水工金屬結(jié)構(gòu)防腐施工質(zhì)量檢測方法探討

周兵，王紅希

(中國長江三峽集團(tuán)公司金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢測中心，湖北 宜昌 443133)

0 引言

加強(qiáng)管理能夠提高水工金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品防腐蝕施工質(zhì)量及產(chǎn)品使用壽命，在施工過程中加強(qiáng)施工質(zhì)量的監(jiān)督檢測可以促進(jìn)管理水平的提高，而客觀公正的檢測結(jié)果又離不開正確可靠的檢測方法。長期以來，水工金屬結(jié)構(gòu)防腐檢測只注重檢測過程，而忽視檢測結(jié)果的影響因素，如檢測儀器的精度對檢測結(jié)果的影響、檢測標(biāo)準(zhǔn)是否正確、檢測時機(jī)是否準(zhǔn)確等。因此，正確的防腐質(zhì)量檢測方法應(yīng)該具有系統(tǒng)性，屬于系統(tǒng)方法，與檢測過程中的人、機(jī)、料、法、環(huán)緊密相關(guān)，與質(zhì)量監(jiān)督檢測單位質(zhì)量體系相關(guān)。那么怎樣才能掌握正確的檢測方法？

1 制訂可行的檢測工藝

檢測工藝的制訂主要依據(jù)相關(guān)設(shè)計文件及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，檢測工藝一般包括檢測設(shè)備的選用、校驗(yàn)，檢測標(biāo)準(zhǔn)的選擇以及檢測時機(jī)等。

1.1 檢測設(shè)備的選用、校驗(yàn)

一般根據(jù)已經(jīng)配置的儀器按照不同的檢測要求進(jìn)行輔件的配置即可，如根據(jù)涂層厚度選擇量程接近的檢測探頭，因?yàn)闄z測結(jié)果的準(zhǔn)確性(不確定度)除與所用儀器精度相關(guān)外，還與儀器配置的探頭相關(guān)。所有儀器必須經(jīng)檢定確認(rèn)合格，且在投入使用前必須經(jīng)過校驗(yàn)核查，校驗(yàn)核查根據(jù)相關(guān)質(zhì)量文件(作業(yè)指導(dǎo)書)或相關(guān)儀器使用說明進(jìn)行。

如三峽升船機(jī)承船廂涂層厚度(設(shè)計厚度220 μm)檢測，選用德國EPK公司測厚儀MINTIEST3100，選擇F06型(量程0～600 μm)探頭，并在檢測工作開始前依據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書對該儀器進(jìn)行校驗(yàn)。

1.2 檢測標(biāo)準(zhǔn)

檢測人員在選用檢測標(biāo)準(zhǔn)時，如果設(shè)計文件或其他相關(guān)文件中沒有對標(biāo)準(zhǔn)的采用進(jìn)行特別約定，一般采用通用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如SL 105—2007《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》、DL/T 5358—2006《水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備防腐蝕技術(shù)規(guī)程》或采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8923.1—2011《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定 第1部分》、GB/T 8923.3—2009《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定 第3部分》、GB/T 13288.2—2011《涂覆涂料前鋼材表面處理 噴射清理后的鋼材表面粗糙度特性 第2部分》。

標(biāo)準(zhǔn)選擇要遵循適用、現(xiàn)行原則，即檢測所用標(biāo)準(zhǔn)要適合將要開展的檢測工作，并且是現(xiàn)行有效版本。

1.3 檢測時機(jī)

日常檢測工作中，施工單位或相關(guān)管理部門出于對施工進(jìn)度的考慮，往往不遵循涂裝工藝，在不合適的時間進(jìn)行不合理的檢測，造成的直接影響就是檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性較差。如涂層未干的情況下所測涂膜厚度大于干膜厚度，最大可以相差約30%；又如表面預(yù)處理完成后未及時為下一道工序施工組織檢驗(yàn)驗(yàn)收而導(dǎo)致其重新返銹，造成不必要的浪費(fèi)。因此，在制訂檢測工藝時，應(yīng)根據(jù)涂料特性、涂裝工藝確定正確的檢測時機(jī)。如表面處理完成后應(yīng)及時在首次涂覆前進(jìn)行表面清潔度及表面粗糙度檢查，因?yàn)楦鶕?jù)鋼鐵的基體特性，完全露出金屬光澤的表面一般在4～8 h容易再次生銹，處于腐蝕環(huán)境下時生銹現(xiàn)象更易發(fā)生，因此，表面預(yù)處理完成后應(yīng)立即組織該工序的驗(yàn)收，驗(yàn)收完成立即進(jìn)行封閉涂裝，既控制了質(zhì)量又保證了進(jìn)度；涂層厚度、附著力(包括金屬涂層)及針孔檢測應(yīng)在涂膜完全固化后進(jìn)行，因?yàn)橹挥性谕耆袒臈l件下上述參數(shù)的檢測結(jié)果才可能真實(shí)、可靠。

檢測工藝主要用于指導(dǎo)現(xiàn)場檢測工作，要求可操作性強(qiáng)。不同的檢測儀器、不同的涂裝體系、不同的環(huán)境條件下涂裝質(zhì)量檢測應(yīng)有不同的檢測工藝。

2 熟悉檢測儀器的性能及使用方法

熟悉檢測儀器的性能及使用方法是正確開展檢測工作的前提。水工金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品涂裝質(zhì)量檢測中常用的檢測儀器有磁性便攜式涂層測厚儀、常用便攜式粗糙度儀(表面粗糙度比較樣塊)、便攜式電火花測試儀及便攜式結(jié)合力測試儀等。

(1)使用頻次較高的磁性便攜式涂層測厚儀。采用磁感應(yīng)原理，利用從測頭經(jīng)過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體(如鋼、鐵)的磁通量來測定覆層厚度。目前水工金屬結(jié)構(gòu)涂裝檢測所用涂層厚度檢測儀基本為磁性測厚儀，使用簡單、方便且屬于無損檢測。涂層厚度檢測儀的精度要求一般為±10%d(d為被測物實(shí)際厚度)，目前市場上儀器的精度能滿足一般檢測要求，先進(jìn)的涂層厚度檢測設(shè)備如德國EPK公司生產(chǎn)的MINTIEST3100/4100系列的測厚儀精度可以達(dá)到±(1 μm+1%d)。

磁性測厚儀的測量精度與使用者對其性能、原理的熟悉程度緊密相關(guān)。如不得在磁性環(huán)境條件下使用該儀器；保持探頭垂直于被測表面，兩次測量間應(yīng)有一定的時間間隔；檢測工作開始前必須對儀器進(jìn)行校驗(yàn)，測量過程中可根據(jù)需要對儀器進(jìn)行校驗(yàn)。磁性測厚儀校驗(yàn)操作程序?yàn)椋簷z測工作開始前對涂層厚度檢測儀進(jìn)行校驗(yàn)→零位校驗(yàn),盡量在被檢涂層的基面上進(jìn)行，也可在標(biāo)準(zhǔn)試塊上校驗(yàn)→選擇接近膜厚1/2的標(biāo)準(zhǔn)箔片進(jìn)行第2次校驗(yàn)→選擇接近膜厚的標(biāo)準(zhǔn)箔片進(jìn)行第3次校驗(yàn)→校驗(yàn)完成，可以開始檢測工作。

如果需要對非磁性基體涂層厚度進(jìn)行檢測，可以用顯微鏡對涂膜切片進(jìn)行厚度測定或者使用劃痕測厚儀進(jìn)行厚度測試等。

(2)常用便攜式粗糙度儀，用觸針法對鋼材表面進(jìn)行粗糙度檢測時所用儀器。該儀器一般測量鋼材表面輪廓最大峰谷高度Ry(SL 105—2007《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》根據(jù)GB/T 3505—2000《產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范 表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語 定義及參數(shù)》將Ry改稱為Rz,現(xiàn)行其他國標(biāo)相關(guān)條款仍為Ry)，即取樣長度范圍內(nèi)5個最大峰谷高度的平均值，SL 105—2007《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》中采用的取樣長度為40 mm。

此方法測量簡便，但所測粗糙度值僅為近似值，目前還沒有更好的便攜式測試方法。目前常用的粗糙度儀為英國易高公司產(chǎn)品，該儀器使用過程中必須注意：檢測前應(yīng)在鏡面或平面玻璃上校驗(yàn)；應(yīng)與被檢測表面完全貼合；被檢測面局部應(yīng)為平面。

(3)表面粗糙度比較樣塊。采用目視或觸摸的方法，將待測表面與已校準(zhǔn)的ISO表面粗糙度比較樣塊的各區(qū)域進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果轉(zhuǎn)換成相近的“細(xì)”“中”“粗”等級。

該檢測方法采用目視法進(jìn)行比較，將比較樣塊放在待測表面某一位置，將待測表面與樣塊的4個區(qū)域逐一比較，必要時借助放大鏡(放大倍數(shù)不得大于7倍)。使用放大鏡時被測表面與樣塊必須能同時觀察到。除了采用目視方法外，還可用指甲背面觸摸的方法進(jìn)行比較，以確定最接近的等級。表面粗糙度比較樣塊使用方法更詳細(xì)的內(nèi)容參考GB/T 13288.1—2008《涂覆涂料前鋼材表面處理 噴射清理后的鋼材表面粗糙度特性 第2部分》。

(4)常用便攜式電火花測試儀。一般在超厚漿涂層針孔測試中使用，其他情況一般不做要求。

(5)常用便攜式結(jié)合力測試儀。由于可對涂層結(jié)合力進(jìn)行定量測試，在實(shí)際的涂裝質(zhì)量檢測工作中一般比較受到重視，但由于不同儀器之間的測量結(jié)果存在差異，因此，該方法僅適合相同工藝條件下涂裝施工質(zhì)量的比較測試。

檢測前儀器的檢定、校驗(yàn)是保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)：檢定必須在合格的第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行；儀器校驗(yàn)在檢測工作開始前或檢測過程中進(jìn)行，儀器校驗(yàn)一般參照儀器使用說明書進(jìn)行。

3 準(zhǔn)確理解相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)文件

本節(jié)以舉例的形式對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)文件的準(zhǔn)確理解進(jìn)行說明。

(1)對表面預(yù)處理質(zhì)量檢查的理解。有試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，防腐涂層有效壽命的影響因素中，表面預(yù)處理的影響占近50%，也就是說，在整個防腐質(zhì)量控制過程中應(yīng)加強(qiáng)表面預(yù)處理質(zhì)量的檢查，而實(shí)際工作時將重點(diǎn)放在了涂膜厚度檢測方面，這里并非說膜厚度不重要，而是想提醒質(zhì)檢部門在整個涂裝施工過程中的質(zhì)量控制應(yīng)有比較性側(cè)重點(diǎn)。

(2)對涂層質(zhì)量檢查的理解。SL 105—2007《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》要求涂料厚度按照2個85%進(jìn)行控制，也就是說，合格的涂膜厚度應(yīng)同時滿足2個85%的要求。第1個85%即涂膜厚度最小值不得低于設(shè)計厚度值的85%，規(guī)范并不是要求越厚越好，因?yàn)閷ν磕み€有附著力的檢查，涂膜太厚其附著力難以滿足要求；第2個85%即85%以上的局部厚度不得小于設(shè)計厚度，是對整體涂膜厚度提出了質(zhì)量要求。對于金屬涂層，要求最小局部厚度必須滿足設(shè)計要求的最小厚度。附著力的檢查一般用劃格法，對于厚度大于250 μm的涂膜應(yīng)采用劃叉法進(jìn)行檢查。

(3)用結(jié)合力測試儀采用拉開法檢查涂層質(zhì)量。用該方法進(jìn)行檢測時，由于檢測儀器(主要指目前水工行業(yè)檢測用便攜式檢測儀)之間的差別導(dǎo)致對同一檢測對象的檢測結(jié)果之間存在較大的差異，因此對檢測結(jié)果的認(rèn)定需要由供需雙方協(xié)商，檢測方在檢測時僅提供檢測方法、檢測儀器型號及檢測結(jié)果，不對檢測結(jié)果進(jìn)行評價。

(4)對針孔測試的理解。一般只對厚漿型涂料涂層進(jìn)行針孔測試，因?yàn)楹駶{型涂料涂層施工時一次成膜太厚(200 μm以上)，在霧化不足或環(huán)境濕度過大的情況下涂膜易出現(xiàn)針孔，而一個針孔就是一個腐蝕源。

由此可見，對檢測標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的準(zhǔn)確理解是對檢測結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確評價的基礎(chǔ)。

4 檢測單元的劃分

涂層厚度檢測工作中經(jīng)常遇到檢測方與被檢測方對檢測結(jié)果評價意見不一致的問題，如某壩頂門機(jī)涂裝質(zhì)量檢測工作中，由于壩頂門機(jī)橫梁涂層厚度不滿足SL 105—2007《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》第1個85%的質(zhì)量要求，導(dǎo)致整個壩頂門機(jī)防腐質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果不能滿足相應(yīng)質(zhì)量要求；關(guān)于表面預(yù)處理的質(zhì)量檢查同樣經(jīng)常遇到相似的問題，局部不合格影響整體結(jié)果評價。由于局部問題影響整體檢測結(jié)果的評價顯然對被檢測方存在一定的不公平性，而評價結(jié)論按照現(xiàn)行規(guī)范又存在一定的合理性。因此，為保證檢測結(jié)果評價的合理性，應(yīng)對檢測對象進(jìn)行檢測單元劃分。

(1)按檢測部件劃分，如將壩頂門機(jī)的吊臂或行走機(jī)架作為一個檢測單元進(jìn)行評價。

(2)根據(jù)檢測面按區(qū)域劃分檢測單元,如壩面防腐可以將200～300 m2的區(qū)域作為一個檢測單元。

(3)按檢測部位進(jìn)行劃分,如升船機(jī)底板上、中、下部分別作為檢測單元。

按照檢測單元進(jìn)行檢測，有利于結(jié)果的合理評價，同時有利于被檢方對不合格單元進(jìn)行處理。

5 認(rèn)真執(zhí)行質(zhì)量管理體系

金屬結(jié)構(gòu)質(zhì)量監(jiān)督檢測部門質(zhì)量體系及相關(guān)程序文件應(yīng)對檢測過程進(jìn)行非常明確的過程控制，所有檢測規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)文件必須現(xiàn)行有效，檢測儀器必須經(jīng)鑒定合格，檢測人員必須持證上崗，整個檢測流程必須有經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測工程師在關(guān)鍵過程中監(jiān)督。

根據(jù)質(zhì)量體系要求，涂裝質(zhì)量檢測建議按一定流程進(jìn)行。首先，檢測人員必須重視與被檢方對檢測結(jié)果的交流,通過交流可以避免對方對檢測結(jié)果的不信任或歧義；對檢測結(jié)果取得一致意見后，雙方在檢測記錄上簽字，表示認(rèn)同此次檢測工作，然后可以對被檢測方提出一些建設(shè)性的建議；最后，檢測人員根據(jù)檢測結(jié)果出具檢測報告。

總之，對涂裝質(zhì)量檢測結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的評價，不能只了解相關(guān)檢測規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)提供的方法，更應(yīng)系統(tǒng)掌握檢測全過程中各個質(zhì)量檢測控制環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

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