데이비드 비미시, 드펠스코 코퍼레이션
원래 출판 : 재료 성능 (2004 년 2 월); 코팅 및 라이닝 섹션
업데이트: 2021년 10월
최적의 환경 조건은 성공적인 성능을 극대화하기 위해 코팅 및 라이닝의 표면 준비, 적용 및 경화에 필수적입니다. 이 기사에서는 관찰하고 측정해야 하는 5가지 환경 조건과 각 조건이 성공적인 작업에 미치는 영향을 제시합니다. 또한 여러 기계 및 전자 측정 장치를 다루고 각 기기의 올바른 사용에 대해 설명합니다.
표면 준비와 코팅 및 라이닝의 적용은 고장을 방지하기 위해 최적의 환경 조건에서 수행되어야 합니다. 관찰하고 추적해야 하는 5가지 조건을 측정하기 위해 다양한 기기를 사용할 수 있습니다.
대부분의 코팅은 저온 및 높은 상대 습도 (RH)에서 제대로 건조되지 않는 것으로 일반적으로 알려져 있습니다. 표면 수분이 재료의 수명과 성능에 미치는 영향은 덜 이해됩니다.
따뜻하고 습한 공기가 표면과 접촉할 때 표면에 수분이 형성되는데, 이를 응결이라고 합니다. 습기로 인해 보호되지 않은 강철이 녹슬 수 있습니다. 코팅과 기판 사이에 갇힌 습기로 인해 적용된 시스템이 조기에 고장날 수 있습니다.
블라스팅된 표면의 가벼운 응결은 관찰하기 어려울 수 있습니다. 이 수분을 감지하는 대신 장비를 사용하여 수분 형성 위험을 평가하는 데 도움을줍니다. 코팅 공정 전, 도중 및 후에 이슬점 온도를 계산하기 위해 테스트를 수행해야합니다. 이슬점 온도는 표면 온도와 비교하여 두 가지가 수분 형성 가능성이 없을 정도로 충분히 떨어져 있는지 확인해야 합니다.
대기 조건을 주의 깊게 관찰하고 코팅 및 라이닝 응용 분야의 품질 및 장기적인 건강에 미치는 영향을 잘 이해하는 것은 모든 계약자와 검사자에게 중요합니다.
기판의 수분 형성 위험을 평가하는 데 필요한 첫 번째 매개 변수는 준비 또는 코팅 할 표면의 온도와 해당 표면 근처의 공기 온도입니다. 밤에는 철강 작업이 일반적으로 열을 방출하고 공기 온도 이하로 냉각됩니다. 낮에는 열을 흡수하며 일반적으로 공기 온도보다 따뜻합니다.
표면 온도는 특히 외부에서 수행되는 작업의 경우 공기 온도와 다른 경우가 많기 때문에 공기 또는 강철 온도가 만족스러운 필름 형성을 위해 너무 뜨겁거나 너무 차가워지는 경우 적용 문제를 피하기 위해 두 온도를 모두 측정해야 합니다. 잘못된 온도에서 적용하면 물집, 핀홀링, 분화구, 건식 스프레이 및 진흙 균열과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 코팅 제조업체는 코팅을 적용하기위한 최대 및 최소 표면 온도를 지정해야합니다.
ASTM D3276, "Standard 도장 검사자(금속 기판)를 위한 가이드"1 에 따르면 코팅 적용을 위한 최소 표면 온도는 일반적으로 40ºF(5ºC)입니다. 1 성분 또는 2 액형 시스템의 경우 "냉간 경화"의 경우 0ºF (-18ºC) 또는 기존의 2 성분 시스템의 경우 50ºF (10ºC)만큼 낮을 수 있습니다. 페인트 사양에는 온도가 떨어지고 하한에서 5ºF (3ºC) 이내에있을 때 페인팅을 수행해서는 안된다고 명시 할 수 있습니다.
코팅 적용을위한 최대 표면 온도는 달리 명시되지 않는 한 일반적으로 125ºF (50ºC)입니다. 표면이 너무 뜨거우면 코팅 용매가 너무 빨리 증발하여 적용이 어렵거나 블리스터링이 발생하거나 다공성 필름이 발생할 수 있습니다.
경화 속도는 RH(주어진 온도에서 가능한 총량(포화도)의 백분율로 표시되는 공기 중 수분의 양)의 직접적인 영향을 받습니다. 수분이 많은 공기는 건조한 공기만큼 많은 용매를 보유할 수 없습니다. 따라서 RH가 높으면 용매 증발 속도가 느려질 수 있습니다. 이러한 이유로 코팅 또는 라이닝을 적용하고 경화시킬 수있는 최대 RH는 일반적으로 85 %로 설정됩니다. 그러나 일부 코팅은 경화를 위해 수분이 필요합니다. 따라서 코팅의 사양을 확인하는 것이 중요합니다.
이슬점 온도는 강철 표면에 수분이 형성되기 시작하는 온도입니다. 포화 상태에 도달하기 위해 공기량을 냉각해야하는 온도입니다. 공기 온도와 RH의 함수입니다.
주의해야 할 마지막 매개 변수는 표면 온도와 이슬점 온도 사이의 분리량입니다. 수분이 동일하면 형성될 수 있습니다. 가까이 있어도 수분 형성의 위험이 용납 할 수 없을 정도로 높을 수 있습니다. ASTM D3276 및 국제 문서와 같은 문서 standard ISO 8502-42 는 코팅의 중요한 5단계(준비, 도포 및 경화) 동안 표면 온도가 이슬점 온도보다 최소 3ºF(3ºC) 높아야 한다고 명시하고 있습니다. 이 최소 분리는 또한 용매가 증발하거나 콜드 코팅 재료가 적용될 때 표면 온도를 낮추는 데 도움이 됩니다.
공기 온도, 이슬점 온도 및 RH는 슬링 또는 배터리로 작동되는 습도계로 결정할 수 있습니다. 이 기기에는 두 개의 온도계가 장착되어 있습니다. "건구"라고하는 첫 번째 온도계는 주변 공기 온도를 측정합니다. 두 번째 온도계는 사용하기 전에 적시는 모슬린 양말이나 심지에 싸여 있으므로 "습구"라는 이름이 붙습니다. 이 "습구 온도"는 양말의 물 증발로 인한 열 손실을 나타냅니다. 낮은 RH는 높은 습도보다 더 빠른 증발 속도와 낮은 습구 온도를 유발합니다.
슬링 건습계 (그림 1)는 두 가지 온도 값을 얻기 위해 공기를 통해 빙글빙글 돌립니다. 전기 건습계는 모터 구동 팬이 온도계를 가로 질러 공기를 끌어들이기 때문에 정지 상태를 유지합니다.
지시 사항을주의 깊게 읽으십시오. 기기는 각각의 모든 테스트 전에 적절하게 검사되고 준비되어야 합니다. 젖은 덮개를 정기적으로 검사하고 양호한 상태로 유지하십시오. 모슬린에서 물의 증발은 항상 소량의 고체 물질을 남깁니다. 따라서 가능한 한 순수한 물을 사용하고 때때로 모슬린을 갱신하는 것이 바람직합니다.
테스트의 물리적 위치와 습구 위로 공기를 돌리거나 불어넣는 데 소요되는 시간은 테스트 결과의 정확도에 직접적인 영향을 미치는 요소입니다. 온도계는 15초 또는 20초 동안 빠르게 회전해야 합니다. 멈추고 빠르게 읽으십시오 - 공기 이동이 멈추면 습구가 바뀌기 시작하기 때문에 습구가 먼저입니다. 두 개 이상의 습구 판독값이 얻은 최저 판독값과 같을 때까지 테스트를 반복해야 합니다.
최상의 정확성을 위해 습도계는 그늘에서 빙빙 돌릴 수 있습니다. 관찰자는 바람을 마주하고 신체가 관찰에 부정적인 영향을 미치지 않도록 몇 걸음 앞뒤로 움직여야합니다. 온도가 빙점 근처 또는 미만일 때 습도계는 습도를 측정하는 데 사용할 수 있는 매우 신뢰할 수 있는 도구가 아닙니다3.
습기계는 RH 및 이슬점 온도를 직접 측정하지 않습니다. 이 값은 건조 및 웹 전구 온도가 삽입되는 공식을 사용하여 계산됩니다. 이를 위해 그래프와 습격 슬라이드 규칙 계산기를 사용할 수 있습니다. 미국 기상청 심리 측정 테이블 (그림 2)과 같은 차트는이 결정을 좀 더 쉽게 만듭니다. 해당 날짜의 지역 대기압에 해당하는 테이블을 선택하십시오.이 값은 가장 가까운 공항 기상 사무소에서 얻을 수 있습니다. 일반적으로 30 인치 (76cm)의 수은이 사용되며 해수면에 해당합니다. 높은 고도에서는 74-58cm (29-23 인치)를 사용하십시오.
보간 오류가 발생할 가능성이 많기 때문에 온도계를 주의 깊게 읽으십시오. 온도 눈금과 습도 조회 테이블에서 얻은 값의 약간의 차이로 인해 상당히 다른 결과가 발생할 수 있습니다.
예를 들면 습구 온도계와 건구 온도계가 모두 1도 단위로 읽히지만 1/2도까지 보간할 수 있다고 가정합니다. 일반적인 +1도 정확도가 주어지면 건구 온도가 75ºF(23.9ºC)이고 습구 온도가 73ºF(22.8ºC)인 경우 가능한 기록된 값은 표 1의 값과 유사할 수 있습니다.
두 온도계 값 모두 허용 오차 내에 있지만 결과 습도 공식 계산은 8.8% 포인트 차이가 납니다! 수식 계산 대신 조회 테이블을 사용하는 경우 차이가 더 클 수 있습니다. 이 오류 예산은 매우 낮거나 매우 높은 RH에서 습구/건구 계산에서 가장 큽니다.
RH는 습도계에서 직접 읽거나 수문 그래프로 연속적으로 기록 할 수도 있습니다.
그림 3에 표시된 것과 같은 표면 온도 온도계는 바이메탈 감지 소자를 사용합니다. 강철 표면에 자기적으로 부착할 수 있으며 테이프는 다른 표면에 고정합니다.
온도계는 온도가 안정화될 수 있는 충분한 시간(일반적으로 2분 또는 3분) 동안 제자리에 있어야 합니다. 최종 판독을 하기 전에 다이얼을 가볍게 두드리고 똑바로 읽도록 주의하십시오. 직사광선, 바람, 열 복사, 난방 또는 환기 덕트 또는 기타 그러한 조건을 피하십시오. 더운 지역과 추운 지역과 평균 지역에 대한 데이터를 얻습니다.
디지털, 비접촉 적외선 온도계 등 PosiTector IRT 또는 PosiTector DPM IR은 표면 온도를 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 기기의 지침을주의 깊게 읽으십시오. 장치를 잡고 있는 표면에서 멀어질수록 측정 영역이 커져 잠재적인 오류가 발생합니다.
대기 조건은 항상 변하기 때문에 측정과 계산이 자주 이루어져야합니다. 4시간은 일반적인 최소 기간입니다. 작업 전, 작업 중 및 후에 다양한 위치를 측정하고 조건을 기록하는 것이 좋습니다. 일부 사양은 연마 블라스트 클리닝 강철이 노출되거나 코팅 또는 라이닝이 경화되는 동안 연속 측정을 요구합니다: 연속 측정은 금속이 이슬점보다 따뜻한지 확인합니다.
일부 미터는 이슬점 온도만 계산하지만 보다 실용적인 기기에는 표면 온도 프로브가 부착되어 있습니다(그림 4). 표면 온도 프로브를 사용하면 미터가 중요한 델타 값(표면 온도와 이슬점 온도의 차이)을 계산하고 표시할 수 있습니다.
연속 측정은 디지털 올인원 기기가 빠르게 대중화되고 있는 이유 중 하나입니다. 중요한 환경 매개 변수를 측정하고 계산하는 프로세스를 크게 단순화합니다. 빠른 응답 정밀 센서는 높은 신뢰성과 장기적인 안정성으로 정확하고 반복 가능한 판독값을 제공합니다. 미국 국립표준기술원(NIH) 표준에 대한 직접적인 추적성을 보여주는 교정 인증서는 일반적으로 제공됩니다.
그 PosiTector DPM 이슬점 측정기는 액정 디스플레이에 5 가지 환경 매개 변수를 모두 지속적으로 동시에 표시합니다. 값이 표시될 뿐만 아니라 이러한 값은 날짜 및 시간과 함께 버튼을 눌러 게이지의 메모리에 저장할 수 있습니다. 더 좋은 방법은 시간 간격을 입력하면 Gage를 무인 상태로 두어 해당 간격(예: 15분마다 또는 매시간)으로 5개의 값을 모두 기록할 수 있습니다(그림 5). 기록된 데이터는 이슬점 측정기가 해당 위치에서 검색될 때까지 저장되거나 사용자가 원격 모니터링 을 활성화하고 현장에서 실시간 데이터를 볼 수 있습니다. 이는 코팅 적용에 이르기까지, 도중 및 도포 후의 환경 조건을 완벽하게 기록하는 데 편리합니다.
다음과 같은 올인원 악기 PosiTector DPM 이슬점 측정기는 일반적으로 기계적 방법보다 더 높은 정확도, 더 큰 단순성 및 빠른 응답을 제공합니다. 한 손으로 쉽게 조작할 수 있어 사다리나 비계를 오르거나 먼 곳과 작고 접근하기 어려운 지역에 도달할 때 편리합니다. 디스플레이의 출력은 빠르고 연속적입니다.
다음과 같은 다른 올인원 노점 미터 PosiTector DPM L 이슬점 측정기 로거는 환경 적으로 밀봉 된 용기를 특징으로하며 배터리를 교체 할 필요없이 최대 200 일 동안 환경 조건을 자율적으로 측정 할 수 있습니다.
디지털 계측기가 제공하는 또 다른 이점은 측정에서 많은 추측을 제거한다는 것입니다. 많은 모델에는 표면 온도가 이슬점 온도에 너무 가까울 때 사용자에게 자동으로 경고하는 알람이 있습니다. 이 기능은 수분 형성의 높은 위험을 나타냅니다. 대부분은 섭씨 또는 화씨 단위로 표시됩니다. 일부는 표면 온도 값이 안정화된 후에만 기록합니다. 즉, 차갑거나 뜨거운 표면을 만지면 기기가 실제 표면 온도로 떨어지거나 상승할 때 온도 판독값을 측정합니다. 몇 초 후에 Gage가 판독값이 안정화되었다고 판단하면 Gage에서 신호음이 울리고 디스플레이가 멈춥니다. 이는 디스플레이가 보기 어렵거나 볼 수 없는 원격 영역을 측정할 때 특히 유용합니다.
1. ASTM D3276-15e1, "Standard 도장 검사관을 위한 가이드(금속 기판)"(펜실베이니아 주 웨스트 콘쇼호켄: ASTM 2015)
2. ISO 8502-4:2017, "페인트 및 관련 제품 도포 전 강철 기판 준비 — 표면 청결도 평가를 위한 테스트 — 습구 및 건구 모두 파트 4: 페인트 도포 전 결로 가능성 추정에 대한 지침"(스위스 제네바: ISO, 2017)
3. ASTM E337-15, "Standard 건습계로 습도를 측정하는 테스트 방법(습구 및 건구 온도 측정)"(West Conshohocken, PA: ASTM 2015)
DAVID BEAMISH (1955 – 2019), 전 세계적으로 판매되는 휴대용 코팅 테스트 장비의 뉴욕 기반 제조업체 인 DeFelsko Corporation의 전 사장. 그는 토목 공학 학위를 받았으며 산업 도장, 품질 검사 및 제조를 포함한 다양한 국제 산업에서 이러한 테스트 장비의 설계, 제조 및 마케팅 분야에서 25년 이상의 경험을 가지고 있습니다. 그는 교육 세미나를 실시했으며 NACE, SSPC, ASTM 및 ISO를 포함한 다양한 조직의 정회원이었습니다.
