Определение адгезии изоляционных материалов к стальной поверхности с помощью адгезиметра
Цель работы. Ознакомление с устройствами адгезиметров и методикой работы с ними. Определение величины адгезии в зависимости от материала изоляционного покрытия.
Приборы и материалы: адгезиметр АР-2, АМЦ2-20 и прибор СМ-1, адгезиметр с тарировочной кривой для перевода показаний индикатора в кгс/см2; стальные диски в залитой в них мастикой с толщиной слоя 4, 6, 8 мм или другой величины.
Описание приборов и методики работы.
Адгезиметр предназначен для определения величины силы сцепления изоляционных материалов с металлом. Величина силы сцепления двух приведенных в контакт поверхностей различным по своей природе материалов характеризует степень их прилипаемости друг к другу или адгезию. По величине силы сцепления /адгезии/ судят о качестве и надежности изоляционного покрытия трубопровода. В результате плохой адгезии /низкая величина силы сцепления/ происходит преждевременное отслаивание изоляционного покрытия в процессе эксплуатации в связи с этим коррозионное разрушение металла трубопровода.
Контроль адгезии покрытий проводится двумя методами:
Метод А применяется для контроля адгезии защитных покрытий из полимерных лент, метод Б - для контроля покрытий на основе битумных мастик.
МЕТОД А
Контроля адгезии защитных покрытий из полимерных лент производят двумя способами:
1. способ - с помощью адгезиметра АР-2;
2. способ - с помощью автоматического электронного адгезиметра АМЦ2-20.
1. способ
Прибор адгезиметр АР-2 (рис. 3) состоит из корпуса 1, на котором закреплены зажим 2 для удержания полосы отслаиваемого покрытия и стальной нож 3 из двух параллельно установленных лезвий, расстояние между которыми может изменяться от 10 до 40 мм. Для опоры на трубу и фиксации постоянного угла отслаивания 
180° корпус установлен на ролики 4, одну пару из которых можно передвигать и фиксировать в гнездах 5-9 в зависимости от диаметра трубы. К корпусу прикреплен силоизмеритель с двумя последовательно расположенными пружинами 10.
Подвижные ролики устанавливают на приборе в соответствующие гнезда в зависимости от диаметра трубы:
| диаметр трубы, мм | гнездо |
 720
| 5 |
| 820 | 6 |
| 1020 | 7 |
| 1220 | 8 |
| 1420 | 9 |
Рис. 3. Адгезиметр АР-2
1 – корпус, 2 – зажим, 3 – стальной нож, 4 – ролики, 5 – 9 – гнезда фиксации роликов в зависимости от диаметра труб, 10 – пружины силоизмерителя
Ножи, закрепленные на корпусе прибора, опускают и с их помощью вырезают полосу 2 (рис. 4) защитного покрытия 1 шириной от 10 до 40 мм в зависимости от ожидаемой величины адгезии (см. табл. 1 настоящего стандарта):
при величине адгезии от 30 до 40 Н/см (от 3 до 4 кгс/см) ширина полосы 10-15 мм;
при величине адгезии от 1 до 5 Н/см (от 0,1 до 0,5 кгс/см) - 30-40 мм.
Стальным ножом надрезают конец вырезанной полосы (рис. 4), приподнимают его и закрепляют в зажиме прибора.
Прибор устанавливают на трубу с защитным покрытием, добиваясь ее контакта со всеми роликами.
рис. 4. Вырезание полоски покрытия для отслаивания.
Проведение испытаний
Передвигая прибор по трубе, проводят отслаивание надрезанной полосы на длину 100 мм, измеряя устойчивое усилие отслаивания и визуально определяя характер разрушения (адгезионный, когезионный, смешанный).
Адгезионный характер разрушения - обнажение до металла;
когезионный характер разрушения - отслаивание по подклеивающему слою или по грунтовке;
смешанный характер разрушения - совмещение адгезионного и когезионного характера разрушений.
Обработка результатов испытаний
Адгезию защитных покрытий (А), Н/см (кгс/см), определяют по формуле
(1)
где F - усилие отслаивания, Н (кгс);
b - ширина отслаиваемой ленты, см.
За величину адгезии защитного покрытия принимают среднее арифметическое трех измерений, вычисленное с погрешностью до 1,0 Н/см (0,1 кгс/см).
Результаты измерения произведенного по методу А (способ 1)заносят в табл. 7.
Таблица 7
| Температура окружающего воздуха,К (°С) | Номер измерений | Усилие отслаивания F, Н (кгс) | Ширина отслаиваемой полосы b, см | Величина адгезии А, Н/см (кгс/см) | Характер разрушения |
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 | |||||
| Среднее |
2. способ
Адгезиметр АМЦ2-20 укомплектован универсальным захватом 6 (рис.5). Универсальный захват предназначен для закрепления полосы отслаиваемого покрытия для определения его адгезионной прочности.
|
|
|
|
|
Рис. 5. Адгезиметр АМЦ-20.
1- цифровой индикатор, 2 – кнопка “1/0”, 3 – кнопка “>0<”, 4 – ручка-держатель, 5 – крюк
Стальным ножом (нож следует держать с наклоном 45-60 град к поверхности) вырезать полосу защитного покрытия шириной от 10 до 40 мм (с погрешностью не более 0,25мм) в зависимости от ожидаемой величины его адгезионной прочности. Для этого следует пользоваться линейкой или шаблоном, рис.9,а.
(Необходимо следить за тем, чтобы покрытие было прорезано ножом до металлической поверхности. В случае отслаивания заводского покрытия толщиной 1,5-3,0 мм ~ и более рекомендуется прорезать покрытие дополнительно (отступив от полосы с обеих сторон 2-3 мм) и удалить образовавшиеся две узкие полоски покрытия, см. рис.6,б)
Рис. 6. Вырезание полоски покрытия для отслаивания.
Ножом приподнять конец вырезанной полосы покрытия и осторожно ("подрезая" адгезив, если это необходимо) отслоить полоску от трубы длиной 4-5 см и закрепить в захвате прибора по подходящему варианту (см. рис.7).
1. При отслаивании покрытия толщиной 0,4-0,7 мм с большой величиной адгезионной прочности.
(Отслаивание под углом 180 град.)
2. При отслаивании покрытия толщиной 0,8-1,5 мм
(Отслаивание под углом 180 град.)
3. При отслаивании покрытия заводского нанесения толщиной свыше 1,5 мм (напыленный, экструдированный полиэтилен с термоплавким адгезивом) (Отслаивание под углом 90 град.)
Рис.7. Рекомендуемые схемы закрепления полосы покрытия в зажиме.
Подсоединить зажим к крюку 5 адгезиметра.
Проведение испытаний
Включить адгезиметр нажатием кнопки "1/0" - При этом прибор издает короткий звуковой сигнал и на табло появляется надпись "-Ад-" ("Адгезиметр"). После входа в режим в режим “Адгезиметр” произвести настройку параметров адгезиметра. Настройка парметров производится кнопками: “1/0” – вход и выход из режима, “>0<” – выбор значения.
Пункты настройки параметров адгезиметра:
to - время ожидания, необходимое оператору для выхода на стационарный режим отслаивания, to = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 секунд;
tn - продолжительность отслаивания, tn = 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 секунд;
ПОР - порог срабатывания, т.е. усилие отслаивания, при превышении которого прибор накапливает информацию для определения величины адгезионной прочности, ПОР = 0.02, 0.05, 0.10, 0.20, 0.50, 1.00, 2.00, 5.00 кг.
Повторно нажать кнопку "1/0" - При этом прибор автоматически производит коррекцию нуля и на табло появляются "- 000". Прибор готов к измерениям.
Приложить (только за ручку) к прибору тянущее усилие и начать отслаивать покрытие. Отслаивание следует производить равномерно (без рывков или остановок) с постоянной скоростью.
(Скорость отслаивания (Vomc) можно определить как частное от деления длины (в мм) отслоенного участка покрытия (L) на величину заданной продолжительности отслаивания tn (в мин.).
Vomc= L/tn (мм.мин)
Пример: L = 15 мм. tn = 20 сек.
V = (15)·(20/60) = 45 мм/мин)
В процессе отслаивания покрытия происходит:
1) Постоянная регистрация на индикаторе текущего значения прилагаемого усилия.
2) По достижении приложенного усилия равного по величине значению "ПОР", которое Вами было задано ранее, прибор издает непрерывный звуковой сигнал в течение (заданного ранее) времени to;
3) По истечении времени ожидания (to) адгезиметр приступает к накоплению поступающей информации (о приложенном усилии) и ее статистической обработки, которая осуществляется в течение заданной продолжительности отслаивания (tn):
4) Отсчет продолжительности отслаивания (tn) начинается сразу после окончания звукового сигнала;
5) В течение отслаивания (tn) происходит перемигивание неиспользуемых вертикальных сегментов в старшем разряде индикатора.
Проводить отслаивание необходимо до момента короткого щелчка прибора (при этом прекращается перемигивание вертикальных сегментов) и появления на индикаторе минимального значения усилия отслаивания. Это означает – измерение закончено.
Записать показания минимального усилия отслаивания. При этом минимальное значение усилия сопровождается мерцание курсора на нижнем горизонтальном сегменте в старшем знаке индикатора.