Химические методы при подготовке поверхностей под окрашивание: очистка, травление, фосфатирование и промывка. Требования ГОСТа 9.402-2004 Единая система защиты от коррозии и старения

Купив краску оптом важно не испортить процесс окрашивания, пропустив этап подготовки поверхности под окрашивание.

В МЕжгосударственном стандарте Единая система защиты от коррозии и старения ПОКРЫТИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию ГОСТ 9.402—2004:

5.11.5 Обезжиривание щелочными водными растворами

5.11.5.1 Обезжиривание металлов проводят определенной маркой технического моющего средства (далее - ТМС), выбранного в соответствии с применяемым технологическим процессом и удовлетворяющего требованиям качества обезжиривания, установленного для данного процесса.

5.11.5.2 При подготовке поверхности крупногабаритных изделий сложного профиля, ремонтной подготовки поверхности, подкрашивании изделий в сборе и др. обезжиривание проводят с помощью щеток или протирочного материала, смоченных уайт-спиритом или водными растворами ТМС.

Для подготовки поверхности применяют щетки и протирочный материал, не оставляющие следов (рисок, частичек ворса, материала и др.) на обрабатываемой поверхности.5.11.5.3 При применении водных щелочных растворов перед окрашиванием необходимо промыть изделие питьевой водой и высушить обезжиренную поверхность, если после этого не проводят другие операции подготовки поверхности.

5.11.5.4 Щелочной водный раствор периодически очищают от масла и металлических загрязнений.

5.11.5.5 Массовая концентрация масел в водных щелочных растворах, предназначенных для обработки методами погружения и распыления, - не более 2 кг/м.

5.11.5.6 Режимы и параметры щелочных водных растворов приведены в таблицах В.1, В.2 (приложение В), методы контроля и корректирования - в приложении Д.

5.12 Очистка от окалины, ржавчины и тяжелых загрязнений

5.12.1 Очистку поверхности от окалины и ржавчины проводят механическим, термическим или химическим способом. Очистку поверхности от тяжелых загрязнений (сварочного шлака, литейного пригара, оплавленных флюсов, шлифовальной пасты, остатков формовочной смеси, старых лакокрасочных покрытий и др.) проводят механическим способом.

5.12.2 Состояние исходной поверхности металла оценивают по таблице 2. Выбор степени очистки поверхности металлов 1-й и 2-й групп от окалины и ржавчины в зависимости от условий эксплуатации проводят по таблице 9.

Таблица 9 - Степень очистки поверхности металлических изделий от окалины и ржавчины в зависимости от условий эксплуатации

Степень очистки поверхности металлических изделий от окалины и ржавчины в зависимости от условий эксплуатации отличается для групп:

У1, УХЛ1, ХЛ1, Т1, О1, ОМ1, ОМ2, В5 СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ 1. При осмотре с шестикратным увеличением окалина и ржавчина не обнаружены.

Применяется для изделий из 1-й и 2-й групп металлов, подлежащие окрашиванию по 1-му и 2-му классам по ГОСТ 9.032.

У1, У2, УХЛ1, УХЛ2, ХЛ1, ХЛ2, Т1, Т2, Т3, О1, ОМ1, ОМ2, ОМ3, В5 СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ 2: При осмотре невооруженным глазом не обнаружены окалина, ржавчина, пригар, остатки формовочной смеси и другие неметаллические слои. Применимо для изделий из 1-й и 2-й групп металлов, подлежащие фосфатированию и окрашиванию.

У1, У2, УХЛ1, У3, УХЛ2, УХЛ3, УХЛ4, ХЛ1, ХЛ2, ХЛ3, Т2, Т3 СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ 3:

Не более чем на 5% поверхности имеются пятна и полосы плотно сцепленной окалины и литейная корка, видимые невооруженным глазом. На любом из участков поверхности изделия окалина занимает не более 10% площади пластины размером 25х25 мм

Для покрытий УХЛ4 С поверхности удалены ржавчина и отслаивающаяся окалина

Примечание: Типы черных металлов 1-й и 2-й групп приведены в таблице Д.1 (приложение Д).

2 Сварные швы очищают от шлака и неплотно прилегающей окалины. После сварки при помощи электродов сварные швы с флюсовым покрытием очищают от налета флюса и нейтрализуют. Значение рН поверхности, увлажненной дистиллированной водой, должно быть 6,0- 8,0; контроль проводят при помощи соответствующего индикатора.

5.12.4 Выбор способа очистки поверхности металлов 1-й и 2-й групп от окалины и ржавчины, обеспечивающего требуемую степень очистки, проводят по таблице 10.

Таблица 10 - Максимальная степень очистки от окалины и ржавчины при использовании различных методов

Способ очистки от окалины и ржавчины: Травление,Струйная обработка,Механизированная очистка (вращающимися щетками, пневматическими молотками, с использованием шлифовальных шкурок и др.), Механическая очистка ручным инструментом

Применяется для разных изделий:

Очистка вручную допускается при наличии на поверхности легкой ржавчины или следов коррозии. При этом достигается 1-я или 2-я степень очистки от оксидов.

5.12.5 Если срок службы применяемой системы лакокрасочного покрытия, например в результате абразивного износа, разрушающего воздействия веществ и т.п., меньше срока, установленного для этой системы в любых климатических условиях, допускается по согласованию с заказчиком и разработчиком изделия проводить окрашивание поверхности со степенью очистки 4.

5.12.6 Для изделий из металла толщиной 4 мм и более, эксплуатируемых в условиях В5 по ГОСТ 9.104, срок службы которых в результате абразивного износа и разрушающего воздействия агрессивных сред не более 12 мес, допускается окрашивать поверхности со степенями очистки от оксидов 3 и 4 с применением технологических схем подготовки поверхностей 1-3 по таблице 3, а также применять грунтовки-преобразователи ржавчины или преобразователи ржавчины.

5.12.7 Механическая очистка поверхности

5.12.7.1 Механическую очистку поверхности изделий проводят при помощи ручного и механизированного инструментов, специального оборудования, а также методами струйной абразивной и струйной водной обработок.

5.12.7.2 Ручную очистку проводят с использованием проволочных щеток, шпателей, скребков, абразивных шкурок, молотков для скалывания ржавчины.

5.12.7.3 Механизированную очистку проводят с использованием вращающихся проволочных щеток, различного типа шлифовальных приспособлений, отбойных молотков, игольчатых пистолетов.

Участки поверхности, недоступные для обработки механизированным инструментом, подготавливают вручную. Очистку проводят так, чтобы отсутствовали какие-либо повреждения или дефекты поверхности (риски, вмятины и т.п.).

5.12.7.4 Сухая абразивная струйная очистка

5.12.7.5 Влажная абразивная струйная очистка

5.12.7.6 Газопламенная очистка

Поверхность обжигают пламенем кислородно-ацетиленовой горелки. Окалину и ржавчину удаляют путем воздействия на них струи огня и высокой температуры. После очистки пламенем поверхность обрабатывают при помощи проволочных щеток с механическим приводом и перед окрашиванием дополнительно очищают от пыли и рыхлых загрязнений. Газопламенную очистку применяют при толщине металла не менее 6 мм.

5.12.7.7 Для струйной абразивной обработки применяют чугунную или стальную дробь по ГОСТ 11964 или шлифовальные материалы по ГОСТ 3647.

Струйную абразивную обработку проводят при толщине металла не менее 3 мм.
Допускается струйная абразивная обработка тонкостенных изделий, если при этом не нарушается их геометрическая форма.5.12.7.8 Изделия из коррозионно-стойких сталей после очистки шлифовальным материалом подвергают травлению для удаления металлической пыли.

При использовании неметаллических абразивов травление не применяют.

5.12.7.9 После механической обработки проводят обдув поверхности сжатым воздухом по ГОСТ 9.010.

5.12.7.10 При влажной абразивной струйной очистке используют смесь абразива с водой в соотношении от 1:2 до 1:6.

5.12.7.11 Для предотвращения коррозии черных металлов в гидроабразивную суспензию вводят один из компонентов, приведенных в таблице 11.

Таблица 11 - Ингибиторы коррозии для влажной струйной абразивной очистки

5.12.8 Травление

5.12.8.1 Составы растворов и режимы травления черных и цветных металлов приведены в ГОСТ 9.305 и в таблице В.3 (приложение В).

5.12.8.2 Составы растворов корректируют путем добавления травильного концентрата или соответствующих компонентов.

5.12.8.3 Допустимые массовые концентрации солей железа в травильных растворах приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Допустимые концентрации солей железа в травильных растворах

5.12.8.4 Для удаления окалины и ржавчины с поверхности крупногабаритных изделий из металлов 1-й и 2-й групп применяют травильную пасту, которую наносят шпателем, штукатурными лопатками или пастопультом и выдерживают в течение 1-6 ч, после чего поверхность промывают водой и на 0,5-1,0 ч наносят пассивирующую пасту, затем поверхность промывают и высушивают.

5.12.8.5 Составы травильной и пассивирующей паст приведены в таблице В.4 (приложение В).

5.12.8.6 При подготовке поверхности изделий, предназначенных для условий эксплуатации У1, У2, У3, УХЛ4, при невозможности применения струйно-абразивного метода очистки или других методов, обеспечивающих требуемые свойства покрытия, для поверхностей со степенью окисления А применяют грунтовки - преобразователи ржавчины.

5.12.8.7 Толстые слои окалины и ржавчины с изделий из черных металлов сложной формы удаляют погружением изделия в расплав гидроокиси натрия температурой 420 °С - 480 °С или в расплав смеси гидроокиси натрия и азотнокислого натрия температурой 450 °С - 500 °С в соотношении 3:1 на 10-45 мин. При этом операцию обезжиривания не проводят. Допускается применять другие методы, обеспечивающие требуемую степень очистки поверхности от оксидов.

5.12.8.8 Составы для одновременного обезжиривания и травления и режимы обработки приведены в таблице В.5 (приложение В).

5.13 Химическая активация металлической поверхности перед фосфатированием

5.13.1 Химическую активацию проводят после очистки поверхности от оксидов, масляных и иных загрязнений перед операцией кристаллического цинкфосфатирования с целью обеспечения постоянного качества фосфатного покрытия, получения фосфатных покрытий с мелкокристаллической структурой, уменьшения массы фосфатного покрытия на единицу поверхности, снижения расхода фосфатирующих концентратов.

5.13.2 Титановые активаторы АФ-1, АФ-4, АП-4 представляют собой порошкообразные продукты. Активаторы вводят в ванну промывки перед фосфатированием или в ванну обезжиривания в зависимости от имеющегося оборудования. Введение активатора в ванну обезжиривания эффективно только при использовании метода распыления. Предпочтительнее активатор добавлять во вторую ванну обезжиривания.

5.13.3 Перед введением в ванну промывки активирующие составы растворяют в дистиллированной (деминерализованной) воде согласно требованиям таблицы Г.1 (приложение Г).

5.13.4 Режимы обработки активирующими растворами приведены в таблице В.6 (приложение В).

5.13.5 В связи с тем, что растворы титановых активаторов АФ-1, АФ-4, АП-4 склонны к коагуляции, активирующие растворы необходимо периодически обновлять. Контроль и корректирование активирующих растворов приведены в приложении Д.

5.13.6 Замену активирующего раствора проводят при ухудшении качества фосфатного покрытия (увеличение размера кристаллов и массы слоя), но не реже одного раза в две недели.

5.13.7 Расход активирующего состава определяют производственными условиями и уточняют после испытаний на конкретном оборудовании для подготовки поверхности.

5.14 Фосфатирование

5.14.1 При подготовке к окрашиванию на металлической поверхности могут быть сформированы фосфатные покрытия двух типов: кристаллические (цинкфосфатные) или аморфные (железофосфатные).

Цинкфосфатные покрытия формируются в растворах на основе однозамещенного фосфата цинка, которые также могут содержать катионы никеля, марганца, кальция и т.д.
Железофосфатные покрытия формируются в растворах на основе однозамещенных фосфатов щелочных металлов или аммония.5.14.2 Фосфатирование применяют главным образом для обработки черных металлов, а также цинка, алюминия, кадмия. Характеристики фосфатируемости металлов приведены в таблице Д.1 (приложение Д).

5.14.3 Перед фосфатированием поверхность очищают от окалины, ржавчины, жиров, масел, отпечатков пальцев и других посторонних веществ методами, совместимыми с предусматриваемым способом фосфатирования, и тщательно промывают.

5.14.4 Перед кристаллическим фосфатированием необходимо отказаться от методов и материалов очистки поверхности, способствующих формированию крупнокристаллической структуры и увеличению массы фосфатного покрытия. С этой целью не рекомендуется применять сильно щелочные ТМС (рН свыше 12). Если для удаления окалины и ржавчины проводилась операция травления кислотами, то перед фосфатированием необходимо проводить нейтрализующую промывку и химическую активацию по 5.13.

5.14.5 Перед окрашиванием методами катодного или анодного электроосаждения, а также перед окрашиванием порошковыми красками перед операцией цинкфосфатирования необходимо провести химическую активацию по 5.13.

5.14.6 С целью увеличения коррозионной стойкости фосфатные покрытия обрабатывают специальными пассивирующими средствами.

5.14.7 Основные типы фосфатных покрытий и их характеристики приведены в таблице 13.

Таблица 13 - Характеристики конверсионных фосфатных покрытий

Для каждого Типа фосфатирующего состава: Классический (Zn, НРО, окислитель), С низким цинком (Zn, Ni, НРО, окислитель),Трикатионный (Zn, Ni, Mn, НРО, окислитель),Аморфный (Na, K, NH, НРО, окислитель) указаны компонены и масса фосфатного покрытия.

5.14.8 Рекомендации по фосфатированию для обеспечения хороших физико-механических свойств и повышения коррозионной стойкости лакокрасочных покрытий приведены в таблице 14.

Таблица 14 - Рекомендации по фосфатированию для обеспечения хороших физико-механических свойств и повышения коррозионной стойкости лакокрасочных покрытий

Для каждого типа обрабатываемого металла: Черные металлы 1-й и 2-й групп, цинк, алюминий, кадмий, указаны Типы фосфатирующего состава:

Классический, с низким цинком, трикатионный; Аморфный и классический С низким цинком, трикатионный;

5.14.10 Изделия с нанесенным фосфатным покрытием промывают питьевой водой и подвергают горячей сушке. При некоторых видах окрашивания с применением водных лакокрасочных материалов, например, перед окрашиванием методом электроосаждения, допускается изделия не сушить.

5.14.11 Образование шлама является нормальным явлением процесса фосфатирования, однако следует избегать осаждения шлама на изделиях. Ванны фосфатирования должны очищаться от шлама путем фильтрации, отстаиванием и т.д.

5.14.12 Для приготовления фосфатирующих растворов применяют дистиллированную, деминерализованную или питьевую воду, соответствующую требованиям таблицы Г.1 (приложение Г). При применении питьевой воды расход фосфатирующих составов возрастает на 10% - 15%.

Для приготовления рабочего раствора состава для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования применяют питьевую воду.5.14.13 Методы контроля и корректирования фосфатирующих растворов приведены в приложении Д.

5.15 Пассивирование

5.15.1 Операцию пассивирования проводят после обезжиривания поверхности водными растворами с целью предотвращения образования вторичной коррозии при сушке изделий из стали 1-й и 2-й групп, если последующую обработку не проводят.

5.15.2 Операцию пассивирования проводят после операций фосфатирования и хроматирования с целью повышения коррозионной стойкости фосфатных и хроматных покрытий.

5.15.3 Пассивирующие составы и технологические режимы обработки приведены в таблице В.7 (приложение В).

5.15.4 Для пассивирования перед окрашиванием допускается применять бесхромовые составы на основе комплексных фторидных соединений титана, циркония или гафния, а также водорастворимых полимерных соединений, улучшающих коррозионную стойкость последующего лакокрасочного покрытия.

5.15.5 Приготовление, контроль и корректирование пассивирующих растворов приведены в приложении Д.

5.15.6 Изделия с покрытиями, полученными химическим или электрохимическим способами из меди и ее сплавов, коррозионно-стойких сталей, а также изделия с цинкбарийфосфатными и цинкмагнийфосфатными покрытиями пассивируют по ГОСТ 9.305.

5.16 Промывка

5.16.1 После каждой технологической стадии химической подготовки поверхности проводят промывку поверхности питьевой водой. Число ступеней промывки определяется технологическим процессом. Увеличение числа ступеней промывки улучшает качество подготавливаемой поверхности.

5.16.2 Химические компоненты предыдущей технологической стадии после промывки могут остаться на поверхности изделия, поэтому воду в последней ванне промывки контролируют по таблице 15.

Таблица 15 - Контролируемые показатели воды в последней ванне промывки

Наименование операции, после которой проводят промывку: Обезжиривание,Травление,Фосфатирование и Хроматирование, и Контролируемый показатель, в виде допустимого значения контролируемого показателя.

5.16.3 Качество исходной питьевой воды и допустимая концентрация загрязнений в последней ванне промывки перед сушкой от влаги и окрашиванием зависят от типа наносимых лакокрасочных покрытий и условий их эксплуатации. Требования к воде последней ванны промывки приведены в таблице 16.

Таблица 16 - Требования к воде последней ванны промывки

Качество воды для каждого Типа наносимого лакокрасочного покрытия и типа Условия эксплуатации

5.16.5 Промывки применяют как при методе погружения, так и при струйном методе; они предназначены для выполнения двух основных функций: промывания и улавливания. Ванны промывки должны быть проточными, ванна улавливания - непроточной, но с возвращением уловленного раствора в предыдущую технологическую ванну (противоточная схема).

Для снижения расходов воды и сбросов сточных промывочных вод рекомендуется создание противоточных схем промывок.

5.16.6 Расход воды на промывку , дм/ч, определяют по формуле, где - число одинарных ванн промывки, прямоточных ступеней промывки или ванн (в том числе каскадных) с автономными (собственной) подачей и сливом воды; удельный вынос (унос) раствора, см/м (таблица 5); площадь обрабатываемой поверхности, м/ч; - коэффициент, учитывающий число ванн улавливания: при одной, при двух и при трех ваннах улавливания; число ступеней проточной промывки; кратность разбавления, вычисляемая по формуле:

где - концентрация раствора в технологической ванне, точки; предельно допустимая концентрация технологического раствора в последней ванне промывки, точки; - коэффициент, учитывающий метод обработки (при методе погружения , при струйном методе ).