إن معالجة الأسطح أثناء عملية الطلاء تعتبر مهمة للغاية، فهي تضمن التماسك الجيد بين الطلاء والمواد الأساسية، مما يزيد من متانة الطلاء وأدائه الوقائي. من خلال إزالة الشحوم والصدأ والأصباغ القديمة والشوائب الأخرى من سطح المادة الأساسية، يمكن تجنب مشكلات مثل الفقاعات أو التقشر، مما يطيل عمر الخدمة. وفي الوقت نفسه، تساعد معالجة الأسطح في إزالة التفاوتات وتوفير قاعدة ناعمة ومتجانسة للطلاء، مما يعزز مظهر الطلاء وجودته العامة. باختصار، تعتبر معالجة الأسطح الجيدة من العوامل الرئيسية لنجاح عملية الطلاء.

الجدول 1: تأثير العوامل المختلفة على عمر الفيلم الطلاء

معالجة الهيكل

يجب إجراء بعض المعالجات للمواد الأساسية مثل صنفرة الحواف الحادة، تدور الزوايا الجانبية، إزالة الشرارات، لحام الحفر وتسويتها. هذه المشاكل تؤثر بشكل كبير على تكامل الطلاء وارتباطه بالسطح، لذلك يجب معالجتها قبل إزالة الصدأ.

تنظيف السطح

يجب إزالة المواد الضارة بالطلاء من السطح، وخاصة أكسيد الحديد، الصدأ، الأملاح القابلة للذوبان، الشحوم، والرطوبة. إذا لم يتم تنظيف السطح بشكل كامل، فإن الشوائب المتبقية ستؤثر على فعالية حماية الطلاء.

خشونة السطح:

زيادة خشونة السطح تؤدي إلى زيادة مساحة التلامس بين الطلاء والسطح، مما يحسن التماسك الميكانيكي للطلاء مع المادة الأساسية، ولكن لا يجب أن تكون الخشونة كبيرة جدًا، وإلا سيؤدي ذلك إلى نقص سمك الطلاء في القمم وقد يتسبب في التآكل المبكر، كما أن الحفر العميقة يمكن أن تحتجز فقاعات الهواء وتصبح مصدرًا لتكوّن الفقاعات في الطلاء.

عند تقييم درجة معالجة الأسطح، نستخدم العديد من المعايير. في العمل الفعلي، يتم استخدام معايير معالجة الأسطح مثل المعايير الوطنية (GB)، ومعايير ISO، والمعايير الأمريكية.

نظرة عامة على المعايير الوطنية GB/T8923

الجزء 1: درجة صدأ سطح الفولاذ غير المطلي والمعالجة بعد إزالة الطلاء الأصلي من سطح الفولاذ.

الجزء 2: درجة المعالجة بعد إزالة جزئية للطلاء الأصلي من سطح الفولاذ المطلي.

الجزء 3: معالجة العيوب السطحية في اللحامات والحواف والمناطق الأخرى.

الجزء 4: الحالة الأولية للسطح ودرجة المعالجة ودرجة التآكل بسبب الرش بالماء عالي الضغط.

نظرة عامة على معايير ISO 8501 الدولية

تتألف معايير ISO 8501 من الأجزاء التالية: العنوان العام، تحضير الأسطح الفولاذية قبل استخدام الطلاء والمنتجات ذات الصلة — التقييم البصري لنقاء السطح:

الجزء 1: الفولاذ غير المطلي والفولاذ الذي تمت إزالة الطلاء القديم منه.

الجزء 2: معالجة الأسطح الفولاذية بعد إزالة جزئية للطلاء.

الجزء 3: معالجة الأسطح المتضررة من اللحامات، الحواف وغيرها من العيوب.

الجزء 4: الحالة الأولية للسطح ودرجة المعالجة والتآكل الناتج عن الرش بالماء عالي الضغط.

نظرة عامة على معايير SSPC/NACE الأمريكية

معايير جمعية طلاء الهياكل الفولاذية الأمريكية SSPC (Steel Structure Painting Council) هي من بين المعايير الأكثر تأثيرًا في العالم المتعلقة بمعالجة الأسطح.

ملخص معالجة الأسطح SSPC-SP COM.

SSPC-GUIDE TO VIS 1-89 المعايير البصرية لأسطح الفولاذ المعالجة بالرمل.

SSPC-GUIDE TO VIS 2 طرق تقييم درجة تآكل الطلاء الموجود.

SSPC-GUIDE TO VIS 3 المعايير البصرية لأسطح الفولاذ المعالجة بالأدوات اليدوية والديناميكية.

SSPC-SP 1 التنظيف بالمذيب.

SSPC-SP 2 التنظيف بالأدوات اليدوية.

SSPC-SP 3 التنظيف بالأدوات الديناميكية.

SSPC-SP 5/NACE 1 التنظيف بالرمل حتى يصل السطح إلى لمعان معدني تام.

SSPC-SP 6/NACE 3 التنظيف بالرمل بشكل اقتصادي.

SSPC-SP 7/NACE 4 تنظيف الرمال.

SSPC-SP 8 التنظيف باستخدام الحمض.

SSPC-SP 10/NACE 2 تنظيف بالرمل حتى يصبح السطح لامعًا مثل المعدن.

SSPC-SP 11 إزالة الصدأ باستخدام الأدوات الديناميكية حتى يظهر المعدن.

SSPC-AB 1 المواد الخام الطبيعية ومخلفات الصناعة.

SSPC-TR 1/NACE CG 1994 التقارير العلمية المتعلقة بطرق الترميد لتنظيف الأسطح الفولاذية.

الفولاذ الكربوني يتمتع بمقاومة تآكل ضعيفة نسبياً، مما يجعل الهياكل الفولاذية عرضة للتآكل وتكوين الصدأ. هذا يعتمد على البيئة المحيطة، والمكونات الضارة في الهواء مثل الأحماض والملح وغيرها، بالإضافة إلى درجة الحرارة والرطوبة والتهوية.

1. الطبقة الخارجية للصدأ هي أكسيد الحديد، والطبقة الوسطى هي أكسيد الفيريت (Fe₃O₄)، أما الطبقة المتلامسة مباشرة مع السطح المعدني فهي أكسيد الحديد (FeO)، الذي يعتبر جزءًا من طبقة الأوكسيد المعدني المختلط الذي يتكون من FeO + Fe (وهو صعب الإزالة).

2. أكسيد الحديد مستقر كيميائيًا، بينما أكسيد الحديد يمكن أن يتحلل بسهولة إلى هيدروكسيد الحديد تحت تأثير الماء والأوكسجين.

3. السطح المؤكسد قد يبدو سليمًا، لكنه في الواقع يحتوي على العديد من الشقوق التي يبدأ فيها التحلل المائي والتآكل. المنتجات التآكلية تخلق توترًا على السطح المؤكسد مما يؤدي إلى تقشير طبقة الأوكسيد.

4. العوامل الفيزيائية مثل التغيرات في درجة الحرارة والتأثيرات الميكانيكية يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تقشير أو رفع طبقة الأوكسيد.

5. جهد الإلكترو-دوران للطبقة المؤكسدة يتراوح من 0.15 إلى 0.20 فولت أكثر إيجابية من الحديد نفسه، مما يعزز تآكل الحديد كأنود في وسط تآكل.

لذلك، قبل تطبيق الطلاء، يجب إزالة الطبقة المؤكسدة تمامًا!!

المعالجة الأولية

تشمل المعالجة الأولية لسطح الفولاذ إزالة الجلد المؤكسد، والصدأ، والملوثات مثل الغبار أو الأوساخ عادة باستخدام طرق مثل التفجير الرملي أو طرق أخرى قبل تطبيق الطلاء التمهيدي في ورشة الطلاء. كما تشمل إزالة الصدأ الهش، أو الخبث، أو الأوساخ، أو الغبار من سطح الفولاذ بعد تطبيق الطلاء التمهيدي أو الطلاء التمهيدي المصنعي قبل تطبيق الطلاءات الواقية من التآكل أو الطلاءات الزخرفية.

التنظيف بالمذيبات

يجب استخدام مذيبات خاصة عند التنظيف باستخدام المذيبات.

التنظيف بفرشاة معدنية

التنظيف باستخدام فرشاة معدنية يتم عادة باستخدام فرش معدنية دوارة تعمل بالهواء المضغوط أو الكهرباء. لا يعد هذا الأسلوب مناسبًا لإزالة طبقة الأوكسيد، لكنه فعال لإزالة الصدأ الهش قبل المعالجة. إذا كانت السطح ناعمًا جدًا أو بعد التنظيف كان هناك صدأ، أو زيت، أو أوساخ، فهذا يمكن أن يؤثر على التصاق الطلاء وكفاءة النظام بشكل عام. في هذه الحالات، يجب إجراء تنظيف إضافي باستخدام فرشاة معدنية.

تشمل المعالجة الأولية لسطح الفولاذ إزالة الجلد المؤكسد، والصدأ، والملوثات مثل الغبار أو الأوساخ عادة باستخدام طرق مثل التفجير الرملي أو طرق أخرى قبل تطبيق الطلاء التمهيدي في ورشة الطلاء. كما تشمل إزالة الصدأ الهش، أو الخبث، أو الأوساخ، أو الغبار من سطح الفولاذ بعد تطبيق الطلاء التمهيدي أو الطلاء التمهيدي المصنعي قبل تطبيق الطلاءات الواقية من التآكل أو الطلاءات الزخرفية.

المعالجة باستخدام الأدوات اليدوية

يتم استخدام المعالجة اليدوية أو الميكانيكية عادةً مع أساليب تنظيف فرشاة معدنية. يمكن استخدام هذه الطريقة أيضًا لمعالجة الأسطح الفولاذية التي تحتوي على طبقات طلاء موجودة أو لإصلاح محلي لأنظمة الطلاء الأخرى. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة غير مناسبة للمعالجة الأولية للأسطح قبل تطبيق الطلاءات الإيبوكسيّة أو الطلاءات المطاطية المكلورة. كما يمكن أن تكون هذه الطريقة مفيدة لإزالة طبقات الصدأ السميكة مما يجعل المعالجة بالتفجير الرملي أكثر اقتصادية.

تشمل المعالجة الأولية لسطح الفولاذ إزالة الجلد المؤكسد، والصدأ، والملوثات مثل الغبار أو الأوساخ عادة باستخدام طرق مثل التفجير الرملي أو طرق أخرى قبل تطبيق الطلاء التمهيدي في ورشة الطلاء. كما تشمل إزالة الصدأ الهش، أو الخبث، أو الأوساخ، أو الغبار من سطح الفولاذ بعد تطبيق الطلاء التمهيدي أو الطلاء التمهيدي المصنعي قبل تطبيق الطلاءات الواقية من التآكل أو الطلاءات الزخرفية.

الصنفرة باستخدام العجلات الكاشطة

تشمل الصنفرة باستخدام العجلات الكاشطة استخدام عجلات كاشطة دوارة تعمل بالهواء المضغوط أو الكهرباء لصنفرة سطح الفولاذ من أجل إزالة الصدأ. تعد هذه الطريقة مناسبة لإزالة الصدأ المحلي ومعالجة اللحامات. إنها طريقة فعالة لإزالة الصدأ وقد تعطي نتائج أفضل من تنظيف فرشاة معدنية أو معالجة بالأدوات اليدوية.

عندما يتم تحديد الأدوات اليدوية للتنظيف، يجب على المقاول التأكد من أن التنظيف باستخدام الأدوات اليدوية يتوافق مع المعايير SSPC SP2 63 أو معايير معادلة أخرى. يجب استخدام الأدوات اليدوية والميكانيكية مثل المكاشط، وفرش الأسلاك اليدوية أو الميكانيكية، وأقراص الكشط أو العجلات الكاشطة لإزالة طبقات الصدأ السميكة وتنظيف الزيت والأوساخ. بعد التنظيف اليدوي، يجب تنظيف سطح الفولاذ من أي جزيئات فضفاضة وغبار. فئات إزالة الصدأ - St2 وSt3، وعادةً ما تستخدم للأسطح الفولاذية بدون طبقة أكسيد. الأوصاف التالية:

St2: تنظيف يدوي وميكانيكي دقيق من الصدأ

عند المشاهدة بدون تكبير، يجب أن تكون السطح خاليًا من الزيوت والاتساخات وألا تحتوي على طبقة أكسيد هشة مرئية أو صدأ أو طلاء أو مواد غريبة. انظر الصور B St2 وC St2 وD St2.

St3: تنظيف يدوي وميكانيكي دقيق جدًا من الصدأ

مثل St2، ولكن السطح يجب أن يتم تنظيفه بدقة أكبر ويجب أن يظهر لمعان المعدن الأساسي.

معدات تنظيف باستخدام مياه ذات ضغط عالٍ

التنظيف باستخدام معدات الضغط العالي يستخدم المياه ذات الضغط العالي لإزالة الصدأ والتلوثات من الأسطح المعدنية. مبدأ العمل هو أن الماء يتم دفعه عبر فوهة التي تؤثر على السطح وتزيل الصدأ والزيوت والأوساخ والتلوثات الأخرى. الفوهة تتحكم في الضغط وزاوية الرش لتلبية متطلبات التنظيف المختلفة.

التنظيف باستخدام مياه الضغط العالي له عدة مزايا. أولاً، هو طريقة صديقة للبيئة لأنه لا يتطلب مواد كيميائية لتنظيف الأسطح، مما يحمي البيئة والعمال. ثانيًا، العملية فعالة وسريعة مما يوفر الوقت والجهد. ثالثًا، تأثير الماء قوي بما يكفي لإزالة التلوث حتى في الشقوق والأماكن المعقدة. أخيرًا، عملية التنظيف بالماء لا تسبب تلفًا كبيرًا في السطح المعدني، مما يجعل هذه الطريقة مناسبة لتنظيف الأسطح الكبيرة والصيانة المستمرة.

آلة تنظيف باستخدام الرمال الجافة

التنظيف باستخدام الرمال الجافة يستخدم جزيئات كاشطة بسرعة عالية للتأثير على السطح المعدني وإزالة الصدأ والزيوت والطلاء القديم والتلوثات الأخرى. مبدأ العمل هو استخدام الهواء المضغوط لرش المواد الكاشطة (مثل الرمل السيليكا أو خبث الصلب أو أكسيد الألومنيوم) بسرعة عالية. عندما تتفاعل الجزيئات الكاشطة مع السطح، تخلق احتكاكًا قويًا، مما يؤدي إلى إزالة الصدأ أو التلوث. هذه العملية تنظف السطح من الأوكسيدات وتجعله أكثر خشونة، مما يحسن التصاق الطلاء أو المعالجة المضادة للتآكل في المستقبل.

التنظيف باستخدام الرمال الجافة له عدة مزايا. أولاً، هو طريقة فعالة وسريعة لإزالة الصدأ، وهو مناسب لمعالجة الأسطح الكبيرة والأشكال المعقدة. ثانيًا، هذه الطريقة لا تنتج نفايات سائلة، مما يمنع تلوث البيئة ويقلل من الحاجة إلى تنظيف إضافي. ثالثًا، التنظيف باستخدام الرمال الجافة لا يتسبب في تلف كبير للسطح المعدني، مما يحافظ على سلامته. وأخيرًا، المعدات المستخدمة للتنظيف باستخدام الرمال الجافة سهلة التشغيل وتتمتع بتكاليف صيانة منخفضة، مما يجعل هذه الطريقة فعالة واقتصادية وصديقة للبيئة.

آلة تنظيف باستخدام الرمال الجافة مع الامتصاص الذاتي

آلة التنظيف باستخدام الرمال الجافة مع الامتصاص الذاتي تستخدم أجهزة دوارة ذات سرعة عالية لإطلاق الكرات الفولاذية أو الجزيئات الكاشطة الأخرى بسرعة عالية لإزالة الصدأ والأوكسيد والزيوت والتلوثات الأخرى من الأسطح المعدنية. على عكس التنظيف التقليدي باستخدام الرمال الجافة، تستخدم الآلة التي تحتوي على الامتصاص الذاتي تصميمًا يمتص فيه قوة الطرد المركزي المواد الكاشطة ثم تقوم بتوزيعها بالتساوي على السطح. هذه العملية لا تنظف الصدأ فقط، بل تحسن أيضًا خشونة السطح المعدني، مما يهيئ الشروط المناسبة للطلاء أو المعالجة المضادة للتآكل في المستقبل.

مزايا الآلات التي تستخدم الرمال الجافة مع الامتصاص الذاتي تشمل: أولاً، فعالية ممتازة في إزالة الصدأ، وتنظيف سريع للأسطح، مناسب لمعالجة الأشكال والأحجام المختلفة. ثانيًا، في العملية، يكون مستوى الضوضاء أقل، ولا ينتج عنها غبار كثير، مما يحسن ظروف العمل. ثالثًا، الطريقة غير مدمرة للسطح المعدني، مما يحافظ على جودته. وأخيرًا، هذه الآلات تتمتع بعمر طويل، وتحتاج إلى صيانة منخفضة، مما يساعد على تقليل تكاليف التشغيل.

آلة الجلخ

تُستخدم آلة الجلخ لإزالة الصدأ من خلال الطحن الميكانيكي باستخدام عجلة جلخ دوّارة عالية السرعة، حيث يُزال الصدأ وطبقة الأكسدة والزيوت والشوائب الأخرى بفعل الاحتكاك بين العجلة وسطح المعدن. عادةً ما تكون سطح عجلة الجلخ مكوّنة من جزيئات كاشطة صلبة، قادرة على توفير قوة قطع كافية عند الدوران السريع لإزالة طبقات الصدأ غير المستوية أو طبقات الطلاء القديمة. تُعد آلة الجلخ مناسبة لمعالجة القطع الصغيرة والدقيقة، خصوصًا في المناطق التي يصعب تنظيفها بطرق أخرى أو التي تتطلب معالجة موضعية.

تشمل مزايا إزالة الصدأ باستخدام آلة الجلخ ما يلي: أولًا، كفاءة عالية في إزالة الصدأ، وخاصة للأسطح المعدنية ذات المساحات الصغيرة أو الأجزاء الدقيقة؛ ثانيًا، سهولة التشغيل ومتطلبات تقنية منخفضة وتكلفة معدات اقتصادية نسبيًا؛ ثالثًا، يمكن ضبط قوة الطحن وسرعته لتلبية متطلبات إزالة الصدأ المختلفة؛ وأخيرًا، توفر آلة الجلخ تأثيرًا دقيقًا على سطح المعدن دون الإضرار ببنية المادة، مما يضمن جودة السطح وإمكانية المعالجة اللاحقة.