Зачем проверять толщину покрытия?
Толщина полимерного покрытия является одним из показателей его качества. Нормативно-технические требования, такие как ГОСТ и ТУ, устанавливают допустимые толщины грунта и эмалей в зависимости от применяемых лакокрасочных материалов, а также предельные отклонения по толщине эмалей от среднего значения. Толщина ЛКП влияет на тон конечного покрытия, а также его коррозионную стойкость и механические свойства. Именно поэтому в нормативной документации описываются не только механические свойства проката с покрытиями, но и требования к толщине покрытия. Чтобы убедиться, что наши покрытия соответствуют нормативно-техническим требованиям, мы контролируем толщину покрытия в каждом рулоне.

Как измеряют толщину покрытия?
Измерение толщины полимерного покрытия осуществляют методом клиновидного реза. Отбираем 3 образца (пробы) размером 90х90 мм по ширине рулона: один из центра полосы, два – с краёв, на расстоянии 50 мм от кромок полосы. На поверхность пробы наносим маркировку, по которой делаем срез под определённым углом через все слои покрытия до металлической основы.
Затем на срезе при помощи измерительного микроскопа рассчитываем послойную толщину полимерного покрытия.
За результат измерений принимается среднеарифметическое значение трех параллельных определений (срезов) толщины полимерного покрытия по ширине рулона.

Как избежать несоответствия толщины покрытия требованиям?
Толщина наносимой полимерной плёнки контролируется ещё в процессе нанесения, до полимеризации, при помощи специального измерительного прибора. Однако, не все ЛКМ имеют одинаковый сухой остаток, поэтому может получиться так, что после полимеризации покрытия его толщина окажется меньше допустимой. Чтобы избежать этого, мы в ОМП всегда наносим несколько больше покрытия, чем требуется в заданных параметрах.

Эстетические качества проката с покрытиями важны не менее, чем механические. Поэтому мы должны гарантировать, что продукция, производимая из нашего проката, будет отлично выглядеть и радовать глаз, а не бросаться в глаза – например, потому, что какие-то панели или участки черепицы непреднамеренно отличаются по цвету. Для этого мы контролируем параметр разнооттеночности покрытий.

Что такое разнооттеночность?
Это один из показателей качества полимерных покрытий, характеризующий цветовое различие нанесённого полимерного покрытия по сравнению с эталонным образцом. ГОСТ 34180-2017 «Прокат стальной тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий. Технические условия» допускает максимальное значение цветового различия 1,0 по сравнению с эталоном и 0,5 по ширине проката.

Как определяют отклонение по цвету?
При помощи спектроколориметра специалист нашего ОТК проводит измерения цветовых координат L*, a*, b* эталонного и испытуемого образцов, а затем по данным координатам ПО спектроколориметра автоматически рассчитывает цветовое различие. Измерения и эталонного образца, и испытуемого образца проводим не менее трех раз. За результат измерений принимают среднеарифметическое значение параллельных измерений трех образцов, определённый с точностью до десятых долей.

Мы в компании «ОрелМеталлПолимер» жёстко контролируем отклонение по цвету как в партии, так и от партии к партии. Это особенно важно в тех случаях, когда нужно «докрасить» металл в дополнение к ранее поставленному. Для заказов с повышенными требованиями мы можем поставить прокат с покрытием с величиной цветового различия не выше 0,3 единиц, что гарантирует отсутствие разнооттеночности, видимой невооружённым глазом.

Прочность покрытия при обратном ударе – это способность полимерного покрытия выдерживать ударные воздействия. Этот показатель является важной характеристикой качества проката с покрытием.

Метод определения прочности полимерного покрытия при обратном ударе основан на определении энергии, при которой груз определенной массы, падая с определенной высоты, не вызывает видимых механических повреждений (растрескиваний и/или отслаиваний) поверхности испытуемой пробы с полимерным покрытием.
Прочность полимерного покрытия при обратном ударе выражается в джоулях (Дж).

Как проводят определение прочности при обратном ударе?
Мы в «ОрелМеталлПолимер» проводим испытание на обратный удар после нанесения на образец проката с покрытием решётчатого надреза. Образец закрепляем в испытательном приборе покрытием вниз (именно поэтому удар и называется «обратным»). Поднимаем груз на заданную высоту, которая соответствует определённому значению прочности, указанному в нормативном документе. Отпускаем груз.
Затем извлекаем образец из испытательного прибора, наклеиваем на выпуклую после удара поверхность скотч 3М параллельно одним линиям надреза и отрываем. Повторяем процедуру со скотчем в направлении, параллельном вторым линиям надреза. После удаления скотча осматриваем материал на наличие дефектов лакокрасочного покрытия.
Прочность при обратном ударе полимерного покрытия выражают числовым значением прочности, при котором не наблюдается видимых механических повреждений (растрескиваний и/или отслаиваний) на поверхности испытуемой пробы. Результаты испытаний заносим в сертификат качества рулона.
ГОСТ 34180-2017 «Прокат стальной тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий. Технические условия» допускает минимальное значение прочности при обратном ударе 5 Дж для ПЭ, ПУ и ПВДФ-покрытий и 10 Дж для пластизолей (ПВХ).

Что такое «Т-изгиб?»
Это испытание эластичности полимерного покрытия при изгибе. Сущность метода заключается в определении минимального числа значения толщины, на которые изгибается испытуемая проба с полимерным покрытием без механического повреждения (отслоений и/или растрескиваний) полимерного покрытия.

Зачем это нужно?
В процессе переработки прокат с покрытием подвергается механическим воздействиям – удар, изгиб, вытяжка – поэтому контроль качества включает испытания на определение способности покрытия выдерживать такие воздействия.

Как это делается?
Зажимаем образец в тисках и загибаем его на 90 градусов так, чтобы покрытие находилось сверху, затем доводим изгиб до 180 градусов и зажимаем таким образом, чтобы внутренние поверхности плотно прилегали друг к другу. Такой изгиб соответствует нулевому значению Т-изгиба.
Достаём образец и осматриваем зону изгиба под лупой с 10-кратным увеличением на наличие трещин или отслоения покрытия. Если они имеются, то продолжаем испытание: максимально плотно загибаем свободный конец образца вокруг первого изгиба ещё на 180 градусов, получая 0,5 Т-изгиб. Снова осматриваем зону изгиба под лупой.
Повторяем испытания до тех пор, пока в зоне изгиба не будет трещин или отслаивания покрытия.

Как оценить результат?
Прочность полимерного покрытия при изгибе выражают значением минимального Т-изгиба (0Т; 0,5Т; 1Т, 1,5Т, 2Т и т.д.), при котором не происходит растрескивание полимерного покрытия. За результат принимают наибольшее значение двух параллельных испытаний, которое заносят в сертификат качества рулона.

ГОСТ 34180-2017 «Прокат стальной тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий. Технические условия» допускает максимальное значение прочности при Т-изгибе – 2Т для покрытий на основе ПЭ, ПУ и ПВДФ и 1Т для ПВХ пластизолей.

Что такое «твёрдость по карандашу»?
Это испытание твёрдости полимерного покрытия, при котором карандашом заданной твёрдости проводят линию по поверхности образца проката с покрытием, при этом карандаш держат под углом 45 градусов к образцу и давят на него с усилием 7,5 Н.

Зачем это нужно?
Данное испытание позволяет определить корректность соблюдения условий формирования полимерного покрытия в технологическом процессе (температура и продолжительность времени сушки), которые влияют на прочностные свойства покрытия – важнейший показатель его качества.
Контроль прочностных свойств покрытия необходим, поскольку в процессе транспортировки, хранения, переработки и эксплуатации прокат с покрытием испытывает значительные механические воздействия.

Как это делается?
Метод измерения твёрдости полимерного покрытия основан на механическом повреждении полимерного покрытия карандашами с грифелями различной степени твердости. Используется прибор, в котором карандаш закрепляется под наклоном в 45 градусов, и на грифель создаётся определённое заданное усилие (7,5 Н).
Карандаш с заданным значением твёрдости (от мягкого к твёрдому - 6B-5B-4B-3B-B-HB-F-H-2H-3H-4H-5H-6H) аккуратно затачиваем, а затем шлифовальной бумагой аккуратно обрабатываем грифель до достижения угла 90 градусов. Карандаш закрепляем в приборе для определения твёрдости, который продвигаем в направлении «от себя» по поверхности образца проката с покрытием, проводя полосу длиной не менее 7 мм.
След карандаша стираем ластиком и осматриваем поверхность образца на наличие повреждений покрытия. Если покрытие не повреждено, испытание повторяем с карандашами большей твёрдости до тех пор, пока не будет получено заметное повреждение полимерного покрытия.

Виды повреждений, оставляемые карандашом на поверхности лакокрасочного покрытия:
a) пластическая деформация - вмятина на поверхности покрытия без когезионного разрушения;
b) когезионное разрушение - наличие видимых царапин, штриха или разрыва на поверхности покрытия, удаление слоя лакокрасочного покрытия (нарушение сплошности);
c) сочетание описанных выше видов повреждений.

Как оценить результат испытаний?
Твердость полимерного покрытия по карандашу выражают номером самого твердого грифеля карандаша, не удаляющего покрытие на отрезке длиной более 3 мм.
ГОСТ 34180-2017 «Прокат стальной тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий. Технические условия» допускает следующие минимальные значения твёрдости полимерного покрытия по карандашу: F для ПЭ, НВ для ПУ и ПВДФ.

Что такое МЭК-тест?
Испытание на истирание (МЭК-тест) – это метод определения степени отверждения полимерного покрытия, а также стойкости полимерного покрытия на металлической подложке к растворителям.

МЭК – это аббревиатура названия растворителя, который применяется в данном методе испытаний, - метилэтилкетон.

Зачем это нужно?
Во-первых, таким образом проверяют стойкость полученного покрытия к износу. Во-вторых, проверяют соответствие заданных технологических параметров получения полимерного покрытия – пиковой температуры металла и времени сушки – рекомендациям поставщика ЛКМ.

Как проводят испытание?
Методика проведения испытания на истирание регламентирована ГОСТ 34180-2017 «Прокат стальной тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинкованный с полимерным покрытием с непрерывных линий. Технические условия».
Испытание истирания поверхности хлопчатобумажным материалом, пропитанным растворителем, проводят при помощи специального прибора для линейного истирания, который может осуществлять одно поступательное движение "назад-вперед" за одну секунду под давлением не менее 0,04 МПа. Длина хода должна составлять не менее 75 мм.

Как оценивают результаты?
При обработке результатов измерений краевые участки области истирания не учитываются.
Результат может быть представлен в виде "удовлетворительно" или "неудовлетворительно" при указанном количестве двойных движений - 100. Результат признается удовлетворительным при отсутствии повреждений полимерного покрытия до грунта при двухслойном нанесении (грунт+эмаль), и до металлической основы при однослойном нанесении - использование грунт-эмали.

Что такое адгезия?
Адгезия – это сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел. Это важнейшее свойство полимерного покрытия, характеризует сцепление лакокрасочного покрытия с окрашиваемой поверхностью.

Почему это важно?
Хорошая адгезия системы полимерного покрытия к металлической основе важна как для внешнего вида продукции, так и для долгосрочной защиты металлической основы от неблагоприятных воздействий окружающей среды.
Отслоившееся, потрескавшееся, облупившееся лакокрасочное покрытие (ЛКП) и выглядит некрасиво, и не работает должным образом – то есть не выполняет ни декоративной, ни защитной функции.

Как проводят испытание?
Адгезию ЛКП к поверхности металлопроката определяем методом решётчатого надреза.
При помощи специального режущего инструмента наносим одновременно 6 параллельных надрезов на поверхность образца проката с покрытием, а затем ещё 6 надрезов перпендикулярно первым для получения решетки. Все надрезы должны доходить до окрашиваемой поверхности.
Затем аккуратно очищаем область надрезов от стружки и наклеиваем на полученный решётчатый надрез скотч ЗМ параллельно нанесённым надрезам. Разглаживаем для плотного прилегания к поверхности покрытия, затем отрываем под острым углом к образцу.
Повторяем, наклеивая скотч в перпендикулярном направлении.

Как оценивают результаты?
Внимательно осматриваем площадь с надрезами и сравниваем степень отслоения покрытия с изображениями в таблице 1 ГОСТ 31149-2014 «Определение адгезии методом решетчатого надреза». Результат выражаем баллом от 0 до 4, где 0 – полное отсутствие отслоения ЛКП, а 4 – отслоилось более 35% покрытия.
Приемлемым для успешного прохождения испытания считается только результат в 0 баллов.

Что наиболее важно для потребителя продукции из проката с покрытиями – металлочерепицы, профнастила, сэндвич-панелей? Долговечность – чтобы продукция долгие годы сохраняла свой внешний вид и защитные свойства. Оба эти параметра в большой степени зависят от свойств полимерного покрытия.

Долговечность лакокрасочных покрытий определяется процессами старения, происходящими в них под воздействием таких факторов внешней среды, как УФ-излучение, высокие / низкие температуры, влажность, воздействие кислорода. А в разных климатических зонах эти факторы действуют в различных сочетаниях и с различной интенсивностью.

Поэтому, чтобы иметь возможность предоставить переработчикам проката с покрытиями рекомендации по подбору конкретного покрытия на основании его эксплуатационных характеристик, производители проката с покрытиями в сотрудничестве с поставщиками ЛКМ проводят так называемые натурные испытания.

ГОСТ 6992-68 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Покрытия лакокрасочные. Метод испытаний на стойкость в атмосферных условиях» описывает процедуру проведения натурных испытаний и методы оценки их результатов.

В 2019-2022 гг. мы в компании «ОрелМеталлПолимер» совместно с партнерами - переработчиками рулонного проката с полимерным покрытием и поставщиками лакокрасочных материалов провели сразу три серии натурных испытаний для таких видов покрытий, как PE, PUR и PVDF.

Одна из испытательных площадок находилась на острове в Северном море, вторая — в центральной части России, на промышленной площадке с агрессивной средой (производство, связанное с аммиаком), и третья — внутри промышленного помещения, задействованного под переработку металлопроката.

Выбранные площадки позволили получить представление о том, какие виды покрытий являются наиболее подходящими для каких сред. А полученные результаты подтвердили высокое качество рулонного проката с полимерным покрытием производства ОМП!