري پاششي : تميز كردن و زبر نمودن سطوح ( مخصوصا فولادي ) بوسيله استفاده از مواد ساينده فلزي و يا غير فلزي است كه از فشار هوا و آب استفاده مي گردد .

مقدار مجاز مواد در هوا : بيشترين غلظت مواد موجود در هوا كه مي توانند به وسيله كارگران در زمان كار استنشاق شود بدون اينكه صدمه اي به آنها برساند .

آماده سازي تا حد تجاري : سطح پس از آماده سازي به هنگام بازرسي بدون استفاده از ذره بين بايستي عاري از روغن ، چربي و كثيفي باشد و نيز تقريبا هيچ گونه مواد آلاينده باقي مانده به سطح چسبيده نباشد و به طور كلي ۳/۲ واحد سطح پس از آماده سازي از هرگونه آلودگي تميز باشد .

آماده سازي تا حد برس خوري : سطح پس از آماده سازي به هنگام بازرسي بدون استفاده از ذره بين بايستي عاري از چربي و كثيفي و روغن باشد همچنين لايه اكسيد حاصل از نورد كه چسبندگي آن كم باشد و زنگ و پوششها رنگي و مواد خارجي با چسبندگي كم جدا شود .

گريت پاشي : يك نوع روش آماده سازي مكانيكي است كه در آن مواد ساينده از نوع فلزي و معمولا به صورت گوي شكل مي باشد .

كولتار : يك نوع رزين بوده بوده كه مقاومت بالايي در مقابل آب دارد .

اپوكسي : نوعي رزين مي باشد كه مقاومت بالايي در مقابل اسيدها و قلياها دارد و در رنگهاي مقاوم در برابر محيط هاي شيميايي به كار مي رود .

پوسته اكسيد آهن نورد شده : به اكسيد سياه با ته رنگ آبي كه هنگام سرد شدن فولاد داغ نورد شده تشكيل   مي گردد اتلاق مي شود . حالتي ترد و شكننده دارد و بعلت اختلاف ضريب انبساط با فولاد ترك برداشته و    مي تواند سبب خوردگي فولاد از طريق اين تركها شود .

  • استانداردهاي مرتبط

۱٫ISO-3274اين استاندارد در مورد وسايل لازم براي اندازه گيري درجه زبري سطح مي باشد .

۲٫ISO-4288اين استاندارد در مورد ارائه دستورالعمل براي اندازه گيري درجه زبري سطح مي باشد .

۳٫ISO-8501اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح فلزي قبل از كاربرد رنگ و پوشش مي باشد .

۴٫SSPC-SP1اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp1 مي باشد كه به كمك حلالها صورت مي پذيرد .

۵٫SSPC-SP2اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp2 مي باشد كه نهايتا با روش مكتنيكي به كمك ابزار دستي صورت مي پذيرد.

۶٫SSPC-SP3اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp3 مي باشد كه نهايتا با روش مكانيكي به كمك ابزار الكتريكي صورت مي پذيرد .

۷٫SSPC-SP4اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp4 مي باشد كه نهايتا با روش مكانيكي به كمك حرارت و شعله صورت مي پذيرد.

۸٫SSPC-SP5اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp5 مي باشد كه نهايتا با روش مكانيكي به طريق پاششي تا رساندن سطح به حد فلز سفيد صورت مي پذيرد .

۹٫SSPC-SP6اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp6 مي باشد كه نهايتا با روش مكانيكي به طريق پاششي تا رساندن سطح به حد فلز تجاري صورت مي پذيرد

۱۰٫SSPC-SP7اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp7 مي باشد كه نهايتا با روش مكانيكي به طريق پاششي تا رساندن سطح به حد برس خوري صورت مي پذيرد

۱۱٫SSPC-SP8اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp9 مي باشد كه با روش خوابانيدن در مواد شيميايي از جمله حلالها ، اسيد ، قليا و غيره صورت مي پذيرد

۱۲٫SSPC-SP9اين استاندارد در مورد آماده سازي سطوح به درجه sp10 مي باشد كه نهايتا با روش مكانيكي به طريق پاششي تا رساندن سطح به حد فلز سفيد صورت مي پذيرد

  • مباني ، معيارها و عوامل موثر در انتخاب روش آماده سازي سطوح

۵-۱- انواع روشهاي آماده سازي سطوح

آماده سازي دقيق سطح قبل از اعمال رنگ باعث افزايش طول عمر رنگ مي شود . رنگها با كيفيت بالا حتي اگر در معرض سطح با آماده سازي ضعيف قرار گيرند كارايي خوبي از خود نشان نمي دهند .

روشهاي مختلف جهت آماده سازي در جدول(۱) آمده است .

الف – مكانيكي ۱-آماده سازي با وسايل دستي

۲- آماده سازي با ابزارهاي الكتريكي

۳- پاشيدن آب

۴- شن پاشي

۵-گريت پاشي

۶-حرارتي

ب- شيميايي ۱-چربي زدايي با حلال يا بخار

۲-خوابانيدن در اسيد

۳-خوابانيدن درالكتروليت يا مواد شيميايي

۴-آماده سازي با مواد قليايي

ج – كاربرد پيش آستري ۱-واش پرايمر

۲-فسفاته كردن

۳-كروماته كردن

جدول (۱) روشهاي مختلف آماده سازي سطح 

كليه روشهاي فوق در داخل كشور در دسترس مي باشند . از بين روشهاي فوق روش مكانيكي و كاربرد پيش آستري براي تجهيزات از اهميت بيشتري برخوردار مي باشد و از بين روشهاي شيميايي روش چربي زدايي با حلال ارجحتر است . روش هاي ديگر شيميايي جهت آماده سازي قطعات قبل از نصب بيشتر كاربرد دارد.

۵-۲- درجات زنگ زدگي سطوح آهن

درجات زنگ زدگي سطوح آهني بر اساس استاندارد ايزو به چهار نوع زير دسته بندي مي شود اين درجات زنگ زدگي با علائم A ,B  C , D مشخص مي شوند .

درجه زنگ زدگي A  : در اين حالت هرچند سطح به طور وسيع با پوسته هاي اكسيد آهن چسبيده شده است ولي زنگ زدگي بسيار ناچيز بوده و يا اصولا قابل رويت نمي باشد .

درجه زنگ زدگي B : در اين حالت زنگ زدگي بر روي سطح شروع شده و پوسته هاي اكسيد آهن شروع به ور آمدن از روي سطح ( حالت پرك ) مي نمايد .

درجه زنگ زدگي  C : در اين حالت پوسته هاي اكسيد آهن در اثر زنگ زدگي از روي سطح جدا شده و يا     مي توانند از روي سطح به راحتي كنده شده در اين شرايط حفره هاي كوچكي قابل مشاهده با چشم غير مسلح مي باشند .

درجه زنگ زدگي D : در اين حالت پوسته هاي اكسيد آهن در اثر زنگ زدگي از روي سطح جدا شده و حفره هاي زيادي بر روي سطح با چشم غير مسلح قابل رويت مي باشند .

۵-۳- درجات آماده سازي

۵-۳-۱- درجات آماده سازي با روش پاششي

طبق استاندارد ايزو درجات آماده سازي با روش پاششي با علامت sa مشخص مي شوند . درجات تفكيكي آن بشرح ذيل مي باشد .

  • درجه آماده سازي sa1 يا درجه حد برس خوري : اين درجه آماده سازي زماني حاصل مي شود كه موقع بازديد بدون ذره بين سطح از هرگونه روغن ، گريس ، گرد و غبار و پوسته هاي اكسيد آهن ، زنگ ها و رنگهاي كهنه با چسبندگي كم به دور باشد .
  • درجه آماده سازي sa2 يا درجه تجاري : اين درجه آماده سازي وقتي بوجود مي آيد كه بدون ذره بين سطح از هرگونه روغن ، گريس ، گرد و غبار و پوسته هاي اكسيد آهن ، زنگ ها و رنگهاي قديمي و ديگر مواد خارجي به دور باشد و ساير مواد خارجي باقي مانده روي سطح بايد كاملا به آن چسبيده باشد .
  • درجه آماده سازي ½ sa2ويا درجه فلز نزديك به سفيد : اين درجه آماده سازي زماني حاصل مي شود كه موقع بازديد بدون ذره بين سطح از هرگونه روغن ، گريس ، گرد و غبار و پوسته هاي اكسيد آهن ، زنگ ها و رنگهاي قديمي و ديگر مواد خارجي به دور باشد و ساير مواد باقي مانده روي سطح بايد به شكل نقاط كوچك يا نوارهاي خيلي باريك و كم باشد .
  • درجه آماده سازي sa3 يا درجه فلز سفيد : اين درجه زماني حاصل مي شود كه موقع بازديد بدون ذره بين سطح از هرگونه روغن ، گريس ، گرد و غبار و پوسته هاي اكسيد آهن ، زنگ ها و رنگهاي قديمي و ديگر مواد خارجي به دور باشد و ديگر مواد خارجي روي سطح وجود نداشته باشد و سطح بايد داراي جلاي فلزي باشد .

۵-۳-۲- درجات آماده سازي با روشهاي دستي و الكتريكي

طبق استاندارد ايزو درجات آماده سازي با روشهاي دستي و الكتريكي با علامت st مشخص مي شوند . درجات تفكيكي آن بشرح ذيل مي باشد .

  • درجه آماده سازي st2 يا درجه آماده سازي دستي و الكتريكي كامل : اين درجه زماني حاصل مي گردد كه موقع بازديد بدون ذره بين سطح از هرگونه روغن ، گريس ، گرد و غبار و پوسته هاي اكسيد آهن ، زنگ ها و رنگهاي كهنه و اكسيدهاي سطحي با چسبندگي كم به دور باشد
  • درجه آماده سازي sa3 يا درجه آماده سازي دستي و الكتريكي خيلي كامل : اين درجه آماده سازي مانند آماده سازي با درجه كلمل مي باشد با اين تفاوت كه سطح بايد داراي جلاي فلزي باشد .

۵-۳-۳- درجه آماده سازي بوسيله شعله

اين نوع درجه آماده سازي با علامت ft مشخص مي شود . موقع بازديد سطح با درجه ft بدون ذره بين هيچ گونه آلودگي اعم از روغن ، گريس ، گرد و غبار و پوسته هاي اكسيد آهن ، زنگ ها و رنگهاي كهنه نبايد مشاهده گردد و مواد باقي مانده روي سطح بايد فقط حالت اختلاف رنگي روي سطح ايجاد نمايند.

۵-۳-۴- درجه آماده سازي با روش شيميايي

اين نوع درجه آماده سازي با علامت Be و يا sp8 مشخص مي شود . موقع بازديد سطح بدون ذره بين بايد از هرگونه زنگ ، پوسته هاي اكسيد اهن و رنگهاي قديمي به دور باشد .

۵-۳-۵- درجه آماده سازي با روش حلالي

در اين نوع درجه آماده سازي كه با علامت sp1 مشخص مي گردد سطح بايد از هرگونه روغن و گريس بدور باشد.

۵-۴- مباني ، معيارها و عوامل موثر در انتخاب درجه و روش آماده سازي

انتخاب صحيح درجه و روش آماده سازي و تميزكاري سطح جزء مباني كار رنگ آميزي و پوشش محسوب مي شود . انتخاب درجه و روش به عوامل و معيارهاي زير وابسته مي باشند :

  • طبيعت و شرايط سطح
  • نوع رنگ براي اعمال روي سطح
  • نوع آلودگي
  • مسايل مربوط به ايمني
  • محدوديت هاي عملي ( مثل زمان – موقعيت – محل و دسترسي به تجيهيزات مورد نياز )
  • ملاحظات اقتصادي

۵-۴-۱- طبيعت و شرايط سطح در انتخاب روش آماده سازي

نوع و جنس سطح درانتخاب روش آماده سازي مهم است جدول (۲) امكان آماده سازي روي سطوح مختلف را نشان مي دهد.

انواع روشها جنس سطح
الف مكانيكي

آماده سازي با وسايل دستي

آماده سازي با ابزار اكتريكي

آماده سازي حرارتي

آماده سازي با پاشش آب

آماده سازي با پاشش ماسه

آماده سازي پاشش گريت

ب- شيميايي

استفاده از حلال يا بخار

استفاده از قليا

استفاده از اسيد

خوابانيدن در مواد شيميايي

ج – استفاده از پيش آستري
فسفات دار كردن

كرومات دار كردن

واش پرايمر (آسترشستشو)

چوبي فولادي فلزات ديگر بتوني و سنگي و آجري گچي
+ + + + +
فقط سمباده زدن + + +
+
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ +
+ +
+
+
+ +
+ +
  • درجدول فوق علامت + نشان دهنده قابل قبول بودن و علامت نشان دهنده غير قابل قبول بودن مي باشد. 

از ديگر موارد مربوط به شرايط سطح ، رطوبت محيط در تماس با سطح مي باشد در محيط هاي مرطوب بلافاصله بعد از آماده سازي سطح ، رنگ بايد اعمال شود و دماي سطح از نقطه شبنم محيط بايد حداقل ۳ درجه سانتيگراد بالاتر باشد تا مانع از ايجاد بخارات آب روي سطح گردد.

در محيط هاي با رطوبت بالاي ۷۰ درصد بيشتر از روشهاي مكانيكي از نوع پاششي با ذرات كه سرعت بيشتري دارند استفاده مي شود و بلافاصله روي آن يك لايه آستري جهت آماده سازي سطح اعمال مي شود . جدول (۳) بيشترين زمان مجاز بعد از آماده سازي جهت اعمال رنگ را نشان مي دهد.

رطوبت نسبي محيط ( درصد ) ماكزيمم زمان ( ساعت )
۸۰- ۷۳٫۱ ۴
۷۳- ۶۷٫۱ ۸
۶۷- ۶۰٫۱ ۱۲
۶۰- ۵۵٫۱ ۱۸
۵۵- ۵۰٫۱ ۲۰
۵۰- ۴۲٫۱ ۲۴

جدول(۳)- بيشترين زمان مجاز نگه داشتن فولاد آماده سازي شده بدون رنگ جهت رنگ آميزي در محيط

در محلهايي كه وزش بادهاي شديد و گرد و غبار وجود دارد اطراف محل كار را بايد با حفاظ مخصوص محصور كرد . براي سطوحي كه وسعت آن زياد نمي باشد روشهاي دستي و شيميايي و استفاده از پيش آستري مناسبتر است.

۵-۴-۲- نوع رنگ و پوشش در انتخاب درجه آماده سازي

با توجه به اينكه بعضي از رنگها در محيط هاي خورنده به كار مي روند بنابراين بايد چسبندگي بالايي به سطح داشته باشند و بايستي روي سطح هيچگونه آلودگي وجود نداشته باشد.

براي لاينينگ ها و پوشش هاي پي.وي.سي به خصوص براي پوششها با ضخامت كم درجه آماده سازي sa3 نياز است. در صورتيكه قطعه مناسب براي خوابانيدن در مواد شيميايي باشد با روش Be نيز مي توان سطح آنرا آماده سازي نمود . براي قسمتهاي موضعي از روشهاي دستي و الكتريكي و پاشش با آب نيز مي توان استفاده نمود .

۵-۴-۳- نوع آلودگي سطح در انتخاب درجه و روش آماده سازي

نوع آلودگي از ديگر موارد موثر در انتخاب روش آماده سازي سطح مي باشد كه جدول (۵) ارتباط بين روش آماده سازي و نوع آودگي را نشان مي دهد.

نوع روش آماده سازي نوع آلودگي
 

چربي زدايي با حلال

استفاده از وسايل دستي

استفاده از وسايل الكتركي

استفاده از شعله

پاشش تا حد فلز سفيد

پاشش تا حد فلز نزديك به سفيد

 

پاشش تا حد تجاري

سطح تميز شده تا حد برس كاري

خوابانيدن د رمحيطهاي شيميايي

( قليا- اسيد- الكتروليت )

روغنها ، گريس ، واكس هاو گرد وغبار

اكسيدهاي سست شده ، رنگهاي تبله كرده ، رنگ ورقه شده

اكسيدهاي سست شده ، رنگهاي تبله كرده ، رنگ ورقه شده

رطوبت ، زنگ ، لايه اكسيدي ، رنگ كهنه

زنگ ها ، رنگهاي قديمي ، مواد خارجي ، چربي ، گريس

زنگ ها ، رنگهاي قديمي ، مواد خارجي ، چربي ، گريس (حداقل ۹۵% واحد سطح پس از آماده سازي از هر نوع آلودگي تميز مي شود.)

مانند پاشش تا حد فلز نزديك به سفيد با اين تفاوت كه حداقل ۲٫۳ واحد سطح پس از آماده سازي از هرگونه آلودگي تميز مي شود.

روغن ، گريس ، گرد و غبار ، لايه اكسيدي نچسبيده به سطح ، رنگ تبله كرده ، تمام اكسيدها و زنگها و مواد خارجي

جدول (۵) ارائه روش آماده سازي با توجه به نوع آلودگي روي سطح

توجه : روغن ، چربي و گريس روي سطح بايستي بوسيله چربي زدايي با حلال پاك گردد.

۵-۴-۴- ايمني در انتخاب روش آماده سازي

در زير آلودگي هايي كه از هر روش آماده سازي بوجود مي آيد بطور مختصر شرح داده مي شود .

الف- روش مكانيكي

روش دستي : تنفس پودرهاي جدا شده از سطح و ريختن تراشه ها روي قسمتهاي حساس بدن مثل چشم.

روش الكتريكي : آلودگي ناشي از آن همانند روش دستي اما باشدت بيشتر مي باشد .

روش پاشش آب : كمترين آلودگي را بين روشهاي مكانيكي دارد اما درجه آماده سازي حاصل آن براي كندن زنگها و اكسيدها مناسب نمي باشد .

روش شن پاشي و گريت پاشي : بيشترين آلودگي را نسبت به روشهاي ديگر دارد اما با توجه به سرعت عمل و كارايي بالاي آن مورد استفاده زيادي دارد . در اين روش حتي المقدور بايد از ذرات سيليس استفاده نشود . سازمان بهداشت جهاني استفاده از شن و ماسه و ساير مواد را كه بيشتر از يك درصد سيليكاي آزاد داشته باشد ممنوع اعلام كرده است براي ايمني كار هنگام استفاده از روش پاشش ذرات بايد موارد زير را رعايت نمود :

  • جايگزين كردن مواد ديگر با درصد سيليكاي كمتر به جاي شن و ماسه
  • به كارگيري وسايل ابزار تنفسي در موقع استفاده سيليكا
  • نصب اعلاميه و تذكر به كارگران در مورد خطرات عدم استفاده از ماسكهاي تنفسي به هنگام استفاده از اين روش.

ب- روش شيميايي

استفاده از حلالها و مواد شيميايي اسيدي و قليايي باعث آلودگي محيط زيست مي شوند در اين روش بهتر است حتي المقدور از حلالهايي با نقطه اشتعال بال و فراريت كم استفاده شود و حلالهايي از جمله بنزن كه سرطانزا هستند استفاده نگردد. حتما موقع كار با حلالها و مواد شيميايي به پارامتر حداكث مجاز مقدار TLV توجه گردد. هرچه دماي محيط بيشتر شود نقطه اشتعال حلالها هم بيشتر مي شود بنابراين براي جلوگيري از حطرات آتش سوزي بايد نقطه اشتعال حلالها در نظر گرفته شود.

ج – روش كاربرد پيش آستري

اين روش شامل استفاده از حلالها و مواد پودري علاوه بر رنگ مي باشد كه موقع كار بايد موارد ايمني رعايت شود از ميان آن به سمي بودن كرومات ها و گرد و غبار ناشي از روي و همچنين اثرات سوزش آور اسيد فسفريك در پيش آستري (واش پرايمر) بايستي توجه داشت.

د – روش حرارتي

در اين روش سطح بايستي توسط شعله حرارت داده شود در نتيجه اگر روي سطح رنگهايي حاوي تركيبات سرب ، كروم و شبيه آنها و يا رزين هايي مانند پلي يورتانها ، اپوكسي و غيره وجود داشته باشد دود حاصل از آنها آلودگي زيادي توليد خواهد كرد بنابراين بايد سيستم تهويه و ماسك مخصوص كار و ديگر موارد ايمني رعايت شود .

۵-۴-۵- محدوديتهاي عملي در انتخاب روش آماده سازي

يكي ديگر از عوامل موثر در انتخاب روش آماده سازي محدوديتهاي عملي مي باشد. از بين روشهاي آماده سازي روشهاي پاشش ذرات سريعترين روش بوده و بيشتر براي مناطقي كه امكان نصب داربست مي باشد بكار مي رود اما نسبت به ديگر روشها تجهيزات زيادي نياز دارد . از نظر سهولت روشهاي مكانيكي دستي راحتتر و بعد از آن روشهاي مكانيكي با ابزار برقي ، پاششي ، كاربد پيش آستري و روشهاي شيميايي قرار دارد .

۵-۴-۶- ملاحظات اقتصادي در انتخاب درجه و روش آماده سازي

آماده سازي سطوح يكي از پرهزينه ترين عوامل در يك سيستم رنگ آميزي مي باشد . در جدول (۶) درصد هزينه مربوط به آنها در مقايسه با ديگر عوامل رنگ آميزي آمده است .بايستي توجه داشت كه اعداد ارائه شده در اين جدول بسيار كلي است .

نوع درصد از كل
آماده سازي سطوح

رنگ و اعمال رنگ

تميز كردن نهايي

موارد فرعي

۴۰-۱۵

۸۰-۳۵

۱۰-۵

۶- ۳

جدول (۸)- مقايسه درصد هزينه در يك سيستم رنگ آميزي بين اجزاء آنها