Способ экспресс-оценки состояния защитных покрытий Российский патент 2023 года по МПК G01R27/02 

Изобретение относится к области электротехники, а именно определению электрических характеристик защитных покрытий и сопоставлению полученных значений с известными значениями физико-механических и других свойств.

При эксплуатации покрытий, в том числе лакокрасочных, происходит их старение, в результате чего они теряют свои защитные функции, а металлические поверхности, на которые они нанесены, начинают корродировать.

Изменение физико-механических и защитных свойств покрытий в процессе старения вызывается изменением их строения, в связи с этим происходит постепенное увеличение коэффициента полимеризации, увеличение размеров кристаллических образований, продолжение процесса сшивки цепей и образование пространственных сеток, окисление и другие химические взаимодействия со средой.

Таким образом, в результате старения и постепенного изменения показателей свойств покрытий, защищаемая поверхность подвергается воздействию разрушающих факторов. В связи с этим, важно своевременно определять состояние защитного покрытия и в случае необходимости его ремонтировать.

Известные методы оценки физико-механических и защитных свойств покрытий, как правило, являются разрушающими. В связи с этим актуально находить пути быстрого, эффективного определения состояния покрытий неразрушающими методами контроля.

У защитных покрытий в процессе эксплуатации и старения изменяются их электрические характеристики. Для различных материалов существует взаимосвязь изменения электрических характеристик с физико-механическими свойствами.

Электрические характеристики для различных полимерных и композиционных материалов, к которым также относятся и большинство защитных покрытий, возможно определять неразрушающими методами, поэтому определение закономерностей изменения электрических характеристик в процессе старения покрытий, а также определение зависимостей изменения электрических характеристик от физико-механических и других свойств, является ценным и практически значимым.

В электротехнике известны различные способы оценки состояния кабелей и их изоляции по электрическим характеристикам. В результате оценки характеристик и их сопоставления с физико-механическими параметрами делают заключение о текущем состоянии объектов. Однако в области защитных покрытий данное направление не распространено.

Известен метод оценки ресурса кабелей с полиэтиленовой изоляцией («Новости электротехники». Журнал №2(20) 2003. http://news.elteh.ru/arh/2003/20/10.php), основанный на определении корреляционной зависимости между характеристиками изоляции кабеля и характеристиками, прямо связанными с ресурсом кабелей, определяемым стойкостью к растрескиванию.

Основным недостатком данного метода является невозможность применения данного метода для оценки состояния защитных лакокрасочных покрытий.

Известен магнитный метод определения толщины покрытия приборами, использующими механический контакт (ГОСТ Р 51694-2000 «Материалы лакокрасочные. Определение толщины покрытия»). Данный метод является неразрушающим методом контроля, применимый как в лабораторных, так и в эксплуатационных условиях, а приборы для измерения являются портативными.

Однако рассматриваемый метод не позволяет полноценно определить состояние защитных покрытий, в виду того, что показатель толщины не характеризует физико-механические и защитные свойства.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА заключается в снижении трудоемкости определения состояния защитных покрытий путем установления закономерностей изменения электрического сопротивления в процессе эксплуатации и старения, и сопоставлении значений с физико-механическими свойствами покрытия.

В результате решения поставленной задачи разработан способ экспресс-оценки состояния защитных покрытий, основанный на применении электроизмерительного прибора мегаомметр, позволяющий оценить состояние покрытий по значениям их электрического сопротивления и сопоставлению значений с известными значениями физико-механических и свойств. Оценка состояния данным способом, является ценным и эффективным техническим решением, в связи с тем, что позволяет установить текущее состояние покрытия, с применением портативного прибора, в условиях эксплуатации, неразрушающим методом контроля, предварительно определить срок службы защитного покрытия, а также является вспомогательным фактором при принятии решения о целесообразности ремонта покрытия.

На фиг. 1 представлен вид устройства для определения электрического сопротивления защитных покрытий с адаптированным измерительным щупом. На фиг. 2 - График зависимостей изменения электрического сопротивления и площади микротрещин на защитном акриловом покрытии от срока его эксплуатации. График выполнен по результатам исследований с помощью устройства.

Устройство для измерения электрического сопротивления защитных покрытий состоит из главного блока 1, к которому подсоединены щуп заземления 2 и измерительный щуп 3. С противоположной стороны от соединения измерительного щупа 3 с главным блоком 1 установлен измерительный индикатор 4 с прикрепленной к его основанию токопроводящей подложкой 5, поверхность которого устанавливается на защитное покрытие в момент проведения измерения.

Подготовка к испытаниям, их проведение и оценка результатов.

- Перед проведением испытаний проводят подготовку поверхностей контролируемого объекта. Поверхность очищают от загрязнений, осматривают на наличие повреждений покрытия (сколы, отслаивание, коррозия);

- Выбирают участки на поверхности без визуальных повреждений;

- Мегаомметр с адаптированным измерительным щупом готовят к эксплуатации в соответствии с инструкцией;

- Токопроводящую подложку 5 обрабатывают проводящим составом;

- Щуп заземления 2 подсоединяют к металлической поверхности контролируемого объекта;

- На главном блоке 1 экрана устанавливается значение напряжения, при котором будет проводиться измерение;

- Измерительный индикатор 4 устанавливают на контролируемую поверхность защитного покрытия токопроводящей подложкой 5;

- Фиксируют показания прибора.

При проведении испытаний измерительным индикатором фиксируется значение удельного электрического сопротивления. Для расчета фактического электрического сопротивления (R, Ом), в зависимости от площади токопроводящей подложки измерительного индикатора, применяется следующая формула:

где ρ - удельное сопротивление, Ом;

S - площадь поперечного сечения, см².

Таким образом, возможно осуществлять измерение электрического сопротивления различных защитных покрытий, применяемых в различных отраслях промышленности.

Проведенные исследования лакокрасочных покрытий, на примере акриловых лакокрасочных материалов, по описанной выше методике, позволили установить закономерности изменения электрического сопротивления защитных покрытий в процессе их старения, а также установить взаимосвязь изменения электрического сопротивления с адгезией (ГОСТ 31149), твердостью (ГОСТ 54586) покрытий, а также с площадью микротрещин на покрытии. Результаты представлены в таблице: изменение свойств и характеристик защитных акриловых покрытий в процессе старения. Полученные значения являются усредненными по результатам испытаний.

Полученные зависимости (фиг. 2) позволяют установить изменение указанных параметров в процессе эксплуатации и старения защитного покрытия на основе акриловых лакокрасочных материалов.

Сопоставление значений электрического сопротивления с твердостью, адгезией и площадью микротрещин на покрытии позволяет установить текущее состояние покрытия, способствует определению его срока службы, а также может послужить вспомогательным фактором при принятии решения о целесообразности ремонта покрытия.

Разработанный способ может быть эффективен в организациях, занимающихся окрашиванием и контролем качества покрытий техники и оборудования различного назначения, технической экспертизой, выездной диагностикой защитных покрытий.

Изобретение относится к области электротехники. Способ экспресс-оценки состояния защитных покрытий содержит этапы, на которых осуществляют подготовку поверхности, проведение испытаний, получение и анализ результатов, при этом определяют состояние лакокрасочного покрытия по изменению его электрического сопротивления в процессе эксплуатации и старения, измеренного электроизмерительным прибором с адаптированным щупом, и сопоставлению полученных значений электрического сопротивления с твердостью, адгезией и площадью микротрещин на покрытии, позволяющих установить текущее состояние покрытия. Технический результат – снижение трудоемкости определения состояния защитных покрытий. 2 ил., 1 табл.

Способ экспресс-оценки состояния защитных покрытий, включающий подготовку поверхности, проведение испытаний, получение и анализ результатов, отличающийся тем, что определяют состояние лакокрасочного покрытия по изменению его электрического сопротивления в процессе эксплуатации и старения, измеренного электроизмерительным прибором с адаптированным щупом, и сопоставлению полученных значений электрического сопротивления с твердостью, адгезией и площадью микротрещин на покрытии, позволяющих установить текущее состояние покрытия.