热喷涂 金属和其他无机覆盖层 锌、铝及其合金检测

热喷涂锌、铝及其合金覆盖层检测项目详解

热喷涂锌、铝及其合金涂层广泛应用于钢铁结构的腐蚀防护，其性能直接关系到基体的使用寿命与安全性。为确保涂层质量达到设计要求，实施全面、规范的检测至关重要。以下是针对此类涂层的主要检测项目：

一、 涂层外观与宏观检测

• 目视检查：
  • 目的： 初步评估涂层整体质量。
  • 内容： 检查涂层表面是否连续、均匀；是否存在明显缺陷，如未喷涂区域（露底）、裂纹、分层、起泡、大颗粒飞溅物、熔融不良、过度烧损、流挂、夹杂物等。
  • 方法： 在良好自然光或充足照明下，借助放大镜（通常5-10倍）进行肉眼观察。
• 表面粗糙度测量：
  • 目的： 评估涂层表面形貌，作为后续封闭或面漆涂装的基础，也影响涂层结合强度和孔隙率。
  • 方法： 通常在涂层固化后、封闭或涂漆前进行。使用表面粗糙度仪在代表性区域进行多点测量，记录Ra或Rz值。

二、 涂层厚度检测

• 目的： 涂层厚度是影响其耐蚀寿命的关键指标，必须满足设计要求的最低局部厚度（通常包含测量公差）。
• 常用无损检测方法：
  • 磁性测厚法： 主要适用于喷涂在磁性基体（如钢铁）上的非磁性涂层（如锌、铝）。
  • 涡流测厚法： 适用于非磁性基体（如铝、不锈钢）上的涂层，或涂层本身导电的情况。
  • 超声波测厚法： 适用于较厚涂层或需要测量总厚度（包括基体）的情况，可能需要已知声速。
• 操作要点：
  • 校准仪器至基体和涂层材料。
  • 根据标准要求在工件表面划分测量区域（网格）。
  • 在每个测量区域内进行多点测量（通常≥5点），记录读数。
  • 计算并报告平均厚度、最小局部厚度及厚度分布均匀性（如标准偏差）。

三、 涂层结合强度（附着力）检测

• 目的： 评估涂层与基体之间或涂层自身层间结合的牢固程度，是涂层服役可靠性的核心指标。
• 常用破坏性检测方法：
  • 拉伸（拉拔）试验：
    • 原理： 使用特定粘结剂将专用试柱（锭子）粘接在涂层表面，固化后通过拉伸试验机垂直拉拔，直至涂层或粘结层破坏，记录破坏时的最大拉力。
    • 判定： 破坏模式（内聚破坏在涂层内、粘结破坏在涂层/基体界面或涂层/粘结剂界面）和最低拉力值均需符合要求。界面破坏通常视为不合格。
  • 切格（划格/划X）试验：
    • 原理： 使用特殊刀具在涂层表面切割出特定间距（如1mm或2mm）的网格或交叉划痕，然后使用压敏胶带用力粘贴并快速撕离。
    • 判定： 观察网格区域涂层被胶带粘下的面积比例，评估附着力等级（如0级为无脱落，5级为脱落>65%）。
• 注意： 应在工件平整区域进行，结果可能受测试位置、涂层厚度、基体刚度等因素影响。

四、 涂层孔隙率检测

• 目的： 评估涂层中连通孔隙的数量和分布。过多的孔隙会降低涂层的物理隔绝作用，为腐蚀介质穿透提供通道。
• 常用方法：
  • 湿海绵法：
    • 原理： 利用低电压（通常≤9V）和电解液。将浸润特定电解液的海绵在涂层表面移动，若存在贯通至基体的孔隙，则在孔隙处基体（钢铁）会溶解产生亚铁离子，与电解液中的指示剂（如铁氰化钾）反应生成蓝色斑点。
    • 应用： 主要适用于检测贯通至基体的孔隙，对钢铁基体上的锌、铝涂层有效。
  • 试剂法（化学指示法）：
    • 原理： 将特定化学试剂（如CuSO4溶液用于钢基体上的锌层；FeCl3溶液用于钢基体上的铝层）喷涂或涂抹在涂层表面。试剂通过孔隙渗透到基体发生反应，在表面产生可见斑点（如钢基体上出现红色锈点或铜色斑点）。
    • 应用： 较湿海绵法灵敏度可能稍低，但也广泛用于现场检测。
• 判定： 通常规定在单位面积（如100cm²）内允许出现的指示斑点数量上限。

五、 耐腐蚀性评估

• 目的： 模拟或加速评估涂层在特定腐蚀环境下的防护性能。
• 常用实验室加速试验方法：
  • 中性盐雾试验：
    • 原理： 将试样置于密闭箱体中，持续或间歇地喷洒5% NaCl溶液形成的盐雾，保持恒定温度（如35±2°C）。
    • 评估： 观察记录涂层出现基体红锈的时间（对于锌涂层）或涂层失效状况（如起泡、剥落）的时间及面积。是评价锌铝涂层耐蚀性的常用基础方法。
  • 循环腐蚀试验：
    • 原理： 模拟更真实的服役环境，交替进行盐雾喷洒、湿度控制、干燥和静置等不同阶段。常见的循环包括中性盐雾+干燥+湿润。
    • 评估： 与盐雾试验类似，其结果通常被认为与实际户外暴露有更好的相关性。
• 目的相关性： 试验方法的选择应与涂层的预期服役环境尽可能匹配。

六、 涂层化学成分分析（必要时）

• 目的： 验证喷涂材料的合金成分是否符合要求（特别是对于铝合金涂层），或因特殊需求分析涂层元素分布。
• 方法：
  • 光谱分析法： 如火花直读光谱仪（需制备试样块或特定测试点）、X射线荧光光谱仪（XRF，可无损或微损）。
  • 化学滴定法： 传统湿法化学分析，精度高但流程繁琐。

总结:

热喷涂锌、铝及其合金涂层的质量控制是一个系统工程，涵盖从外观到内在性能的多维度检测。外观与厚度是基础保障，结合强度关乎服役可靠性，孔隙率则直接影响屏障防护效果，而耐腐蚀性试验则是综合性能的重要验证。依据涂层的应用场景、设计要求和相关技术规范，科学选择并严格执行这些检测项目，是确保热喷涂覆盖层发挥长效防腐保护作用的关键环节。实施检测时，需严格遵守操作程序，确保结果的准确性与可比性。