涂层检测是工业资产管理中的一项基本流程。其主要功能是确保工业涂层符合既定标准，确保有效防止腐蚀、磨损和其它不利环境因素。为此，需要对涂层的厚度、附着力测试和在不同条件下的耐受性等关键特性进行评估。

 

什么是保护涂层，它的作用是什么？

 

保护涂层是设计用于工业设备、管道等表面的材料，以保护它们免受腐蚀、磨损、化学试剂和不利环境条件的影响。它的主要功能是延长资产的使用寿命并保持其结构的完整性，防止外部因素造成的劣化。涂层有效性的一个重要方面是表面处理，因为所应用涂料的正确粘附和性能取决于表面处理。

 

保护涂层的主要作用突出表现在：

1）防止腐蚀和氧化。

 

2）耐磨损和耐摩擦。

 

3）抵御极端天气条件。

 

4）防止化学试剂和自然污染物。

 

5）增强对撞击、冲击和污渍的抵抗力。

 

6）通过色彩和装饰提高美感。

 

7）便于清洁和维护。

 

最常用的涂料类型包括工业涂料、环氧树脂涂料和高级聚合物涂料等，旨在适应不同的环境条件和工业需求。

 

涂层检测方法

 

有多种技术可以评估涂层的质量和效果。下面将列出行业中使用的一些主要方法。

 

1.涂层厚度测量

 

涂层的厚度是确保其性能和耐用性的关键参数。合适的涂层厚度可确保防止腐蚀、磨损和其它环境因素的影响。为了准确测量，根据基材和涂层的类型，使用不同的涂层厚度仪和设备：

1）磁性和电磁测厚仪：非常适合金属表面，可在不损坏涂层的情况下准确评估涂层。

2）超声波测量仪和探头：用于非金属基材或多层涂层，在不直接接触的情况下提供详细的测量。

3）X射线荧光技术：可以确定不同类型材料上涂层的厚度和化学成分，在先进的工业应用中特别有用。

正确的厚度测量对于确保涂层符合质量标准并在各种应用中提供预期的保护至关重要。

 

2.涂层附着力测试

 

涂层与其基材的附着力对于确保其耐用性和强度至关重要。然而，不良的表面处理会影响附着力，并显著降低涂层的有效性。

 

不同的方法，如划格附着力测试和拉脱附着力测试，可以评估涂层和表面之间的结合质量。这些测试证实了表面处理是否正确进行，或者是否存在可能影响工业资产保护的问题。最常见的测试方法有：

1）划格测试：广泛用于评估薄涂层的附着力。这是一种快速简单的测试方法，非常适合现场检查。

 

2）刮擦附着力测试：将带有刀片或圆形尖端的装置在涂层表面上移动，同时逐渐增大施加的负载。目的是确定涂层剥离或失效所需的载荷。这种方法可用于评估涂层对机械力的抵抗力，通常用于实验室环境。

 

3）拉脱测试：被认为是测量附着力的最定量的测试方法之一，这种方法涉及使用合适的粘合剂将称为“台车”或“压板”的承重装置粘附到涂层表面。一旦粘合剂固化，向表面施加垂直的拉力，直到涂层剥落。这种释放所需的力以压力单位测量和报告，例如psi或MPa。这种方法提供了一种直接测量粘合强度的方法，适用于各种涂层和基材。

 

选择合适的测试方法取决于几个因素，包括涂层类型、基材和预期的使用条件。

 

3.涂层附着力测试程序

 

用于测量涂层附着力的每种机械测试方法所涉及的主要程序如下：

 

1）拉脱测试程序：该方法量化了使用牵引装置将涂层从表面剥离所需的力。该程序包括：

 

- 样品制备：用强力粘合剂将金属盘（台车）粘附在涂层上。

- 粘合剂固化：等待必要的时间，使金属盘和涂层之间的粘合牢固。

- 施加拉力：使用机械或液压装置施加垂直于表面的力。

- 拉脱点记录：测量直到涂层剥离时施加的力的大小，以压力单位（psi或MPa）表示。

该方法提供了可量化的粘附值，并可以确定失效是发生在涂层中、与基材的界面处还是涂层材料本身。

2）划格测试程序：这是一种快速简单的测试方法，主要用于薄涂层。其程序如下：

 

- 网格切割：使用特殊刀片在涂层表面进行网格切割。

 

- 胶带应用：将高粘性胶带粘贴并压在网格上。

 

- 胶带移除和目视评估：快速移除胶带，并检查脱落的涂层量。

 

根据脱落材料的数量对结果进行分类，这表明附着力是否足够，或者在涂覆涂层时是否存在问题。

3）刮擦附着力测试程序：该方法评估用刀片或金属尖端刮擦时涂层的电阻。该程序包括：

 

- 施加渐进载荷：使用设备逐渐增加涂层表面的压力。

- 抗剥离性观察：确定涂层开始失效并从基材上剥离的点。

这是评估涂层在冲击或磨损条件下的机械阻力的非常有效的测试方法。

 

4.附着力测试的重要性

 

附着力测试对于确保涂层符合质量标准并能有效发挥其保护功能至关重要。这些测试可以：

 

1）检测涂层应用中的问题。

2）评估涂层和基材之间的兼容性。

3）确保极端工作条件下涂层的耐久性。

4）优化应用程序流程，以提高效率并降低成本。

合适方法的选择将取决于涂层类型、基材和工业要求。在许多情况下，建议将几种测试结合起来，以获得更准确的评估。

 

表面轮廓（粗糙度）评估

 

在涂覆涂层之前，确保表面具有适当的粗糙度至关重要。使用以下仪器：

1）粗糙度轮廓比较仪：用于验证表面处理。

2）数字粗糙度测试仪：提供更准确的评估。

 

涂层外观和缺陷检测

 

目视检查是发现问题的第一步。这是评估涂层质量的最基本和最重要的方法。它基于对表面的肉眼检查，以识别气泡、裂纹、腐蚀、变色、夹杂物和不连续性等缺陷。虽然这是一种简单的技术，但其有效性取决于检查员的经验和执行该技术的照明条件。

为了提高这种检查的准确性，并检测可能被忽视的异常情况，建议使用以下专用工具：

1）紫外线灯：在要求高精度的应用中，是检测荧光涂层并揭示缺陷的理想选择。

2）高分辨率摄像机：它们可以详细记录和分析涂层表面，有助于识别不规则之处，并确保更好的质量控制。

 

不连续性检测

 

除了目视检查外，还使用先进的方法来检测肉眼不可见的缺陷，确保涂层的完整性和连续性。最常用的测试包括：

1）湿海绵测试：用于识别薄涂层中的不连续性。它包括在涂层表面涂上用导电溶液润湿的海绵，同时测量电阻。信号的任何变化都表明存在缺陷。

2）漏涂测试：用于较厚的涂层，以检测可能影响保护的缺陷或区域。向表面施加高压电流，如果存在不连续性，则会产生电弧以精确定位缺陷的位置。

目视检查和不连续性检测的结合对于保证工业涂层的质量和耐用性，避免过早失效以及确保在苛刻条件下达到最佳性能至关重要。

 

涂层检测创新技术

 

在涂层检测过程中采用创新技术，可以优化检测的准确性，减少评估时间，并提高过程安全性。随着科技的飞速发展，涂层检测正在经历重大转变。最显著的进步包括：

1）配备高分辨率摄像头的无人机：无需脚手架或直接人工干预，即可检查难以接近的表面，降低了风险和运营成本。

2）3D扫描系统：生成涂层状况的详细实时图像，有助于更准确的缺陷分析和磨损监测。

3）智能传感器：这些传感器集成在涂层结构中，实时测量磨损并发出预防性维护警报，避免过早失效并优化涂层的使用寿命。

这些进步不仅简化了检测流程，还提高了维护管理的效率，降低了成本，最大限度地减少了对环境的影响。

 

涂层检测的好处

 

对工业涂层实施严格的涂层检测具有多种优势，包括：

 

1）提高资产可靠性：保护结构免受腐蚀和磨损，延长其使用寿命。

 

2）降低运营成本：最大限度地减少计划外维修和过早更换。

 

3）预测性维护：可以在不影响生产的情况下预测故障并优化干预计划。

 

4）优化工业流程：促进预防性维护的规划，避免不必要的停机。

 

5）监管合规性：保证符合国家和国际组织要求的质量标准。

 

6）防腐：确保资产保持其结构抗侵蚀性。

 

7）结构完整性检查：验证涂层是否随着时间的推移保持其保护功能。

 

8）可持续性和安全性：减少对环境的影响，保护关键行业的工作条件。

 

表面处理对于涂层的重要性

 

表面处理是涂覆保护涂层之前的关键步骤，因为它直接影响防腐的耐久性和有效性。经过适当处理的基材可确保涂层均匀附着，并在不利条件下保护工业资产。

在能源和石化等行业，金属结构和管道经常暴露在腐蚀剂、极端温度和其它恶劣因素下，不良的表面处理会大大缩短涂层的使用寿命。

良好的表面处理的主要好处如下：

1）防腐：腐蚀是该行业面临的主要挑战之一。喷丸或喷砂等技术可去除诸如炉甘石、氧化物和变质涂层之类的杂质，为后续的涂层应用提供了最佳的锚固轮廓。这在表面暴露于侵蚀性物质的化学和石化环境中至关重要。附着力不足会导致涂层脱落，使结构变得脆弱。

2）降低维护成本：良好的表面处理可以最大限度地减少过早失效，减少纠正措施，延长工业资产的生命周期。

3）可持续性：优化表面处理可以减少频繁重复涂覆涂层和设备更换的需要，减少工业废物的产生和运营的环境足迹。它还有助于避免因有害物质泄漏或释放而导致的环境事故。

4）关键环境中的安全：在ATEX区域（爆炸性环境）和处理易燃产品的区域，适当的表面处理可以降低风险，确保有效的涂层应用。

准备不足会损害涂层及其保护设备的完整性，增加发生严重事故的可能性。因此，确保适当的准备过程不仅可以提高运营效率，还可以提高工业资产的安全性和可靠性。

 

符合工业涂层标准

 

遵循工业涂层标准对于保证受保护表面的质量、耐用性和安全性至关重要。这些规定为涂层的应用、检验和性能制定了具体标准，确保其符合每个行业的技术和工作要求。

不同的行业，如能源、石化、汽车和基础设施，需要保护资产免受腐蚀、磨损和化学试剂的影响。为此，国际组织制定了法规和认证，确立了涂层必须满足的性能标准和适当的检验程序。

一些最重要的涂层标准包括：

1）NACE/AMPP（美国腐蚀工程师协会/材料保护与性能协会）：在腐蚀控制和保护涂层性能方面最具影响力的组织之一。其标准，如NACE SP0188和NACE SP0178，为工业结构涂层的检查和应用提供了详细的指导方针，确保其在苛刻条件下的耐腐蚀性。

2）ISO 12944-涂料体系对钢结构的防腐保护：该国际标准规定了暴露于不同腐蚀程度的钢结构上涂层的选择和应用要求。它包括耐久性测试、涂层系统建议和检查方法，以确保最佳的长期性能。

3）SSPC（保护涂层协会）：表面处理和保护涂层标准，SSPC为涂层的清洁、应用和质量控制制定了标准。SSPC-SP10（喷砂清理至接近白色的金属）和SSPC-PA2（涂层厚度测量）等标准在工业中得到了广泛的应用。

4）ASTM（美国材料与试验协会）：该组织建立了评估涂层质量和附着力的测试方法。ASTM D4541和ASTM D3359等标准验证了涂层的耐久性及其承受不利工作条件的能力。

5）环境和安全法规：除了技术标准外，工业涂料的监管合规还包括环境和职业安全法规。欧洲的VOC指令和美国的EPA（环境保护局）法规等标准对油漆和涂料中挥发性有机化合物（VOC）的使用设定了限制，以减少对环境的影响并提高工作场所的安全性。

遵循涂层标准可确保保护工业资产并延长其使用寿命。

 

涂层检验员：一个关键因素

 

涂层检验的质量不仅取决于所使用的技术和方法，还取决于涂层检验员的经验和培训。他们的工作是确保涂层符合行业要求的质量、安全和耐用性标准。

经过培训的涂层检验员不仅能检测缺陷，还能识别材料表面处理、应用和固化过程中的问题。为了确保严格的质量控制，获得公认的认证至关重要，例如：

1）审查设计和工程规范，验证客户根据其运营中提供的服务指定的适当涂层。

2）在涂覆涂层之前，评估表面状况，验证其是否符合清洁度和锚固轮廓的要求。

3）监督应用过程，确保遵循厚度、附着力和适当环境条件的规范。

4）进行质量测试和试验，如厚度测量、附着力和不连续性检测。

5）生成检查报告，记录发现的问题、缺陷和建议，以确保涂层的有效性。

 

检验人员的培训和认证

 

为了确保涂层检验的严格质量控制，必须有经过涂层标准和专业方法认证的人员。全球最受认可的认证包括：

1）NACE/AMPP（涂层检验员计划-CIP）：AMPP（前NACE）认证计划是涂层行业最负盛名的认证计划之一。它在保护涂层评估、应用和检查方面提供专业知识，等级从基础（CIP 1级）到高级（CIP 3级）不等。

2）SSPC（保护涂层协会）：它提供保护涂层检验员（PCI）等项目，专注于工业涂层的检验，包括表面处理和监管合规性。

3）FROSIO（挪威表面处理和绝缘检验员教育和认证专业委员会）：这是石油和天然气行业广泛认可的认证，专注于涂层和表面处理的检验。

4）ASTM认证和专业课程：除了正式认证外，基于ASTM标准的培训计划，如附着力测试（ASTM D4541、ASTM D3359）和厚度测量（ASTM D7091），补充了检验员的技术培训。

涂层检验是一门学科，不仅需要技术知识，还需要经验和专业判断来评估所执行工作的质量。投资于检验人员的培训和认证无疑是确保工业涂层保护资产的寿命和可靠性的关键策略。

 

检测方法应用的成功案例

 

以下是石油行业在涂层检测中成功选择、清洁、表面处理、应用、测试、检查和符合工程标准的案例研究：

10万桶原油储罐的纠正性维护

 

在一个石油设施中，根据API 653指南，对一个容量为100000桶的原油储罐进行了纠正性维护。主要目标是通过机械维修和实施腐蚀控制方法恢复资产的完整性。

 

1.已实施的流程

 

1）初步检查：对储罐进行了详细检查，以评估其状况，确定受腐蚀影响的区域并确定必要的维修。

 

2）表面处理：根据SSPC-SP5和SSPC-SP10标准，进行了高质量的研磨清洗，达到了白色或接近白色的金属清洁度等级。这一过程完全去除了油、油脂、污垢、氧化皮和氧化物等污染物，确保了涂层应用的最佳表面。

3）涂层应用：选择了适用于连续浸没服务的涂层系统，保证了高电阻率和耐腐蚀性。严格按照制造商的规范和推荐的环境条件进行应用。

4）质量控制和监管合规性：在整个过程中，进行了检查和测试，以验证是否符合适用的工程标准，确保所用涂层的质量和耐用性。

 

2.获得的结果

 

1）恢复储罐完整性：机械维修和适当涂层的应用恢复了储罐的结构完整性。

 

2）有效的腐蚀控制：适当的表面处理和涂层应用确保了有效的防腐，延长了资产的寿命。

3）符合工程标准：该项目按照API 653、SSPC-SP5和SSPC-SP10标准执行，确保了高质量和可靠性。

该案例强调了正确选择涂层、细致的表面处理和严格遵守工程标准的重要性，以确保石油行业资产的可靠性和耐用性。

 

结论

 

涂层检测是保护工业资产、确保其耐用性和耐腐蚀性的基本支柱。采用严格的评估方法可以及早发现故障，优化维护成本，确保符合国际标准。

 

此外，无人机和智能传感器等技术的进步正在彻底改变涂层检测/监测，降低运营风险，提高工业安全性。定期检查不仅可以延长基础设施的使用寿命，还有助于提高运营的可持续性和盈利能力。

 

现在就通过有效的涂层检测来保护您的资产！

 

 

来源：泵沙龙

关键词： 涂层