海藍(lán)彩板漆膜粘結(jié)原因分析及改進(jìn)措施

楊付海 , 張永鋼

(新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠(chǎng))

1 問(wèn)題的提出

某廠(chǎng)生產(chǎn)的海藍(lán)彩涂板運(yùn)輸至新疆南疆某市，兩批貨打開(kāi)包裝后，均發(fā)現(xiàn)帶鋼上表面有斷續(xù)局部灰白背面漆與海藍(lán)面漆漆膜發(fā)生粘結(jié)的缺陷，嚴(yán)重影響使用。兩批彩板重量共1243t，是一起重大質(zhì)量事故。

2 背景描述

兩批0.5×1200(mm)海藍(lán)彩板共計(jì)1243t，用于新疆南疆某市在建毛巾廠(chǎng)屋頂板。由于現(xiàn)場(chǎng)施工采用鋼構(gòu)壓型機(jī)只能用寬598mm的彩卷壓型(單張屋頂板長(zhǎng)48.4m)。因施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)縱剪機(jī)，該施工單位委托烏市一家開(kāi)平廠(chǎng)對(duì)寬1200mm的海藍(lán)彩涂卷進(jìn)行縱剪，卷取簡(jiǎn)易打包(兩卷一包)后用汽車(chē)長(zhǎng)途運(yùn)送到新疆南疆某市施工現(xiàn)場(chǎng)再壓型施工。

施工單位反饋，在開(kāi)平廠(chǎng)縱剪時(shí)就發(fā)現(xiàn)幾乎每卷彩卷開(kāi)卷后都不同程度存在著海藍(lán)面漆上粘有斷續(xù)無(wú)規(guī)則分布的背面漆小白點(diǎn)。小白點(diǎn)輕者可用手拂去，重者用手指甲可以刮掉，小白點(diǎn)抹去后則露出海藍(lán)面漆，面漆完好，無(wú)破損。開(kāi)平廠(chǎng)卷取機(jī)卷取時(shí)是無(wú)張力或小張力卷取，鋼卷下線(xiàn)后有塌卷現(xiàn)象。

在南疆某市施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)鋼卷經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸后包裝破損，鋼卷大多呈塌卷或塔卷，由于鋼卷內(nèi)徑與開(kāi)卷機(jī)漲軸扇形塊直徑不符，鋼卷無(wú)法漲緊，漲開(kāi)后鋼卷旋轉(zhuǎn)呈橢圓形，鋼卷變形嚴(yán)重。施工壓型現(xiàn)場(chǎng)，幾乎每卷開(kāi)卷后板面上斷續(xù)都有云霧狀小白點(diǎn)分布，尤其在鋼卷的內(nèi)圈200m內(nèi)小白點(diǎn)密布 ，最后壓型的3～5張板(每張長(zhǎng)48.4m)上密布小白點(diǎn)。

顯微鏡下觀察施工現(xiàn)場(chǎng)板面出現(xiàn)的小白點(diǎn)，顯示是挫傷造成的。 這種小白點(diǎn)無(wú)法摳除，小白點(diǎn)以下是凹坑，肉眼可見(jiàn)下方露出鋅層，海藍(lán)面漆連續(xù)性已破壞。見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 面漆上的小白點(diǎn)

圖2 小白點(diǎn)放大圖

經(jīng)查，合同O2A0000531(海藍(lán)0.5mm×1200mm)為2012年7月10-12日連續(xù)生產(chǎn)，重量293t、共66卷；合同號(hào)O2A0000740(海藍(lán)0.5mm×1200mm)為2012年8月15-18日連續(xù)生產(chǎn)，重量950t、共217卷。所用面漆及背面漆涂料全部為江蘇某化工集團(tuán)生產(chǎn)。

鋼卷出廠(chǎng)時(shí)面漆涂層厚度、光澤度、色差、鉛筆硬度、耐溶劑擦拭MEK、球沖試驗(yàn)等各項(xiàng)性能指標(biāo)全部合格，鋼卷卷形質(zhì)量、板型質(zhì)量也均合格，即在彩涂在產(chǎn)線(xiàn)卷取前后至包裝發(fā)貨期間，一直未發(fā)現(xiàn)面漆與背面漆粘結(jié)的缺陷。

3 原因分析

3.1 粘結(jié)產(chǎn)生原因

對(duì)海藍(lán)彩涂板背面漆膜厚度，背面漆耐溶劑擦拭次數(shù)MEK值，涂料耐刮擦性、鈍化膜膜重指標(biāo)進(jìn)行分析。

(1)背面漆膜厚度：合同設(shè)定背面漆膜厚在4～6μm，而此批海藍(lán)彩涂板背面漆膜厚多數(shù)在中下限(3～5μm)。背面漆膜厚偏薄，當(dāng)受外力擠壓時(shí)漆膜表面組織易被破壞，造成背面漆脫落。

(2)背面漆耐溶劑擦拭指標(biāo)MEK值及涂料耐粘結(jié)性狀況。

彩板涂層的耐溶劑指標(biāo)MEK是反映漆膜的膠聯(lián)密度的的指標(biāo)，膠聯(lián)密度越高，漆膜的耐溶劑擦拭性越好，相應(yīng)的漆膜硬度、附著力也越高。漆膜的耐MEK指標(biāo)偏低會(huì)對(duì)粘結(jié)產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)時(shí)如合同無(wú)特殊要求，彩涂機(jī)組對(duì)背面漆耐MEK性能一般不做檢測(cè)，但在涂料采購(gòu)時(shí)對(duì)背面漆的耐MEK性能規(guī)定不得低于50次。通過(guò)對(duì)缺陷彩板性能檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)此批海藍(lán)彩涂板灰白背面漆的耐MEK次數(shù)多為20～30次，遠(yuǎn)低于背面漆的MEK指標(biāo)(MEK≥50次)。分析認(rèn)為，這批背面漆涂料質(zhì)量存在缺陷，MEK次數(shù)偏低，容易造成彩板面背漆粘結(jié)。

追溯此次彩板面背漆粘結(jié)，質(zhì)量異議彩板主要是用批號(hào)為C12052801的海藍(lán)面漆和批號(hào)為C12071081、C12072581的灰白背面漆生產(chǎn)的。在涂料方面批號(hào)為C12071081、C12072581兩批灰白背面漆的耐MEK次數(shù)低于50次的標(biāo)準(zhǔn)，灰白背面漆的膠聯(lián)密度不夠，從而造成背面漆與基板的附著力差，在一定程度上產(chǎn)生粘結(jié)缺陷。

(3)鈍化膜膜重指標(biāo)。

鈍化膜膜重是衡量彩涂板前處理質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)保證涂層與基板間的附著力起著至關(guān)重要的作用。彩涂生產(chǎn)工藝要求鈍化膜膜重在15～30mg/m2。當(dāng)鈍化膜膜重偏低(<15mg/m2)，造成基板上局部未覆蓋上鈍化液，未覆蓋上鈍化液的地方涂層與基板間的附著力降低，漆膜易脫落，造成粘結(jié)。

當(dāng)鈍化膜膜重偏高時(shí)(>30mg/m2)，多余的鈍化液經(jīng)固化烘烤會(huì)在基板上以粉末狀析出，粉末狀析出的部位涂層與基板間的附著力會(huì)降低，漆膜易脫落，造成粘結(jié)。

由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)工藝規(guī)定，彩涂鈍化膜膜重檢測(cè)每周送檢一次，其它時(shí)間不做檢測(cè)，這對(duì)彩涂鈍化膜膜厚控制帶來(lái)滯后性和不確定性。不能及時(shí)反映彩涂前處理的鈍化質(zhì)量。

3.2 挫傷產(chǎn)生原因

根據(jù)開(kāi)平廠(chǎng)和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，認(rèn)為彩板發(fā)生挫傷的主要原因有：(1)開(kāi)平廠(chǎng)卷取時(shí)鋼卷未卷緊，鋼卷較松，造成塌卷，產(chǎn)生挫傷；(2)縱剪后的鋼卷由烏魯木齊經(jīng)汽車(chē)長(zhǎng)途運(yùn)輸運(yùn)至南疆施工現(xiàn)場(chǎng)，距離>1000km,需要穿越天山，運(yùn)輸過(guò)程中不可避免的晃動(dòng)，會(huì)造成鋼卷層間錯(cuò)動(dòng)，產(chǎn)生漆膜挫傷；(3)壓型現(xiàn)場(chǎng)吊卷時(shí)用鋼絲繩多次起吊，也會(huì)造成層間滑動(dòng)；(4)施工現(xiàn)場(chǎng)壓型開(kāi)卷機(jī)漲軸漲開(kāi)后未漲緊，鋼卷旋轉(zhuǎn)呈橢圓形，層間也會(huì)產(chǎn)生挫傷。

4 改進(jìn)措施

4.1 工藝參數(shù)及操作規(guī)程改進(jìn)

為防止此類(lèi)質(zhì)量事故的再次發(fā)生，對(duì)彩板工藝制度、操作規(guī)程進(jìn)行了優(yōu)化：(1)將背面漆耐MEK≥50次列入彩涂背面漆性能檢測(cè)要求。(2)將背面漆膜厚由4～6um調(diào)整到5～7μm，生產(chǎn)過(guò)程中背面漆膜厚增加，漆膜在受外力擠壓時(shí)漆膜可以起到緩沖作用，避免出現(xiàn)背面漆粘結(jié)；(3)增加鈍化膜重檢測(cè)檢測(cè)頻次，由每周檢測(cè)一次改為每班送檢一次，鈍化膜厚重控制在15～30mg/m2。

4.2 關(guān)于涂料質(zhì)量要求

為解決彩板背面漆粘結(jié)質(zhì)量缺陷，要求涂料供應(yīng)商調(diào)整涂料配方，保證背面漆耐MEK次數(shù)≥50次。通過(guò)涂料供應(yīng)商對(duì)灰白背面漆配方的調(diào)整后，背面漆在彩涂生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用，MEK性能明顯提高，目前由20～30次提高到MEK≥100次。

4.3 板溫控制

針對(duì)此次質(zhì)量事故，對(duì)產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行了梳理。發(fā)現(xiàn)在該批海藍(lán)彩板生產(chǎn)期間，彩涂固化爐板溫儀出現(xiàn)故障不能正常測(cè)溫，焚燒爐操作工不能在工控機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)控板溫儀所測(cè)板溫，只能憑經(jīng)驗(yàn)依靠固化爐內(nèi)的各段實(shí)際溫度來(lái)控制板溫，對(duì)板溫控制帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)和不穩(wěn)定性，間接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。

為此制定了以下措施：立即修復(fù)彩涂板溫儀，對(duì)板溫儀進(jìn)行重新標(biāo)定，并計(jì)劃重新選型適合彩涂機(jī)組工藝要求的板溫儀；對(duì)板溫檢測(cè)要求班中每2小時(shí)用測(cè)溫紙測(cè)溫一次；并與板溫儀比對(duì)，并要求操作工如實(shí)記錄板溫儀檢測(cè)板溫。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)此次八鋼海藍(lán)彩涂板漆膜粘結(jié)的缺陷，現(xiàn)場(chǎng)采取了一系列措施：

(1)對(duì)彩涂板溫儀進(jìn)行修復(fù)更換，保證設(shè)備功能精度 。

(2)優(yōu)化了彩涂生產(chǎn)工藝，將背面漆膜厚適當(dāng)提高到合同要求的中上限，將背面漆的MEK性能指標(biāo)列入檢測(cè)范圍；增加鈍化膜膜重的日常檢測(cè)頻次。

(3)對(duì)涂料質(zhì)量加強(qiáng)管控，及時(shí)調(diào)整規(guī)范涂料性能。

措施實(shí)施后 生產(chǎn)檢驗(yàn)結(jié)果表明，彩涂板漆膜粘結(jié)的缺陷得到了有效消除，提升了彩涂板的產(chǎn)品質(zhì)量。