آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی

آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی و لزوم آن در صنعت

روش‌های خاصی جهت آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی وجود دارد که تعداد کمی از آنها درصنعت استفاده می شود. این مطلب برای آشنایی بیشتر با این روش‌ها است.

عمر رنگ آمیزی صنعتی به همان اندازه که به انتخاب و کاربرد مواد بستگی دارد به کیفیت آماده سازی سطح همبستگی دارد. رنگ آمیزی‌هایی که معمولا نتایج خوبی ندارند به دلیل عدم آماده سازی مناسب زیرسازی آنها است. اینکه سطح که رنگ آمیزی می‌شود، چطور پرداخته و آماده شده باشد در کیفیت و طول عمر رنگ آمیزی تاثیر می‌گذارد. اگر این سطح سازی مناسب نباشد به طور حتم پوشش رنگ در مقابل شرایط محیطی مقاومت نخواهد داشت و بعد از مدت زمان کوتاهی نیاز به رنگ آمیزی مجدد خواهد بود. به همین دلیل قدم اول در رنگ آمیزی چه در سطوح کوچک و خانگی و چه در سطوح بزرگ و صنعتی، آماده سازی سطح است. این فرایند ممکن طول دوره رنگ آمیزی را چند روز افزایش دهد ولی نتیجه آن دوام چندین ساله رنگ آمیزی خواهد بود. روش‌های خاصی برای آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی وجود دارد که تعداد معدودی از آنها در فرایند‌های صنعتی مورد استفاده هستند. گاهی اوقات چندین روش به طور همزمان انجام می‌شود تا بهترین نتیجه حاصل شود و این مطلب برای آشنایی بیشتر با این روش‌ها است.

آماده سازی سطح چیست؟

آماده سازی به مجموعه‌ای از عملیات گفته می‌شود که شامل پاکسازی، از بین بردن مواد سست شده و اصلاح فیزیکی و یا شیمیایی سطحی است که رنگ روی آن اعمال می‌شود. این روش ممکن است مکانیکی یا شیمیایی باشد و برای رسیدن به حداکثر کیفیت رنگ آمیزی الزامی است.(4)

چرا باید سطوح را پیش از رنگ آمیزی آماده کرد؟

هر سطحی با هر جنسی مثل چوب، آهن، استیل و انواع دیگر ممکن است بسیار تمیز به نظر برسند ولی لازم است تا پیش از رنگ آمیزی از تمام آلودگی‌ها مثل گرد و غبار، روغن، چربی و حتی اثر انگشت پاک شوند این آمادگی سبب می‌شود رنگ روی سطح به خوبی بنشیند. دلایل زیادی برای تهیه آماده سازی سطوح قبل از رنگ آمیزی وجود دارد. مهمترین دلایل آماده سازی سطح قبل از رنگ آمیزی، موارد زیر است:

• - از بین بردن یا متوقف کردن تشکیل یک لایه ضعیف بر روی سطح بستر
• - به حداکثر رساندن میزان تعامل مولکولی بین رنگ یا آغازگر و سطح بستر
• - بهینه سازی نیروهای چسبندگی
• - تولید یک ریزساختار خاص روی بستر
• - افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش
• - حفاظت در برابر خوردگی
• - کاهش هزینه

اهمیت آماده سازی سطوح در رنگ آمیزی صنعتی

در بحث رنگ آمیزی‌های صنعتی هدف از رنگ آمیزی در وهله اول محافظت از سطح زیرین در برابر عناصر مخرب است. متاسفانه، اگر سطح به درستی آماده نشده باشد، ممکن است مواد شیمیایی مضر بین رنگ و سطح به دام بیفتند و بعدها منجر به خوردگی پنهان و آسیب دیدگی‌های دیگر شود از طرفی، روغن روی سطوح فلزی اغلب رطوبت را در زیر رنگ نگه می‌دارد که باعث پوسته شدن رنگ با گذشت زمان خواهد شد. وقتی این اتفاق می‌افتد، فلز در معرض آب و هوا قرار می‌گیرد و دچار خوردگی می‌شود. نکته مهم دیگر که تاکید کننده اهمیت آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی است، بحث کاهش هزینه‌ها است. وقتی سطوح آماده نشده باشند، ماندگاری رنگ کم می‌شود. در این حالت نیاز است تا سطح مورد نظر مجدد رنگ آمیزی شود. ولی این رنگ آمیزی مجدد تنها شامل هزینه خرید مجدد رنگ نخواهد بود. زدودن آثار نامطلوب ناشی از رنگ آمیزی قبلی هم هزینه‌ها را دو برابر خواهد کرد.

روش‌های آماده سازی سطح برای رنگ آمیزی صنعتی

برای رسیدن به کیفیت بالای رنگ آمیزی سطوح صنعتی لازم است سطح اصلی را به گونه‌ای آماده شود که حداکثر چسبندگی بین رنگ و سطح فراهم شود به همین دلیل حذف آلودگی سطحی به روش سیستماتیک امری حیاتی است. هرگونه آماده سازی سطح برای رنگ آمیزی نیاز به تکمیل یک، دو یا همه مراحل زیر دارد:

چربی زدایی یا پاکسازی

این روش شامل حذف آثار آلودگی روغنی و چربی از سطح مورد نظر است معمولا برای این کار از بخار زدایی، چربی زدایی با اولتراسونیک، روش پاشش، غوطه وری و اسکراب استفاده می‌شود. در چربی زدایی بخار، شی مورد نظر در بخارات‌تری کلرواتیلن (TCE) یا پرکلرواتیلن غوطه ور می‌شود. این بخارات بر روی شی متراکم شده و آلاینده‌ها را حل می‌کند. سپس به صورت قطرات از روی سطوح پاک می‌شوند. هنگامی که امکان چربی زدایی با بخار TCE در دستگاه وجود نداشته باشد ابتدا سطح را به ماده TCE آغشته کرده و به دنبال آن از بخار آب برای پاک کردن کامل سطوح استفاده می‌کنند. البته این حلال‌ها در هر فرم مایع و بخار مضر هستند و نیاز به تخلیه محیط کار دارند. در روش غوطه وری و اسکراب، فلز را در ماده‌ای چربی زدا قرار می‌دهند و سپس با آب تمیز و داغ می‌شویند. در انتها هم به وسیله هوای گرم، بخار یا هوای محیط کاملاً خشک می‌کنند.
در اولتراسونیک هم چربی زدایی به روش کاویتاسیون انجام می‌شود. این روش راه حلی ایده آل برای بسیاری از قطعات ظریف و حساس صنعتی است. که گاهی این قطعات برجستگی‌های باریک، سوراخ‌ها، سطوح ماشینکاری شده یا جزئیات کوچک زیادی دارند که لازم است دقیق‌تر شسته شوند و التراسونیک این وظیفه را به خوبی انجام می‌دهد. TCE، استون، کلراید و تتراکلر اتیلن از جمله حلال‌های چربی کاربردی در التراسونیک کلینرها هستند.

روش‌های فیزیکی و سایش (Abrasive blast cleaning)

سطوح ساییده و خشن، امکان اتصالات قوی‌تری نسبت به سطوح بسیار صیقلی ایجاد می‌کنند چون منطقه تماس بیشتری برای چسبندگی ایجاد می‌کند. از طرفی ساییدن سطح سبب پرداخت و پاک شدن ذرات از آلاینده‌های سطوح می‌شود. روش سایشی (Abrasive blasting) یکی از موثر‌ترین روش آماده سازی سطوح صنعتی برای رنگ آمیزی است. در این روش ذرات ساینده با سرعت بالا به سطح مورد نظر برخورد می‌کنند و در اثر این برخورد آثار خوردگی، رنگ، زنگ زدگی و سایر آلاینده را از سطوح پاک می‌کند. سایش معمولا به روشن شن بلاست (grit blasting)، سند بلاست، برس کشیدن و سنباده زدن انجام می‌شود. بالاست سایشی در صنعت معمولا برای سیلوها، مخازن، پل‌ها، کشتی سازی‌ها، کارخانه‌های تولیدی، نیروگاه‌ها، سازه‌های پشتیبانی فلزی، سازه‌های انبار، فرودگاه‌ها و گاراژهای پارکینگ کاربری دارد. مواد ساینده مورد استفاده در این روش مختلف هستند انواع غیر فلزی مثل خاکسترهای فلزی، اکسید آلومینیوم و مانند آنها و نوع فلزی مانند گلوله‌های فلزی یا شن و ماسه، هستند. اندازه این ذرات ساینده نیز عامل مهمی است که بر میزان و کارایی تمیز کردن تاثیر دارد. به طور کلی، گریدهای ریز در تمیز کردن فولاد‌های نسبتاً جدید با سطوح خوردگی کم کارآمد باشند، در حالی که ممکن است برای سطوح به شدت خورده شده، گریدهای درشت‌تر لازم شود.
درجه استاندارد تمیزی با این روش هم متغیر است.

• Sa 1 - تمیز کردن سبک
• Sa 2 - تمیز کردن متوسط
• Sa 2½ - تمیزکاری بسیار دقیق
• Sa 3 - تمیز کردن در حدی که با چشم قابل مشاهده باشد

در شرایطی که دستگاه Abrasive blast در دسترس نیست یا جسم مورد نظر تحمل ضربات ناشی از بلاست را ندارد؛ از برس سیمی یا کاغذ سنباده استفاده می‌شود. تا ضایعات روی سطوح به طور کامل پاک شوند.
برس‌های دوار یا برس‌های معمولی دستی سطوح را از زنگ زدگی، چربی و آلاینده‌های دیگر پاک می‌کند. برای تکمیل مراحل آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی معمولاً سنباده زنی هم لازم است.

پاک سازی سازی سطوح با شعله

در این روش از شعله اکسیژن/ گاز استفاده می‌شود که با پخش کردن حرارت آن روی سطح فلزی زنگ زدگی‌ها و خردگی‌های روی سطح حالت پوسته پوسته می‌شوند. این پوسته بعدا به روش سیم زدن یا سمباده کشی برداشته می‌شوند. روش آماده سازی سطوح با شعله روشی اقتصادی نیست و ممکن است به سطوح زیرین و اصلی قطعات هم آسیب برساند. به همین دلیلی به ندرت استفاده می‌شود.

فرایندهای شیمیایی

در روش‌های شیمیایی از مواد شیمیایی به خصوص مواد اسیدی برای آماده سازی سطوح پیش از رنگ آمیزی استفاده می‌شود. این مواد حلال چربی و رنگ هستند و آلاینده‌های روی سطوح را پاک می‌کنند. روش چربی زدایی با حلال‌های شیمیایی یا به تنهایی یا در ادامه فرایند سایش انجام می‌شود. البته در این روش نسبت مواد ترکیبی و مدت زمان قرار گیری در این محلول شیمیایی برای رسیدن به بهترین نتیجه اهمیت خاصی دارد. به عنوان مثال اگر مدت زمان باقی مانده در این محلول کم باشد، ممکن است اثر گذاری لازم را نداشته باشد و اگر مدت زمان طولانی در معرض مواد شیمیایی قرار بگیرند، لایه‌ای از مواد شیمیایی روی جسم ایجاد می‌شود که در چسبندگی رنگ اختلال ایجاد می‌کند.

تمیز کردن با روش‌های پاششی آب

روش سایشی معمولا با روش پاشش آب (water blasting) همراه می‌شود. استفاده از آب در روش‌های سایشی کمک بزرگی به حذف گرد و غبار و آلایند‌های سطوح می‌کند. به ویژه هنگامی که هدف از پاک سازی سطوح حذف رنگ‌های قدیمی مبتنی بر سرب و آلاینده‌های محلول در آب باشد. در واتر بالاست به طور معمول از فشارهای مشابه با فشار بالاست ساینده استفاده می‌شود در برخی از فرایندهای برای شستشو با آب از مهارکننده‌های آب استفاده می‌کنند تا زنگ زدگی سطح تمیز شده جلوگیری شود. اینکه آیا آثار باقی مانده از این نوع بازدارنده‌ها با پوشش رنگی که بعداً استفاده می‌شود سازگار است یا خیر، مهم است. اگر به هر دلیلی در این روش از مهار کننده استفاده نمی‌شود لازم است سطح مورد نظر به طور کامل از رطوبت پاک و خشک شود.
در روش شستشو با واتر جت از پاشش آب با پرتاب فشار فوق العاده زیاد آب استفاده می‌شود که این روش دلیل توانایی آن در از بین بردن پوشش‌های رنگی و فلزی، نمک‌های محلول و سایر آلاینده‌ها، محبوبیت بالایی دارد. از طرفی چون در فشارهای بالاتر، از حجم کمتری آب استفاده می‌شود هزینه‌های دفع فاضلاب‌ها هم کمتر از روش‌های سنتی شستشو با آب است و با محیط زیست هم سازگارند. واتر جت‌ها در فشارهای متوسط برای تمیز کردن مانند بتن، سنگ‌های بزرگ، آجر و بلوک‌های سنگین و در فشار‌های بالا، بیشتر در بازسازی و یا نوسازی ساختمان‌ها یا تأسیسات بزرگ صنعتی استفاده می‌شوند. استانداردهای مختلفی هم برای میزان تمیزی با واتر جت‌ها وجود دارد.

•       SSPC-SP WJ-1 / NACE WJ: بستر تمیز تا خالی
•       SSPC-SP WJ-2 / NACE WJ:. تمیز کردن بسیار دقیق
•       SSPC-SP WJ-3 / NACE WJ: تمیزکاری کامل
•       SSPC-SP WJ-4 / NACE WJ: تمیز کردن در حد دید

 

ارزیابی مجدد سطح قبل از استفاده از پوشش صنعتی

برطرف کردن ایرادات سطوح مانع از مشکلات بعد از رنگ آمیزی می‌شود. به همین دلیل نیاز است سطوح ناهموار، خوردگی‌ها و ترک‌های روی سطوح مورد نظر بعد از پاک سازی سطوح و قبل از رنگ آمیزی ترمیم شوند. اصلاح این صدمات رنگ آمیزی را موثرتر می‌کند. حتی گاهی لازم است آب بندی سطوح دوباره انجام شود. یا سیستم‌های کف اپوکسی و حتی برخی از فلزات صنعتی مجدد روکش شوند. در بعضی موارد برای بهتر بودن عملکرد نیاز به استفاده از پرایمرینگ است. پرایمر علاوه بر کمک به پاکسازی سطوح از آن در برابر اکسیداسیون محافظت می‌کند.

لزوم آماده سازی سطوح برای رنگ آمیزی

به دلیل روش‌های تولید و فرآوری آهن و فولاد، آنها دارای شرایطی هستند که آمادگی استفاده از پوشش‌های رنگی را ندارند. به عنوان مثال فولاد، ظاهری تیره دارد که یک لایه سطحی پوسته‌ای دارد و لازم است این پوسته‌ها و خوردگی‌ها قبل از رنگ آمیزی از بین برود. غفلت از تمیز کردن قطعات قبل از رنگ آمیزی، آنها را در برابر مشکلاتی که قرار است از پوشش جلوگیری کند، آسیب پذیر می‌کند. طول عمر پوشش و رنگ آمیزی سطوح تا حد زیادی به کیفیت سطح مورد استفاده بستگی دارد. به زبان ساده، یک پوشش نمی‌تواند به سطحی که با گرد و غبار، خاک، روغن، زنگ زدگی، جلبک‌ها یا سایر آلاینده‌ها پوشیده شده است بچسبد. این مورد حتی در مورد پوشش پی وی سی یا سایر فناوری‌های پوششی فلزات هم صادق است. به همین دلیل شستشوی قطعات یک مرحله اجباری در فرآیند پوشش صنعتی است.