Подготовка поверхности и методы контроля, применяемые во время окраски ленты металлической на линии непрерывного действия по нанесению покрытий "Otefal"

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный университет

Химический факультет

Кафедра неорганической химии

Отчет по производственной практике

Подготовка поверхности и методы контроля, применяемые во время окраски ленты металлической на линии непрерывного действия по нанесению покрытий «Otefal»

Выполнила: Корженевская К.Ю.

Студентка 4 курса 1 группы

Научный руководитель: к.х.н.,

доцент С.А. Карпушенков

Руководитель практики от организации:

Начальник ОТК Л.А. Осипенко

Минск, 2018



Оглавление

• Введение
• Глава 1. Литературный обзор
• 1.1 Общие сведения по подготовке поверхности
• 1.2 Конверсионное покрытие
• 1.3 Рентгенофлуоресцентная спектрометрия
• Глава 2. Экспериментальная часть
• 2.1. Контроль параметров в ваннах подготовки поверхности
• 2.1.1 Контроль раствора для щелочного обезжиривания
• 2.2 Контроль раствора для кислотного травления
• 2.2.1 Контроль точек свободной кислотности
• 2.2.2 Контроль точек общей кислотности
• 2.2.3 Концентрация свободных фторидов
• 2.3 Контроль электропроводности в ваннах промывки деминерализованной водой
• 2.2 Контроль качества покрытий, стандартизация и метрологическое обеспечение производства
• 2.2.1 Методы испытаний
• Глава 3. Результаты и обсуждение
• 3.1 Определение твердости полимерного покрытия с помощью карандаша
• 3.2 Определение адгезии полимерного покрытия при вдавливании
• 3.3 Определение толщины полимерного покрытия
• 3.4. Измерение цветового различия полимерных покрытий
• 3.5 Определение абразивной стойкости покрытия
• 3.6 Определение стойкости полимерного покрытия к истиранию
• Глава 4. Техника безопасности в лаборатории
• Заключение
• Список литературы


Введение

Группа компаний «Алютех» - лидер рынка роллетных систем, ведущий производитель алюминиевых профильных систем и секционных ворот в Восточной и Западной Европе.

Холдинг основан в 1996 году и сегодня объединяет 5 производственных и более 20 сбытовых предприятий в Беларуси, России, Украине, Чехии и Германии. Продукция компании установлена на миллионах объектов и поставляется более чем в 65 стран мира.

На территории Республики Беларусь в СЭЗ «Минск» расположено 3 производственных предприятия Группы:

· СООО «АлюминТехно» - завод, специализирующийся на производстве алюминиевых профильных систем, может изготавливать до 55 000 тонн экструдированного профиля в год, что является лучшим показателем в СНГ.

· ООО «Алютех Инкорпорейтед» - завод, выпускающий роллетные системы, способен производить более 150 млн. погонных метров профилей роликовой прокатки в год.

· ООО «Алютех Воротные Системы» - завод по производству секционных и въездных ворот, перегрузочного оборудования и автоматики, ежегодно выпускающий порядка 240 000 защитных конструкций. [1]

Группа компаний «АЛЮТЕХ» предлагает полный комплекс решений для строительства и обустройства объектов различного назначения - для дома, офиса и производства:

· свыше 20 групп интерьерных и архитектурных систем: фасадные и витражные системы, балконные и оконно-дверные системы, крышно-купольная система, офисные и интерьерные перегородки;

· классические, противовзломные, противоураганные рольставни, роллеты с антимоскитной сеткой, роллетные ворота и решетки;

· широкий ассортимент секционных (гаражных и промышленных), панорамных и въездных ворот;

· продукция для эффективной работы складов и логистических центров: докшелтеры, доклевеллеры, перегрузочные посты и площадки;

· актуальные решения по автоматизации роллет и ворот от Comunello, Nero Electronics, Marantec, а также автоматика собственного производства под одноименной торговой маркой ALUTECH.

Система менеджмента качества сертифицирована по стандарту ISO 9001:2008. Продукция «АЛЮТЕХ» производится в соответствии с европейскими стандартами качества и регулярно проходит многоступенчатые тестирования в ведущих испытательных центрах Великобритании, Германии, Швейцарии, США, России, Беларуси, Украины, Чехии, Франции, а также в собственных лабораториях Группы компаний. [1]

Рисунок 1.1 - « АлюминТехно», «Алютех Инкорпорейтед»

Суммарные производственные мощности завода превышают 150 миллионов погонных метров профилей роликовой прокатки в год. Объемы выпуска окрашенной ленты составляют: 25 000 тонн алюминиевой, 70 000 тонн - стальной.

Применение новейших технологий и высококачественного сырья ведущих европейских компаний (BASF, Hydro Aluminium, Akzo Nobel и др.) гарантирует высокий уровень надежности, безопасности и экологичности всего ассортимента продукции «Алютех Инкорпорейтед». [1]

Отличные характеристики роллет «АЛЮТЕХ» подтверждены результатами испытаний, проводимых с привлечением международных аккредитованных центров.

Рисунок 1.2 - Производственный цех «Алютех Инкорпорейтед»



Глава 1. Литературный обзор

1.1 Общие сведения по подготовке поверхности

Подготовка поверхности алюминиевой ленты перед окраской состоит из следующих стадий:

Таблица 1.1

Стадии подготовки поверхности алюминиевой ленты

Стадия подготовки поверхности алюминиевой ленты	№ ванны	Температура раствора в ванне, ?С	Контролируемые параметры
Щелочное обезжиривание (раствор препарата Gardoclean S 5160)	Ванна №1	60-70	Количество моющих точек раствора: 5-7
			Соотношение общей щелочности к свободной щелочности: Щобщ/ Щсв: не более 3
			Количество точек алюминия: не более 18
Промывка водой	Ванна №2	50-55	-
Промывка деминерализованной водой	Ванна №3	50-55	Электропроводность промывочной воды не должна превышать 1500 µS/cm
Кислотное травление (раствор препарата Gardoclean 450 с добавкой Gardobond additive GBA H7250)	Ванна №4	45-52	Количество точек свободной кислотности (Ксв): 10-16
			Отношение общей кислотности к свободной кислотности: (Кобщ/Ксв): не более 3,2
			Концентрация свободных фторидов: видимая реакция травления с выделением пузырьков газа через 10-20 сек
Промывка водой	Ванна №5	50-55	-
Промывка деминерализованной водой	Ванна №6	50-55	Электропроводность промывочной воды не должна превышать 100 µS/cm

Подготовка поверхности стальной оцинкованной ленты перед окраской состоит из следующих стадий:



Таблица 1.2

Стадии подготовки поверхности стальной оцинкованной ленты

Стадия подготовки поверхности стальной оцинкованной ленты	№ ванны	Температура раствора в ванне, ?С	Контролируемые параметры
Щелочное обезжиривание (раствор препарата Gardoclean S 5160)	Ванна №1	60-70	Количество моющих точек раствора: 7-9
			Соотношение общей щелочности к свободной щелочности: Щобщ/ Щсв: не более 3
Промывка водой	Ванна №2	50-55	-
Промывка деминерализованной водой	Ванна №3	50-55	Электропроводность промывочной воды не должна превышать 1500 µS/cm
Кислотное травление (раствор препарата Gardoclean 450 с добавкой Gardobond additive GBA H7250)	Ванна №4	Для стальной оцинкованной ленты не выполняются
Промывка водой	Ванна №5
Промывка деминерализованной водой	Ванна №6	50-55	Электропроводность промывочной воды не должна превышать 100 µS/cm

Подготовка поверхности стальной оцинкованной ленты выполняется в ходе тех же стадий, что и для алюминиевой ленты, за исключением стадии №4 - кислотного травления и стадии №5 - промывки водой. [2]

Узел подготовки поверхности ленты перед окраской состоит из:

- тоннеля подготовки поверхности (металлоконструкция, внутри которой движется металлическая лента, подлежащая окраске. Внутри тоннеля сверху и снизу расположены ряды форсунок, через которые на ленты распыляются соответствующие растворы для ее очистки от смазки и загрязнений и подготовки к дальнейшей окраске. Тоннель разделен на секции, в каждой из которых распыляется свой раствор. Секции разделены 2-мя парами отжимных валов);

- ванн с растворами (металлические резервуары, обшитые теплоизолирующим материалом, с установленными внутри теплообменниками для нагрева содержащихся в ваннах растворов. Ванны оснащены насосами для подачи растворов из ванны в соответствующую секцию тоннеля подготовки поверхности). [2]

Процесс подготовки поверхности можно представить в виде следующей схемы.

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Схема 1.1 - Подготовка поверхности

1.2 Конверсионное покрытие

Конверсионными называются неметаллические покрытия, образуемые на поверхности металлов в результате химических или электрохимических реакций. Чаще всего они применяются в качестве подслоя при нанесении лакокрасочных покрытий, что улучшает сцепление последнего с металлической поверхностью.

Конверсионные покрытия делятся на хроматные, фосфатные и оксидные:

1) Хроматные используются для предотвращения пятен при хранении металла.

2) Фосфатные используются как основа для нанесения ЛКП.

3) Оксидные покрытия используются не только для защиты металла, но и в декоративных целях.

Фосфатные, хроматные и оксидные конверсионные покрытия получают химическим путем. Такие покрытия нерастворимы и имеют высокую адгезию. При фосфатировании образуются нерастворимые кристаллические фосфаты цинка или марганца и железа. [3]

Технология конверсионных покрытий (оксидирование, хроматирование и фосфатирование металлической поверхности) представляет собой технологические процессы, основанные на электрохимическом (на аноде) или химическом воздействии на металлическую подложку в тонком приповерхностном слое с целью образования на металле изоляционного, защитного или декоративного слоя, состоящего из нерастворимых соединений металла основания в виде оксидов, хроматов, фосфатов и др. Слои обладают особой прочностью сцепления с металлическим основанием, которое служит для них материнским материалом. Это позволяет получать слои высокой плотности, причем минимальная толщина, при которой получается сплошной слой, на порядок величины меньше, чем при других способах обработки. [3]

Конверсионная обработка поверхности, такая как фосфатирование или хроматирование, используется для дополнительного повышения защитных свойств покрытия, так как является или химически ингибированным, или тонким грунтовочным слоем. Когда проводят такие операции, их следует включать как составную часть в общую систему защиты.

1.3 Рентгенофлуоресцентная спектрометрия

Конверсионное покрытие можно анализировать с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра Innov-X. Это требуется для определения точной концентрации на 1 см² металлов, входящих в состав конверсионного покрытия. Т.к. при превышении установленных значений, ухудшаются параметры адгезии к материалу. Недостаточная концентрация приведет к потере защитных свойств (коррозийная стойкость, стойкость к оксидам). [4]

Рентгенофлуоресцентный спектрометр Innov-X представляет собой комплект аналитического оборудования с автономным питанием. Комплект оборудования предназначен для количественного неразрушающего анализа содержания химических элементов в твердых, жидких и порошкообразных образцах металлов, сталей и сплавов, почв, руд и других веществ.

Рисунок 1.1 - Спектрометр Innov-X

Автономное питание, небольшой вес, встроенные системы безопасности позволяют использовать установку в реальных производственных условиях в качестве портативной (переносной) станции для анализа химического состава образцов.

Установка представляет собой комплект оборудования, основными частями которого являются:

· Анализатор с источником возбуждения в виде рентгеновской трубки малой мощности, детектором, блоком питания. Все части анализатора помещены в отдельный защитный корпус.

· Программное обеспечение, устанавливаемое на встроенный в анализатор портативный компьютер и предназначенное для управления работой установки и сбора, обработки и хранения аналитических данных.

Меры предосторожности при работе с прибором:

- нельзя держать пробу в руке или на ладони во время проведения анализа. При этом можно получить значительную дозу облучения в области пальцев или руки;

- нельзя анализировать пробы, лежащие на столе, за которым сидит оператор, если стол сделан из дерева или другого неметаллического материала. Определенная доза радиации может пройти сквозь стол и вызвать облучение ног или ступней.

Для анализа небольшого образца следует поместить пробу на плоскую поверхность, установить окно анализатора на пробу и начать анализ. [5]

Рентгенофлуоресцентная (РФ) спектрометрия. Это один из современных спектроскопических методов исследования, который применяется для выявления элементов в веществе и определяет количество выявленных элементов. Элемент идентифицируется по свойственной ему длине волны или энергии рентгеновского излучения. Количество выявленного элемента определяется путем измерения интенсивности его характеристических линий. В итоге РФ спектрометрия определяет элементный состав материала. [6]

Все атомы имеют фиксированное количество электронов, вращающихся по орбитам вокруг ядра. РФ спектрометрия, основанная на дисперсии по энергии и дисперсии по длине волны обычно использует активность на первых трех орбитах электронов по линиям K, L, M, причем K расположена ближе всего к ядру. Каждая электронная орбита соответствует конкретному, отличному от других, энергетическому уровню данного элемента.

В РФ спектрометрии высокоэнергетические первичные фотоны рентгеновского излучения выпускаются из источника (рентгеновской трубки) и ударяют в образец. Первичные фотоны из рентгеновской трубки обладают достаточной энергией, чтобы выбить электроны с самых внутренних орбит - K и L. Когда это происходит, атомы становятся нестабильными ионами. Электроны стремятся к восстановлению стабильности; поэтому электрон с внешней орбиты - L или M - перемещается на новое свободное место на внутренней орбите. Когда электрон с внешней орбиты перемещается на внутреннюю, он излучает энергию, известную как вторичный фотон рентгеновского излучения. Это явления называется флуоресценцией. Каждому элементу свойственен свой вторичный фотон рентгеновского излучения. При этом каждый атом испускает фотоэлектрон с энергией строго определённого значения, например железо при облучении рентгеновскими лучами испускает фотоны Кб = 6,4 кэВ. Далее соответственно по энергии и количеству квантов судят о строении вещества. [4]

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Контроль параметров в ваннах подготовки поверхности

2.1.1 Контроль раствора для щелочного обезжиривания

Для этого необходимы следующие химические реактивы и лабораторная посуда: стакан мерный 0,25 л, колба коническая 250 мл, бюретка 5 мл, пипетка 10 мл, вода дистиллированная, индикатор №1 (фенолфталеин 0,1%), индикатор №2 (бромкрезоловый зеленый 0,1%), 0,05 М раствор H₂SO₄, цилиндр мерный 10 мл, 25% раствор фторида калия (нейтрального по отношению к фенолфталеину), препарат-детергент GBA H7367, колба Babcock. [2]

Контроль моющих точек (точки свободной щелочности Щ_св)

1) Отобрать с помощью пипетки 10 мл обезжиривающего раствора, отобранного из ванны №1, в коническую колбу.

2) Разбавить образец раствора 50 мл дистиллированной воды.

3) Добавить 5 капель индикатора №1 (фенолфталеина).

4) Титровать раствором H₂SO₄ до изменения цвета с розового на бесцветный.

Количество ушедшего на титрование раствора H₂SO₄ (мл) - количество точек свободной щелочности Щ_св.

Обработка результатов:

Для алюминиевой ленты:

- Оптимальное количество моющих точек (точки свободной щелочности Щ_св) для обработки алюминиевой ленты: 5-7.

- Для повышения Щ_св необходимо добавить препарат Gardoclean S 5160.

Для стальной оцинкованной ленты:

- Оптимальное количество моющих точек (точки свободной щелочности Щ_св) для обработки алюминиевой ленты: 7-9.

- Для понижения Щ_св необходимо добавить препарат Gardoclean S 5160. [7]

Контроль чистоты ванны (точки общей щелочности Щ_общ)

1) Добавить к раствору, полученному согласно пункту 2.1.1, 5 капель индикатора №2 (бромкрезоловый зеленый).

2) Титровать раствором H₂SO₄ до изменения цвета раствора с синего на желто-зеленый.

Количество ушедшего на титрование раствора H₂SO₄ (мл) - количество точек общей щелочности Щ_св.

Обработка результатов:

Отношение общей щелочности к свободной (Щ_общ/Щ_св) не должно превышать 3. Соотношение больше 3 говорит о накоплении загрязняющих веществ в растворе. Для снижения соотношения щелочностей до 2,5-3 необходимо включить перелив обезжиривающего раствора из ванны №1.

Контроль точек алюминия

Контроль точек алюминия не подлежит регулярному выполнению (выполняется только в качестве получения дополнительной информации о природе загрязнений обезжиривающего раствора при соотношении щелочностей Щ_общ/Щ_св более 3).

1. К образцу раствора препарата Gardoclean S 1560, отобранного из ванны №1, после титрования согласно п. 2.1.1 и п. 2.1.2, добавить 2 мл 25 % раствора фторида калия (нейтрального по отношению к фенолфталеину).

2. Наполнить бюретку 0,05 М раствором H₂SO₄ и титровать до исчезновения красного цвета.

Обработка результатов:

Количество использованных мл 0,05 М раствора H₂SO₄ соответствуют точкам алюминия. Допустимые пределы точек алюминия: 0-18. [7]

Контроль содержания масла в ванне щелочного обезжиривания

С помощью пипетки необходимо добавить 1,5 мл препарата-детергента GBA H7367 в колбу Babcock. Далее в эту же колбу добавляется обезжиривающий раствор до метки «8». После этого содержимое колбы интенсивно перемешивается и отстаивается в течение 1 часа.

Количество масла в растворе определяется по шкале колбы Babcock. Максимальное содержание масла в растворе без снижения его моющих свойств: 2 г/л. [8]

2.1.2 Контроль раствора для кислотного травления

Для этого необходимы следующие химические реактивы и лабораторная посуда: стакан мерный 250 мл, колба коническая 250 мл, бюретка 5 мл, пипетка 10 мл, цилиндр мерный 100 мл, вода дистиллированная, фенолфталеин, 0,1 М раствор NaOH, 25 % раствор фторида калия (нейтрального по отношению к фенолфталеину).

Контроль точек свободной кислотности (К_св)

1) Отобрать с помощью пипетки в коническую колбу 10 мл раствора, отобранного из ванны №4.

2) Разбавить 50 мл дистиллированной воды и добавить 10 мл 25% раствора фтористого калия (нейтрального по отношению к фенолфталеину).

3) Титровать 0,1 М раствора NaOH до изменения окраски раствора с бесцветной на красную. [2]

Обработка результатов:

- Количество использованных мл 0,1 М раствора NaOH соответствует точкам свободной кислотности (К_св).

- Допустимые пределы количества точек свободной кислотности: 10-16.

- Для повышения точек свободной кислотности необходимо добавить препарат Gardoclean 450 с добавкой Gardobond additive H7250.

Контроль точек общей кислотности (К_общ)

1) Отобрать с помощью пипетки в коническую колбу 10 мл раствора ванны.

2) Добавить 50 мл дистиллированной воды и 5 капель фенолфталеина.

3) Титровать 1,1 М раствором NaOH до получения красного цвета раствора.

Количество использованных мл 0,1 М раствора NaOH соответствует точкам К_общ.

Рисунок 2.1 - Контроль точек общей кислотности

Соотношение точек К_общ и точек К_св (К_общ/К_св) должно быть в пределах: 2-3,2. В случае превышения показателя, следует включить перелив раствора.

Концентрация свободных фторидов

Для определения концентрации свободных фторидов понадобятся следующие оборудования и приборы: стакан мерный 500 мл, пластинка неокрашенной алюминиевой ленты 15х100 мм, термометр “Checktemp”, секундомер “Интеграл С-01”. [2]

1. Раствор при определении концентрации свободных фторидов должен иметь температуру 40±5?С. При необходимости, дождаться пока раствор охладится до указанной температуры.

2. Поместить в мерный стакан с отобранным образцом раствора пластинку алюминиевой ленты.

3. Наблюдать за поверхностью пластинки алюминиевой ленты.

В течение 10-20 секунд должна произойти заметная реакция травления с выделением с поверхности пластинки пузырьков газа (засекаем время начала реакции травления с помощью секундомера).

Обработка результатов:

- Если в течение 20 секунд реакции травления не произошло - концентрация фторидов слишком низкая. Для ускорения реакции травления необходимо добавить раствор Gardobond Additive H 7250 и выполнить повторный анализ через 1 час работы узла подготовки поверхности.

- Если видимая реакция травления происходит менее, чем через 10 секунд - концентрация фторидов слишком высокая. Необходимо прекратить дозировку добавки Gardobond Additive H 7250.

2.1.3 Контроль электропроводности в ваннах промывки деминерализованной водой

Используемое оборудование: кондуктометр HANNA H19033, стакан мерный 500 мл.

Рисунок 2.2 - Измерение электропроводности деминерализованной воды

Суть метода: измерительный зонд кондуктометра погружаем в мерный стакан с деминерализованной водой. На приборе выбираем предел измерения - µS/см. [7]

Электропроводность воды не дожна превышать 100 µS/см. Во время работы электропроводность необходимо поддерживать на уровне 50-80 µS/см путем регулирования подачи деминарлизованной воды. В случае превышения допустимого предела электропроводности 100 µS/см необходимо слить воду и заполнить свежей деминерализованной водой с последующим проведением замера электропроводности воды после замены.

2.2 Контроль качества покрытий, стандартизация и метрологическое обеспечение производства

Таблица 2.1

Контролируемые параметры

№	Контролируемые параметры	Методы испытаний
1	Толщина ЛКП, мкм	Метод определения толщины полимерных покрытий (DIN EN 13523-1)
2	Цветовое соответствие образцу-эталону, предыдущей окраске, ?Е	Метод измерения цветового различие полимерных покрытий (DIN EN 13523-3)
3	Блеск покрытия, %	Метод измерения блеска полимерных покрытий (DIN EN 13523-2)
4	Адгезия покрытия, %	Метод определения адгезии полимерного покрытия при вдавливании (DIN EN 13523-6)
5	Прочность ЛКП, Т	Метод определения прочности полимерного покрытия при изгибе (DIN EN 13523-7)
6	Твердость ЛКП	Метод определения твердости полимерного покрытия с помощью карандаша (DIN EN 13523-4)
7	Прочность покрытия, Дж	Метод определения прочности полимерного покрытия при обратном ударе (DIN EN 13523-5)
8	Абразивная стойкость покрытия, мг	Метод определения абразивной стойкости полимерного покрытия (Табер) (DIN EN 13523-16)
9	МЭК-тест, кол-во двойных ходов	Метод определения стойкости покрытия к истиранию с растворителем МЭК (DIN EN 13523-11)
10	Отсутствие дефектов на покрытии	Метод визуального контроля на наличии дефектов на покрытии

2.2.1 Методы испытаний

Определение толщины полимерного покрытия

Используемое оборудование и материалы:

1. Толщиномеры FISCHER типа NF/Fe:

- ISOSCOPE FMP10 (для алюминиевой ленты);

- DELTASCOPE FMP10 (для стальной ленты);

2. Испытываемый образец размером 150Ч210мм

Измерение толщины ЛКП производится на гладкой, незагрязненной поверхности, не имеющей дефекты. [9]

Помещаем зонд на образец (ленту) с полимерным покрытием. Проводим не менее 10 измерений на структурированной поверхности. За результат измерений принимаем среднеарифметическое значение параллельных определений толщины полимерного покрытия в микрометрах.

Нормативные значения толщины покрытия приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Нормированные значения толщины покрытия

Лакокрасочный материал	Толщина лакокрасочного материала, мкм
Эмаль ПУР/ПА	18-22
Эмаль ПЕ, ПЕ/ПА	18-22
	10-12 (18-22)
Чернила ПЕ	1-2
Грунт на алюминиевой ленте	3-7
Грунт на стальной ленте (RAL9002)	12-15 (3-7)
Лак clearcoat	10-12
Лак для обратной стороны	3-7

Определение цветового различия полимерного покрытия

Используемое оборудование и материалы:

1. Спектрофотометр BYK color-view;

2. Испытываемый образец размером 150Ч210мм.

Спектрофотометрический метод, с применением системы цвета CIELAB, представляющей собой трехмерное цветовое пространство, где величина L* обозначает светлоту, a* - величину красной/зеленой составляющей, а b* - величину желтой/синей составляющей. Координаты L*, a*, b* определяют цвет в его оттенке, насыщенности и яркости. Для объективной оценки цветового соответствия стандарта и образца используют отклонение ?Е - разница, определенная на основании разности между отдельными координатами двух сравниваемых объектов, вычисляется исходя из формулы:

?Е = ((? L*)²+(? a*)²+(? b*)²)^Ѕ (2.1).

Для измерения используем плоские, без механических повреждений и загрязнений, образцы, размеры которых больше размеров апертуры.

Прибор устанавливаем на образец, помещенный на ровную горизонтальную поверхность и измеряем цветовую разность координат покрытия ?Е между текущим образцом и образцом-эталоном.

Проводим не менее трех измерений. За результат измерений принимаем среднеарифметическое трех определений цветового контраста.

За допуск принимаем значение ?Е<1 от образца-эталона. [9]

Определение визуального цветового различия полимерного покрытия

Используемое оборудование и материалы:

Камера визуального сравнения цветов, имеющая следующие виды освещения:

- флуоресцентный дневной свет (D65, 6500 К);

- освещение накала (свет лампы, А, 2856 K);

- офисный свет (TL 84).

Для визуального сравнения используем плоские образцы без механических повреждений. На поверхности образца не должно быть загрязнений, которые могут повлиять на результаты.

Образцы с лакокрасочным покрытием помещаем в камеру визуального сравнения цветов и поочередно включаем переключатели, соответствующие различным видам освещения.

При визуальном сравнении образцов должно наблюдаться сходство в цветовом оттенке при всех источниках освещения. [10]

Определение блеска полимерного покрытия

Используемое оборудование и материалы:

1. Блескомер с углом измерения 60°, диапазон измерения единиц блеска от 0 до 100 единиц блеска;

2. Испытываемый образец размером 150Ч210 мм.

Прибор устанавливаем на образец, помещенный на ровную горизонтальную поверхность и измеряем значение блеска испытуемого покрытия. Проводим не менее трех измерений.

Отклонение между минимальным и максимальным значениями не должно превышать 5 единиц блеска. При отклонении больше 5 единиц, проводят дополнительные три измерения. За результат испытания принимаем среднее арифметическое результатов измерений блеска полимерного покрытия. [9]

Окончательный результат определения округляем до целого числа. Нормативные значения блеска приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Нормативные значения блеска (указаны не все значения по блеску)

Лакокрасочный материал	Допустимые значения блеска, %
Эмаль ПУР/ПА на алюминиевой ленте	25-35
Эмаль ПУР/ПА, ПЕ/ПА на стальной ленте	20-30
Эмаль ПЕ на алюминиевой ленте	45-55
Эмаль ПЕ на стальной ленте	12-16
Лак clearcoat	25-35
Лак для обратной стороны на алюминиевой ленте	55-65
Лак для обратной стороны на стальной ленте	20-30

Определение прочности полимерного покрытия при изгибе (Т-изгиб)

Используемое оборудование и материалы:

1. Тиски любого типа;

2. Лупа с увеличением не менее 10* (что обозначает «*»);

3. Испытываемый образец минимальным размером 30Ч250мм.

При проведении испытания на изгиб используется следующая методика (рисунок 2.3):

- образец изгибаем параллельно направлению проката до 180° на расстоянии 25±5мм от его края;

- согнутый таким образом образец сжимаем в тисках до соприкосновения сторон. Это испытание называется испытание на изгиб «0Т»;

- осматриваем покрытие в месте изгиба в лупу на наличие трещин и отслаивания;

- в случае наличия трещин покрытия в месте изгиба, испытания продолжаем, образец сгибаем еще раз над первым изгибом. Это испытание называется испытанием на изгиб «0,5Т».

Испытания продолжаются до тех пор, пока тест на изгиб не даст положительный результат (отсутствие трещин на поверхности покрытия в месте изгиба).

Рисунок 2.3 - Определение прочности полимерного покрытия при изгибе

конверсионный алюминиевый кислотный полимерный

За результат испытаний принимаем минимальный изгиб Т, при котором испытуемое покрытие осталось неповрежденным. [9]

Определение твердости полимерного покрытия с помощью карандаша

Используемое оборудование и материалы:

1. Набор маркировочных карандашей фирмы KOH-I-NOR (или Faber Castell, Creatacolor) следующей твердости: 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H;

2. Устройство для зажима карандаша с нагрузкой (750±10) г;

3. Наждачная бумага с мелким зерном по ГОСТ 6456 (марки 3М-1000);

4. Ластик;

5. Испытываемый образец размером 150Ч210мм.

Карандаш вставляем в механическое устройство для испытания так, чтобы грифель касался покрытия. Толкая вперед от себя приспособление, прочерчиваем карандашом на покрытии линию длиной не менее 7 мм. С помощью ластика удаляем след карандаша и осуществляем визуальный осмотр покрытия. Если царапины на поверхности отсутствуют - считается, что покрытие выдержало испытание при данной твердости грифеля карандаша. Испытания продолжаем проводить с карандашом, у которого твердость грифеля больше на одну градацию, и так до получения царапины на покрытии. [10]

Нормативные значения твердости покрытия для лакокрасочных материалов: эмаль ПУР/ПА и эмаль ПЕ - F/H; «сморщенный полиэфир» - F.

Определение стойкости полимерного покрытия к истиранию с растворителем МЭК

Используемое оборудование и материалы:

1. Испытательная машина трения MEK фирмы DJH Designs;

2. Хлопковые прокладки;

3. Растворитель МЕК;

4. Испытываемый образец минимальным размером 127Ч305мм

Прибор используем в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Обязательно перед испытанием необходимо заменить использованную прокладку трения на новую.

За результат принимаем количество двойных истираний, при которых покрытие не протирается до подложки или предыдущего слоя на середине полосы истирания.

Нормативное значение: 100 двойных ходов, при которых покрытие не протирается до подложки.

Определение адгезии полимерного покрытия при вдавливании

Используемое оборудование и материалы:

1. Прибор Эриксена;

2. Многолезвийный режущий инструмент с 6 режущими кромками на расстоянии 1 мм;

3. Липкая лента с адгезионной прочностью 10±1 N;

4. Испытываемый образец минимальным размером 70Ч210мм.

Испытываемый образец помещаем на ровную, горизонтальную поверхность. Наносим надрезы на полимерное покрытие в виде решетки. Все надрезы должны доходить до основы образца. Расстояние от решетки до края образца должно быть не менее 25 мм.

Жестко укрепляем испытываемую пластинку в приборе Эриксена между прижимным кольцом и штампом таким образом, чтобы покрытие было сверху, а полукруглый конец пуансона соприкасался с испытываемой пластиной (нулевое положение). Затем медленно вводим пуансон в испытываемый образец с постоянной скоростью до появления первой трещины или отслоения. В этот момент испытание прекращаем, фиксируют глубину вдавливания с точностью до 0,1 мм. [9]

Образец вынимаем, накладываем полоску липкой ленты и плотно ее прижимаем, оставляя один конец полоски не приклеенным. Быстрым движением ленту отрываем перпендикулярно от покрытия.

Осматриваем площадь с надрезами на предмет отслоения квадратов. Результат выражаем в виде процента заштрихованной площади, удаленной после заклеивания лентой. Испытание проводим не менее чем в трех точках поверхности пластины.

Нормативное значение адгезии 0%.

Метод определения прочности полимерного покрытия при обратном ударе

Используемое оборудование и материалы:

1. Прибор для измерения прочности покрытия при ударе (масса груза 1000,0 г, боек с диаметром шарика от 19 до 21 мм, диаметр отверстия наковальни - от 26 до 28 мм)

2. Лупа с увеличением 10* (что значит «*») и более;

3. Испытываемый образец размером 70Ч210мм.

Испытываемый образец помещаем на наковальню под боек полимерным покрытием вниз. Участок пластинки, на который будет падать груз, должен находиться на расстоянии не менее 20 мм от края пластинки и не менее 40 мм от центра других участков, ранее подвергавшихся удару. Поднимаем груз на определенную высоту и отпускаем, чтобы он упал на образец. После удара груз поднимаем, пластинку вынимаем, оцениваем лакокрасочное покрытие при помощи лупы с целью выявления механического повреждения (трещины, сетка трещин или отслоение от подложки).

Испытания начинаем с минимальной высоты падения груза и постепенно увеличиваем ее до появления на покрытии трещин и/или отслоений. Для каждой высоты испытания повторяем не менее трех раз. Покрытие считаем выдержавшим испытание, если не образовалось трещин и отслоений. [9]

Высоту падения груза рассчитываем по формуле:

Н(см) = L Ч10 (2.2),

где L - прочность покрытия, Дж, которая равна 12,5 ЧS (S-толщина ленты без покрытия, мм).

Прочность ПУР/ПА и ПЕ покрытий на алюминиевой ленте должна быть не менее указанной величины L в зависимости от толщины ленты. Примеры на стандартных толщинах алюминиевой ленты приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Прочность покрытия и высота падения груза

Толщина металла, мм	L, Дж	Н, см
0,2	2,5	25
0,25	3,1	31
0,27	3,4	34
0,3	3,8	38
0,33	4,1	41
0,46	5,8	58
0,72	9	90
0,82	>10	100
0,92	>10	100

Прочность ПУР/ПА и ПЕ покрытий на стальной оцинкованной ленте толщиной 0,4-0,6 мм должна быть не менее 10 Дж.

Метод определения абразивной стойкости покрытия (Taber-тест)

Используемое оборудование и материалы:

1. Цифровой абразиметр модели TABER 5131;

2. Абразивые диски для правки кругов S-11;

3. Весы аналитические;

4. Испытываемый образец размером 10смЧ10см.

Взвешиваем образец на весах, записываем вес образца до 4-го знака после запятой.

Цифровой абразиметр используем в соответствии с инструкцией по эксплуатации. Количество циклов 1000. Для предотвращения накопления абразивных частиц перед началом новой серии испытаний вал держателя и сам держатель необходимо тщательно очистить щеткой и вакуумом. После проведения испытания образец взвешиваем на весах, вес записываем до 4-го знака после запятой. За результат принимаем потерю веса в миллиграммах, т.е. от первого веса до испытания отнимаем второй вес после испытания и переводим граммы в миллиграммы. [10]

Нормативное значение не более 30 мг отнесенное к 1000 циклам.



Глава 3. Результаты и обсуждение

Для проведения испытаний был взят образец алюминиевой ленты с толщиной неокрашенного металла 0,46 мкм. На данном образце проводились следующие испытания: определение твердости полимерного покрытия с помощью карандаша, определение адгезии полимерного покрытия при вдавливании, определение толщины полимерного покрытия, измерение цветового различия полимерных покрытий, определение абразивной стойкости покрытия, определение стойкости полимерного покрытия к истиранию с растворителем МЭК.

3.1 Определение твердости полимерного покрытия с помощью карандаша

Для проведения испытания был взят карандаш твердостью H. На образце отсутствовал видимый след в виде царапины. В связи с этим для дальнейшего испытания использовались карандаши твердостью 2H и 3H. Первый видимый след в виде царапины появился при использовании карандаша твердостью 3H.

3.2 Определение адгезии полимерного покрытия при вдавливании

Образец поместили на ровную горизонтальную поверхность, нанесли надрезы в виде решетки. Испытания проводили в трех точках образца. Первые трещины в местах надрезов образовались при следующих значениях глубины вдавливания (a):

a₁ = 0,41 мм

a₂=0,42 мм

a₃=0,41 мм

Во всех трех точках отсутствовало отслоение лакокрасочного покрытия, что соответствует адгезии 0%.

Рисунок 3.1 - Определение адгезии образца при вдавливании

3.2 Определение толщины полимерного покрытия

Измерение толщины производилось в 10 точках образца.

Среднее значение: th. = 26.17 мкм

Максимальное значение: max = 31.22 мкм

Минимальное значение: min = 20.96 мкм

Полученные данные соответствуют значению, указанному в таблице 2.2.

Рисунок 3.2 - Определение толщины образца



3.4 Измерение цветового различия полимерных покрытий

Измерение цветового различия от образца-эталона производилось в трех точках. Полученные результаты:

Рисунок 3.3 - Измерение №1

Рисунок 3.4 - Измерение №2

Рисунок 3.5 - Измерение №3



Т.к. измерения №2 и №3 практически одинаковы по значениям (?Е), а измерение №1 значительно отличается, то за окончательный результат выбираем значение измерения №2 и №3.

3.5 Определение абразивной стойкости покрытия

Перед началом испытания взвесили образец на лабораторных весах.

Полученные данные: m₁ = 15.0394 мг

Поместили образец в цифровой абразиметр на 1000 циклов. Произвели повторное взвешивание: m₂ = 15.0233 мг

За значение абразивной стойкости берется разность ?m = m₁-m₂.

По итогам испытания абразивная стойкость составила: 0,0161 мг, что соответствует установленным требованиям.

Рисунок 3.6 - Определение абразивной стойкости образца

3.6 Определение стойкости полимерного покрытия к истиранию с растворителем метилэтилкетон (МЭК)

Образец поместили в испытательную машину трения на 100 циклов. Далее извлекли образец и произвели визуальный осмотр на наличие истирания до металла и/или грунтовочного слоя.



Глава 4. Техника безопасности в лаборатории

4.1 Общие требования по охране труда

К работе в лаборатории отдела технического контроля (ОТК) допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие обучение и сдавшие в установленном порядке экзамены, усвоившие безопасные методы и приемы проведения работ, допущенные к выполнению работ по результатам медицинского осмотра.

Вновь принятый на работу специалист после вводного инструктажа и первичного инструктажа по охране труда проходит стажировку на рабочем месте не менее 12 рабочих дней (смен) под руководством непосредственного руководителя работ.

Допуск к самостоятельной работе осуществляется непосредственным руководителем с записью в журнале инструктажей по охране труда.

Периодическая проверка знаний по вопросам охраны труда в лаборатории ОТК проходит 1 раз в год.

Работник лаборатории обязан:

правильно использовать средства индивидуальной защиты в соответствии с условиями и характером выполняемой работы, а в случае их отсутствия или неисправности немедленно уведомлять об этом непосредственного руководителя работ;

осуществлять самоконтроль за соблюдением требований обеспечивающих безопасность и охрану труда при выполнении работ. [11]

Работнику лаборатории запрещается:

Нарушать Правила внутреннего трудового распорядка предприятия, требования Инструкции по охране труда, Инструкции по пожарной безопасности для предприятия, правила личной гигиены.

При выполнении работы могут оказать воздействие следующие факторы:

опасность поражения электрическим током, при нарушениях требований электробезопасности или неисправном состоянии используемого электрифицированного оборудования;

поражение глаз при контакте с агрессивными кислотными и щелочными жидкостями, при не использовании средств индивидуальной защиты;

пары кислотных и щелочных составов, способные вызывать отравление при вдыхании или отравление и травмирование в виде химических ожогов при попадании на тело и внутрь организма, при не использовании средств индивидуальной защиты.

При работе с химическими компонентами необходимо использовать следующие средства индивидуальной защиты: халат хлопчатобумажный, фартук, прорезиненный кислото-щелочестойкий с нагрудником, головной убор, перчатки резиновые, нарукавники прорезиненные кислото-щелочестойкие, очки защитные, распиратор, противогаз. [11]

4.2 Требования по охране труда перед началом работы

Необходимо проверить исправность систем вытяжной и приточной вентиляции, последовательно включая и выключая вентиляторы и определяя их работу по характерному шуму.

Необходимо проверить состояние местного освещения.

Для предупреждения кожных заболеваний рук при работе с красками, растворителями и кислотами, перед началом работ, при необходимости, смазать руки 5-ью граммами специального крема, в т.ч. и после мытья рук после обеденного перерыва. При непосредственном контакте с химическими компонентами использовать перчатки КЩС или аналогичные по свойствам латексные.



4.3 Требования по охране труда во время работы

Для предотвращения поражения электрическим током следует соблюдать следующие требования безопасности:

Не прикасаться к оборванным электропроводам, клеммам и другим легкодоступным токоведущим частям;

Необходимо управлять электрифицированным оборудованием только контактом с кнопками включения, переключения, отключения оборудования.

При неисправности кнопок и переключателей, что определяется их отказами в работе, оборудование необходимо выключить, поставить в известность непосредственного руководителя и к дальнейшей работе приступать только после устранения неисправностей;

При обнаружении электрических проводов с поврежденной изоляцией, а также при всех случаях ударов электротоком или при ощущении запаха горелой изоляции необходимо немедленно прекратить работу. [11]

Для предотвращения отравления или химических ожогов при работе с химическими компонентами (кислотами) следует соблюдать следующие требования безопасности:

Надеть средства индивидуальной защиты, указанные выше;

Приготовление кислотного и щелочного растворов необходимо осуществлять, добавляя небольшие количества кислоты и щелочи в воду.

При проливе кислот и щелочей их нейтрализацию можно произвести, работая в средствах индивидуальной защиты, при включенной общеобменной вентиляции и открытых оконных проемах и добавляя эти вещества друг в друга до образования нейтрального раствора.

Сливать растворы кислот и щелочей в сеть канализации без их нейтрализации не допускается.

Проверка кислотнощелочных характеристик растворов должна производиться по требованиям технологического регламента.

В процессе работы следует производить внешний осмотр оборудования с целью обнаружения течи емкостей, трубопроводов и других неисправностей.

Проводить анализ растворов на рН или условно общую кислотность, а также проводимость DEMI-воды. В случае несоответствия уровня или качества растворов и DEMI-воды принять меры к устранению несоответствий технологического процесса. [11]

4.4 Требования по охране труда по окончании работы

Следует навести порядок и передать свое рабочее место сменяющему рабочему.

Необходимо выполнить правила личной гигиены, вымыть лицо и руки с мылом или принять душ.



Заключение

Актуальность прохождения практики в лаборатории отдела технического контроля предприятия ООО «Алютех Инкорпорейтед» заключалась в закреплении и усовершенствовании навыков по специальности «Химик-инженер».

Во время производственной практики были проведены вводный инструктаж по технике безопасности в лаборатории и экскурсия по производственным участкам предприятия.

В процессе прохождения технологической производственной практики были углублены и расширены знания, полученные при изучении специальных дисциплин на основе изучения технологических процессов подготовки поверхности перед окраской ленты металлической. Также были приобретены практические навыки и опыт профессиональной работы в лаборатории предприятия. Подробно изучены методы контроля, применяемые на линии непрерывного действия по нанесению покрытий «Otefal» (контроль параметров подготовки поверхности, изучение методов испытания лакокрасочного покрытия). Был получен практический навык работы с оборудованием, применяемым на предприятии, и самостоятельно проведены испытания. Дополнительно также были изучены вопросы стандартизации и контроля качества продукции, охраны труда.



Список литературы

1. Продукция «Алютех». [Электронный ресурс]

2. Технологическая инструкция «Окраска металлической ленты: подготовка поверхности» ООО «Алютех Инкорпорейтед».

3. Конверсионные покрытия. [Электронный ресурс]

4. Руководство по эксплуатации «Innov-X Systems».

5. Анализаторы сплавов и металлов. [Электронный ресурс].

6. Журнал “Setup and Configure Delta XRF Workstation”.

7. Комплект документов на типовой технологический процесс нанесения покрытия.

8. Лабораторная методика №139Р «Определение количества маслянистых веществ в обезжиривающих ваннах и эмульсиях».

9. Рабочая инструкция о выполнении операционного контроля качества металлической окрашенной ленты на предприятии «Алютех Инкорпорейтед».

10. Инструкция «Алюмин Техно» линия Coil-Coating.

11. Технологическая инструкция №24 по охране труда корректировщика ванн производственного участка окраски и резки ленты.

Размещено на allbest.ru

...