Badanie Powłok

Z pomocą w oddzielaniu „lakierniczego” ziarna od plew przychodzą nam różne organizacje, takie jak QUALICOAT czy GSB International – w przypadku jakości oraz organizacje typu European Fire and Smoke Certification EN 45-545 – w przypadku bezpieczeństwa. Certyfikaty uzyskane w tych organizacjach pozwalają nam oszczędzić czas oraz pieniądze z uwagi na eliminację przeprowadzania niepotrzebnych testów, jednak wiadomo, że każda lakiernia różni się od siebie infrastrukturą, rodzajem pokrywanych detali czy też personelem, co powoduje, iż nawet najlepsze produkty nie zawsze spełnią postawione przed nimi wymagania. Właśnie z tego powodu przedsiębiorstwo Metal-Fach w Sokółce, podczas rozbudowy swojego parku maszynowego o lakiernie o powierzchni jednego hektara, postanowiło zainwestować we własne laboratorium powłok ochronnych. Dzięki funduszom zainwestowanym przez zarząd firmy w sprzęt oraz personel możemy powiedzieć, że lakiery nakładane w Sokółce są w europejskiej czołówce. Dział badawczy przeprowadza oceny zgodnie z normami polskimi (PN, BN) oraz europejskimi (ISO). Z poniższej treści będzie można dowiedzieć się, czym są uwarunkowane poszczególne badania. W artykule przedstawiam badania oraz oceny jakości dostarczonych farb. 

Laboratorium malarni Metal-Fach (MF) powstało w 2011 roku i od tego czasu systematycznie rozwija zakres badań. Obecnie wykonywanych jest 25 próbek każdego badanego systemu zgodnie z PN-EN ISO 1513. Próbki mają wymiar 150 × 75 mm – wielkość próbki jest uzależniona od wymiarów uchwytu w komorze UV. Próbki są wycinane z blach produkcyjnych stosowanych w Metal-Fach za pomocą gilotyny hydraulicznej sterowanej numerycznie lub wycinarki laserowej. Detale, które zostały ucięte, trafiają następnie na stanowisko wiercenia, gdzie wykonywany jest otwór o średnicy 6 mm z dokładnością do 0,1 mm. Tak przygotowane próbki trafiają do oceny Działu Kontroli Jakości, który na nich będzie przeprowadzał próby powłok lakierniczych. W zależności od przewidzianej technologii, elementy trafiają na stanowisko śrutowania automatycznego, gdzie przy pomocy śrutu są oczyszczane do stopnia czystości Sa 2,5. Przed procesem strumieniowo-ściernym określana jest zawartość soli oraz tłuszczów w ścierniwie zgodnie z PN-EN ISO 8502-9
oraz PN-EN ISO 8502-6. Wszystkie próbki przed rozpoczęciem lakierowania poddawane są ocenie, czystości wg ISO 8504-3 „Oceny stopnia czystości podłoża”, stopnia zatępienia ostrych krawędzi zgodnie z PN EN ISO 8501-3 oraz mają sprawdzany profil powierzchni przy pomocy profilometru przesuwnego TESA. Po tak przeprowadzonej kontroli próbki są fotografowane. Cały ten proces jest wykonywany z potrzeby zachowania powtarzalności, bo zgodnie z maksymą „Liczy się talent, nie sprzęt. To, że kupię sobie dobre farby, nie znaczy, że potrafię malować”, nawet najlepsze produkty położone na nieodpowiednio przygotowaną powierzchnię nie zdadzą egzaminu w dalszych badaniach. Następnie odbywa się transport na linię lakierowania (ciekłego, proszkowego, zanurzeniowego). Pokrywanie powłoką ochronną odbywa się pod czujnym okiem komisji weryfikacyjnej, która podczas procesu sprawdza też warunki klimatyczne, takie jak: temperaturę otoczenia, temperaturę detali, wilgotność powietrza oraz punkt rosy (zgodnie z PN-EN ISO 7726). Kolejnym etapem kontroli jest sprawdzanie grubości powłoki przed etapem polimeryzacji za pomocą specjalnych sprawdzianów (grzebieni). Po procesie lakierowania próbki, za pomocą przenośnika, umieszczane są w piecu grzewczym, a lakiernik dokonuje oceny lakieru. Po wyjęciu próbek oraz termografu, który sprawdzał rozkład temperatur w piecu (badanie termografem jest przeprowadzane zgodnie z wytycznymi z wymagań QUALICOAT), elementy są oceniane wstępnie oraz mierzone warstwomierzem zgodnie z PN EN ISO 2808, a następnie nanoszona na nie jest warstwa nawierzchniowa. Podczas nakładania drugiej warstwy również są kontrolowane warunki klimatyczne. Metal-Fach opracował swój system oceny powłok lakierniczych, gdzie poszczególne badania mają przypisaną liczbę punktów kwalifikujących dostawę.
Po zakończeniu wymalowań przeprowadzonych zgodnie z kartą techniczną danego producenta farb, elementy trafiają do laboratorium powłok ochronnych, gdzie są sezonowane. Dodatkowo pobierane są próbki, z których wykonywane są testy suchej masy zgodnie z PN-EN ISO 3251 oraz są sprawdzane zawartości części stałych. W przypadku powłok proszkowych kontrolowana jest również masa właściwa zgodnie z PN-EN ISO 8130-3, jak też badana siła krycia. Test przy użyciu karty Leneta przeprowadzany jest zgodnie z PN-EN ISO 2814.
Po wymaganym przez producenta określeniu sezonowania powłoki są badane w następujący sposób:

1. Pierwszym przeprowadzanym badaniem jest test polimeryzacji zgodnie z normami technicznymi QUALICOAT. Odpowiedni środek chemiczny, np. MEK, jest nanoszony na wacik i pocierany w celu kontroli utwardzenia powłoki. Przed, jak i po tej czynności kontrolowany jest połysk lakieru zgodnie z PN-EN ISO 2814 oraz jego twardość. Jest to pierwsza próba powłoki, która może zakończyć świeżo rozpoczęte testy. 
2. Badanie w komorze solnej zgodnie z PN EN ISO 9227. Wszystkie próbki przygotowane do badania posiadają oklejone lub zamalowane krawędzie w celu eliminowania wypływu korozji pojawiającej się na krawędziach próbek. Elementy są umieszczane w komorze na 240, 480 oraz 720 godzin. Następnie badamy odejście od rysy zgodnie z PN-EN ISO 4628-8. Odejście od rysy po odlaminowania próbki na poziomie powyżej 2 mm możemy uznać za dyskwalifikujące, uwzględniając, iż maszyny rolnicze pracują w środowisku C3 lub C5 (rozrzutniki obornika) zgodnie z PN EN ISO 12944-2. Powłoki z wynikiem odejścia od rysy >2 mm nie posiadają założonej odporności korozyjnej, spowoduje to korozję wyrobu, którego wartość bardzo często sięga ponad 100 000 zł. Taki poziom jakości powłoki spowoduje konieczność jej kosztownej naprawy, a w ekstremalnych przypadkach złomowania. Określamy również liczbę oraz rozmiar pęknięć zgodnie z PN-EN ISO 4628-4 oraz ilość i wielkość złuszczeń zgodnie z PN-EN ISO 4628-5. Kolejne próbki przed umieszczaniem w komorze solnej mają naklejane oraz zrywane grzybki pull-off zgodnie z PN-EN ISO 4624. Na tych samych próbkach przed oraz po ekspozycji w komorze solnej wykonywana jest siatka nacięć zgodnie z PN EN ISO 2409 oraz QUALICOAT (siatka nacięć na gorąco). Po założonym okresie ekspozycji grzybki są ponownie nanoszone (po uprzednim oczyszczeniu) na próbkę i odrywane w celu sprawdzenia zachowania powłok. Kolejnymi testami po wyjęciu z komory solnej po określonym czasie jest zaginanie na stożku zgodnie z PN EN ISO 6860.
3. Następnym badaniem jest ekspozycja próbek w komorze starzeniowej, gdzie narażone są na promieniowanie z zakresu UVB oraz kondesację pary wodnej. Próbki są tu umieszczane na 200, 400 oraz 700 godzin w celu wykonania badań zgodnie z ISO 11507 (badanie wykonywane jest w cyklach napromieniowania ciągłego z kondensacją pary wodnej). Po tym okresie na próbkach jest określany stopień kredowania zgodnie z PN-EN ISO 16474 oraz zmiana koloru [∆E] za pomocą urządzenia –spektrofotometru. W komorze również są umieszczone próbki, na których przeprowadzane są testy pull-off, siatki nacięć oraz zginania na stożku analogicznie jak w punkcie wyżej. Próby te są przeprowadzane w celu sprawdzania trwałości koloru i połysku. Dzięki temu np. nowa owijarka pozostanie lśniąca na wiele lat. Na polskiej wsi wciąż możemy spotkać mnóstwo maszyn rolniczych, które po kontakcie rocznym lub dwuletnim ze światłem słonecznym, zmieniają kolor z czerwonego na różowy. 
4. Dodatkowo na podstawie polskiej normy branżowej BN-83/3602/02 zostały opracowane testy, w których sprawdza się odporność na olej napędowy, z jakim mają do czynienia maszyny rolnicze, olej hydrauliczny oraz wodę. Badania te przeprowadzamy z uwagi na brak danych w kartach technicznych producentów informacji o odporności na te środki chemiczne, natomiast wiedza ta jest bardzo istotna w przemyśle rolniczym oraz maszyn komunalnych.
5. Następnym badaniem jest ocena szczelności zgodnie z PN-EN ISO 8289, która pomaga nam określić jakość położenia powłoki ochronnej oraz jej szczelność, co ma bezpośredni wpływ na ochronę antykorozyjną. Badania te możemy spotkać bardzo często przy inspekcji konstrukcji stalowych, z których są wykonane galerie handlowe, obory, hale produkcyjne. Asortyment ten również w szerokim zakresie jest oferowany przez Metal-Fach. 
6. Uzupełniającymi badaniami z karty lakierowań testowych farb jest ocena natężenia barwy oraz poziomu skórki pomarańczy.
7. Kolejnym badaniem jest sprawdzenie tłoczności zgodnie z PN EN ISO ISO 6272, bo któż z nas nie spotkał się z samochodem, z którego przy lekkim uderzeniu na parkingu przed marketem odpada płat lakieru? Wyroby produkowane przez Metal-Fach wożą na co dzień płody rolne, ale również kamienie. I każdy użytkownik przyczep czy też rozrzutników nie życzy sobie, aby jego nowy nabytek po pierwszym kontakcie z kamieniami miał uszkodzoną powłokę lakierniczą. 
8. Bardzo „życiowym” badaniem jest sprawdzanie twardości powłoki metodą ołówkową na podstawie normy PN EN ISO 15184. Kiedy przejeżdżamy przez las jadąc na pole, z którego zbierzemy owoce ciężkiej pracy na roli, często gałęzie drzew ocierają się o nową i lśniącą prasę belującą, co może spowodować zarysowania lakieru. Możemy temu zapobiec, stosując lakiery o wysokiej odporności na zarysowania (4H), dzięki czemu wiemy, że nasza nowa maszyna przetrwa kontakt z naturą i, kto wie, może nawet wzbudzi nieco zazdrości u sąsiadów. 
9. Wygląd ogólny to ostatnie z badań. Jest to najmniej istotny element, jeśli chodzi o zabezpieczenie antykorozyjne, jednak większość z nas „kupuje oczami”. Przywołując maksymę „czego oczy nie widzą, tego sercu nie żal”, klienci często kupują maszyny czy też samochody, a także lodówki, które na pierwszy rzut oka wyglądają dobrze. Jednak są pokryte wyłącznie farbą nawierzchniową, co powoduje szybkie rozprzestrzenianie się produktów korozji. Kupując maszyny rolnicze z Sokółki możemy być pewni, że nowy zakup jest odpowiednio zapodkładowany technologią kataforetyczną (KTL) lub też poprzez naniesienie podkładu epoksydowego (o tym procesie pisałem w czasopiśmie „Lakiernictwo Przemysłowe” nr 1 (105) 2017). 
10. Nawiązując do wykonywania próbek przez lakiernika na początku badań, trzeba zaznaczyć że wystawia on ocenę na podstawie swoich doświadczeń, wyraża opinie o zaciekaniu, rozlewności, kryciu danego produktu. Informacja ta jest bardzo istotna z uwagi na to, iż nawet najlepsza ochrona antykorozyjna, której lakiernik nie będzie w stanie nanieść powtarzalnie (bez zacieków lub innych błędów) będzie bezużyteczna oraz będzie opóźniać przekazywanie maszyny do dalszych prac produkcyjnych. 
11. Dodatkowo wykonywane są również oceny wydajności produktu – wydajność z jednego kilograma (litra) farby.