Климатические условия при подготовительных и окрасочных работах
Соблюдение правильных климатических условий — фундаментальное требование для обеспечения высочайшего качества и долговечности лакокрасочного покрытия. Игнорирование таких параметров, как температура поверхности, точка росы и влажность воздуха, неизбежно приводит к дефектам покрытия и его преждевременному разрушению. В данной статье мы рассмотрим, какими должны быть климатические условия при выполнении подготовительных и окрасочных работ.
Механизм образования росы
Роса играет важную роль в окрасочных работах, и многие случаи отслоения лакокрасочных покрытий можно связать с ее образованием.
Само явление простое для понимания, и каждый из нас встречался с ним в школьном курсе физики в средних классах.
Окружающий нас воздух содержит влагу (воду) в форме невидимого газа – водяного пара. Количество влаги в воздухе зависит от его температуры: чем теплее воздух, тем больше влаги он способен удержать. Когда воздух охлаждается, его способность удерживать влагу уменьшается, и часть влаги выпадает из воздуха, то есть конденсируется.
Охлаждение воздуха с образованием росы наиболее часто происходит летом в вечерние и ночные часы. Днем может быть тепло или жарко, а вечером становится прохладнее. Поэтому летом в вечерние и ночные часы в природе и на различных уличных предметах можно наблюдать росу – капли влаги, выпавшие из охлажденного воздуха. Например, росу можно увидеть на траве или листьях деревьев и кустарников, а также на крышах автомобилей, детских площадках и т.п. Температура, при которой образуется роса, называется точкой росы.
Другой пример образования капель влаги на поверхности можно наблюдать днем в жаркую погоду. Попробуйте достать из уличного холодильника бутылку с водой, и вы увидите, как поверхность бутылки быстро становится влажной. Почему это происходит? Принцип тот же – охлаждение воздуха и выпадение влаги, только в данном случае охлаждение происходит в слое воздуха, находящемся в непосредственной близости от бутылки, при этом весь остальной окружающий воздух остается нагретым.
Точка росы зависит от влажности воздуха и атмосферных условий.
Чем выше абсолютная влажность (больше водяного пара в воздухе), тем выше точка росы, то есть роса образуется легче. В прибрежных регионах с высокой влажностью роса выпадает чаще, чем в засушливых районах.
В ветреную погоду ветер смешивает слои воздуха, предотвращая локальное охлаждение у поверхности. Роса чаще появляется в тихие, безоблачные ночи.
Обратите внимание, что роса образуется только при понижении температуры. При повышении температуры (даже резком) роса не появляется.
Условия для образования росы
Роса образуется, когда температура поверхности оказывается равной точке росы или ниже её. Но это в физическом смысле, а на практике – при выполнении окрасочных работ – между температурой поверхности и точкой росы должна быть разница – запас, который гарантированно не допустит появления росы. Эта разница составляет 30С и оговорена стандартами: например, ГОСТ 9.402-2004: «Температура стальной поверхности, прошедшей подготовку поверхности к окрашиванию, должна быть на 3 °С выше точки росы».
Почему именно 30С? Эта цифра была назначена теоретическим путем и далее проверена эмпирически. Запас 30С учитывает погрешность измеряющего прибора, возможные изменения температуры в ходе выполнения окрасочных работ, а также охлаждение поверхности при испарении растворителя.
Разница 30С между температурой металла и точкой росы является обязательным требованием перед началом выполнения и в ходе окрасочных работ. Некоторые специалисты считают, что в отдельных ситуациях эта разница может быть меньше (с этим связан тест папиросной бумагой), которую с нажимом прислоняют к поверхности, и если бумага «приклеивается», то это указывает на наличие на поверхности влаги, а если не «приклеивается», то влаги нет и поверхность можно окрашивать; используется обязательно папиросная бумага, которая имеет малую толщину и, соответственно, низкую массу), но такой подход нельзя назвать стандартным, требование стандарта приведено выше.
Исключение составляют лакокрасочные материалы, которые допускается наносить на влажную поверхность – для этих материалов требование о разнице 30С между температурой металла и точкой росы неприменимо.
Предотвращение образования росы на практике
Летом при больших перепадах дневных и ночных температур окрасочные работы в вечернее время нужно выполнять с осторожностью. Опыт показывает, что даже использование приборов для контроля климатических параметров помогает не всегда. Наиболее рискованными с точки зрения образования росы являются спокойные ясные вечера.
При планировании окрасочных работ нужно также учитывать, что чем больше исходная относительная влажность воздуха, тем меньший перепад температур потребуется для выпадения росы. То есть если в вечернее время вы наблюдаете тенденцию на повышение влажности, то к окрасочным работам лучше не приступать.
Ошибочно считать, что роса образуется только на улице. Проблема касается танков, цистерн и в целом всех внутренних помещений, граничащих с улицей.
Существует два способа борьбы с росой: нагрев воздуха и осушение воздуха. При выполнении окрасочных работ в танки ставят тепловые пушки или осушители воздуха, которые функционируют круглосуточно в течение всего периода выполнения окраски.
Также важную роль играет вентиляция, которая должна обеспечивать воздухообмен без образования застойных зон.
В судостроении принято окрашивать все внутренние поверхности, сопряженные с обшивкой корпуса и находящиеся ниже ватерлинии, до спуска судна на воду. В противном случае окрасить эти поверхности невозможно из-за постоянно образующихся капель влаги.
Ремонтные поверхности малой площади можно протирать смесью спирта и ацетона (50/50), которая растворяет влагу и быстро улетучивается. Если наносить покрытие непосредственно после протирки, то адгезия будет обеспечена.
Какой должна быть влажность?
Стандартная рекомендация при нанесении лакокрасочных материалов: относительная влажность не должна превышать 85%. Есть источники (например, ГОСТ 9.402), которые требуют, чтобы относительная влажность была не выше 80%. Превышение этой цифры опасно тем, что увеличивается вероятность образования росы; также при более высокой относительной влажности покрытие будет высыхать неправильно, потому что испарение растворителя будет затруднено.
Для лакокрасочных материалов, отверждаемых влагой воздуха, ограничений по влажности не существует. При нанесении этих материалов относительная влажность может достигать 100%.
Минимальная и максимальная температура при окрашивании
Нанесение лакокрасочного материала необходимо производить при температуре, заданной производителем краски. Производитель материала должен указывать минимально и максимально допустимые для нанесения температуры окружающего воздуха и подложки.
Нанесение покрытия при температуре ниже минимально допустимой может привести к недостаточному высыханию пленки и, как следствие, низкому сроку службы. Такое покрытие будет обладать недостаточными физико-механическими характеристиками и низкой стойкостью к различным веществам. Кроме того, при высыхании при низкой температуре может вызвать образование трещин.
При слишком высокой температуре (как правило, выше +350С) в покрытии возможно образование дефектов. В этих условиях нарушается баланс между двумя ключевыми процессами: испарение растворителей и полимеризация смол.
При высокой температуре возможно образование следующих дефектов:
– кратеры и проколы. Образуются, когда пленка уже сформирована, но растворитель еще полностью не вышел из пленки. При испарении растворитель «пробивает» набирающее твердость покрытие;
– сухой спрей. Высокая температура заставляет растворитель испаряться в воздухе, когда краска еще не достигла поверхности. Вследствие этого на поверхности оседают сухие частицы краски;
– апельсиновая корка. Покрытие начинает отверждаться до того, как произошло его растекание;
– пузыри. Образуются, когда растворитель выходит из покрытия, надувает пленку, но не может ее разрушить и остается под вздутой пленкой;
– неравномерное высыхание покрытие. На открытом солнце быстрее всего отверждается часть пленки, находящаяся у подложки, а также верхняя часть, которая после нанесения находится под солнечными лучами. Средняя часть пленки может оставаться недосушенной.
Для исключения перечисленных дефектов в жаркую погоду рекомендуется проведение окрасочных работ в вечернее, ночное и утреннее время, а также добавление «медленных» растворителей в ЛКМ.
Разные типы лакокрасочных материалов имеют разные минимально допустимые температуры нанесения и сушки. Более подробно о зависимости формирования пленок различных типов от температуры можно узнать здесь.
Климатические условия при выполнении подготовительных работ
Считается, что в части климатических условий на подготовительные работы распространяются те же требования, что описаны выше.
Это могло бы быть хорошей рекомендацией, но выполнять ее можно не всегда. Фактически не имеет значения при какой влажности и температуре выполняется подготовка поверхности. Основной критерий – это соответствие качества подготовленной поверхности и климатических условий на момент начала окраски и в течение окрасочных работ.
Приведем пример. Идут дожди, и вследствие этого в помещении, где выполняются подготовительные работы, высокая влажность. Ничего не мешает вам проводить абразивоструйную очистку: удалять большую ржавчину, оставшуюся окалину и другие загрязнения. Разумеется, очищенная поверхность будет быстро покрываться свежей ржавчиной, но удаление этой ржавчины после завершения дождя и понижения влажности не будет долгим. В этом сценарии вам не придется терять время на простой или использовать осушители воздуха, а качество итоговой поверхности и климат к моменту начала окраски будут соответствовать всем требованиям. Другое дело, если вновь образовавшаяся ржавчина останется на поверхности на длительный срок – в этом случае ее удаление может быть затруднительным и трудоемким.
В других случаях неблагоприятные климатические условия при выполнении подготовительных работ могут отрицательно сказаться на качестве подготовленной поверхности и затраченной трудоемкости. Мы рекомендуем к каждому случаю подходить индивидуально.