Почему порошковая краска отслаивается от металла

Покрытие сошло с изделия — значит, в цепочке подготовки и покраски порвалось звено. Найти его проще, чем кажется: характер отслоения указывает на причину почти всегда однозначно.

Разберём по порядку: как покрытие держится на металле, что означает каждый вид отслоения и что делать с изделием, которое уже облезло.

Как покрытие держится на металле

Порошок наносят на заземлённое изделие электростатикой, а в печи он плавится и превращается в сплошную плёнку. Держится она за счёт двух вещей. Первая — микрорельеф: плёнка затекает в неровности металла и цепляется за них механически. Вторая — конверсионный слой: тонкая химическая плёнка, которую наносят на металл перед покраской, чтобы покрытие сцеплялось с поверхностью и коррозия не расползалась под ним.

Обе опоры создаются до камеры напыления. Поэтому судьба покрытия решается на участке подготовки, за час до того, как изделие увидит краску.

Что видно на изделии и о чём это говорит

Посмотрите на отслоившийся участок и на металл под ним — картина сузит поиск до одной-двух причин:

Подготовка металла

Отсюда приходит большинство случаев. Полная подготовка выглядит так: обезжиривание, промывка, конверсионный слой, финальная промывка, сушка. Для стали конверсионный слой — это железо- или цинкофосфатирование, для алюминия — хроматирование либо современная безхромовая обработка. Слой решает две задачи сразу: даёт покрытию химическую сцепку с металлом и тормозит коррозию, если плёнку когда-нибудь повредят.

Абразивная очистка — пескоструй или дробеструй — снимает окалину и ржавчину и создаёт шероховатость под механическое сцепление. Для конструкционной стали это рабочий вариант. У него есть особенность: очищенный металл начинает окисляться сразу, поэтому окно между подготовкой и напылением держат коротким.

Что срывает адгезию на этом этапе:

• Остатки масла, СОЖ и консервационной смазки — покрытие ляжет ровно, но сцепится только местами.
• Силикон. Он прилетает по воздуху с разделительных аэрозолей и полиролей из соседних участков и даёт кратеры вокруг каждой капли.
• Ржавчина и окалина. Под плёнкой коррозия продолжается и отрывает покрытие изнутри.
• Влага в порах после промывки: в печи она вскипает и поднимает плёнку пузырями.
• Конденсат на холодном металле. Деталь с улицы выдерживают до температуры цеха.
• Отпечатки пальцев. После подготовки изделие берут в чистых перчатках.

Режим печи

Второй крупный источник проблем. Покрытие выглядит нормально, но полимер сшился частично: плёнка мягкая, легко царапается, со временем отходит от металла. Особенно быстро это проявляется на изделиях, которые стоят на улице или регулярно моются.

Причина обычно одна: режим считают по воздуху в печи, а полимеризация идёт по температуре самого металла. Ориентир для большинства серий — 180–200 °C по металлу изделия, у части эпоксидных и гибридных штатный режим начинается со 160–170 °C. Точные пары «время — температура» даёт техническая карта серии. Массивная деталь прогревается дольше тонкой, плотная загрузка печи — дольше свободной, а отсчёт выдержки начинается с момента, когда металл вышел на температуру.

Перегрев и лишняя выдержка дают другой сценарий: плёнка становится хрупкой, перестаёт работать на изгиб и скалывается по кромкам и рёбрам — там, где выше внутренние напряжения. Светлые цвета при этом желтеют, и по ним перегрев замечают первым.

Металл, из которого сделано изделие

Один и тот же режим на разных основаниях ведёт себя по-разному. У каждого металла своя сложность:

Толщина слоя

Рабочий диапазон большинства серий — 60–120 мкм за проход. Внутри этого коридора плёнка эластичная и держит удар. С каждым лишним десятком микрон в ней растут внутренние напряжения: покрытие хуже переносит изгиб и начинает скалываться по кромкам.

У некоторых систем избыточная толщина даёт ещё и поры. Полиэфиры на гидроксиалкиламидном отвердителе (HAA) — самый массовый вариант красок без TGIC — при сшивке выделяют воду, а полиуретановые порошки отдают продукты разблокировки отвердителя. Толстый слой не даёт этому выйти, и в плёнке остаются проколы, вокруг которых покрытие начинает отходить. Верхний предел толщины всегда берут из технической карты серии.

Коррозия под плёнкой

Этот сценарий проявляется через месяцы эксплуатации. Покрытие повредили при монтаже или перевозке, оголённый металл начал ржаветь, и коррозия пошла вширь под плёнкой, отрывая её от основания. Со стороны выглядит как отслоение, расползающееся от скола или царапины.

Решается это системой покрытия. Для реагентов, морского воздуха и промышленной атмосферы под атмосферостойкий финиш кладут антикоррозионный грунт — цинконаполненный или барьерный. Он останавливает распространение коррозии от места повреждения.

Покраска поверх старого покрытия

Частая история: изделие красят по старому слою, чтобы сэкономить на подготовке. Через несколько месяцев новое покрытие сходит вместе со старым, потому что держалось оно за плёнку, которая уже теряла сцепление с металлом.

Старое покрытие годится как основание только при трёх условиях сразу: оно целое по всей площади, хорошо держится и совместимо по химии с новым материалом. Тогда его матируют и обезжиривают. Пузыри, шелушение и отслоение хотя бы на одном участке означают, что слой надо снимать полностью.

Что делать с изделием, которое облезло

• Оцените масштаб. Дефект на паре деталей указывает на подготовку конкретной партии, отслоение по всей партии — на режим печи или системную ошибку участка.
• Сохраните образец: отслоившийся фрагмент и участок рядом. По ним видно, чистый ли металл под плёнкой и есть ли следы коррозии.
• Проверьте отверждение на изделиях той же партии, которые пока держатся. Недосшитый полимер отойдёт позже.
• Снимите покрытие до металла. Способ выбирают по изделию: абразивная очистка, химические смывки, термическое или пиролизное удаление. У выжигания есть ограничение — тонкостенные детали ведёт, а у части сплавов меняются свойства.
• Пройдите подготовку заново: обезжиривание, промывка, конверсионный слой, сушка. Затем напыление и паспортный режим печи.
• Одиночные сколы на смонтированном изделии подкрашивают жидкими ремонтными материалами в цвет. Порошок требует печи, поэтому на объекте его не наносят.

Как не столкнуться с этим снова

• Пропишите подготовку в задании цеху: обезжиривание, конверсионный слой, промывка, сушка.
• Задайте диапазон толщины из технического описания серии и договоритесь, чем его будут мерить.
• Попросите подтверждать режим печи данными: журналом режимов смены, термоиндикаторами или регистратором температуры.
• Заведите образец-свидетель той же толщины, что и деталь, — на нём делают проверки, которые повреждают покрытие.
• Выбирайте серию под условия эксплуатации: для улицы атмосферостойкую, для агрессивной среды систему с антикоррозионным грунтом.
• Держите короткое окно между подготовкой и напылением: чистый металл окисляется, а холодный собирает конденсат.