泵壳漆膜脱落原因分析

何天水

摘  要：钢结构焊接过程中会产生飞溅并粘连在产品表面，使用防飞溅剂可减少粘连，降低焊后清理难度。但是防飞溅剂也可能对后续涂装工艺造成不利影响。本文通过对一起涂装质量事故的复盘，分析防飞溅剂对涂层附着力的影响，并提出解决方法。

关键词：焊接;防飞溅剂;涂层;附着力

引言

泵壳是压裂泵的主要部件之一，其内外壁需喷漆防腐。一段时期内，我公司技术部门频繁接到泵壳漆膜脱落的报告。泵壳内需喷油进行润滑和冷却，如果漆膜脱落堵塞油路，导致润滑不畅，极有可能造成大泵过热损坏。为此，技术人员立即对事故原因展开了分析。

一、漆膜脱落规律分析

泵壳喷砂后喷底漆，底漆的类型为耐油性能良好的双组份环氧底漆，泵壳内部只喷底漆，膜厚约80微米，泵壳外壁还将喷聚氨酯面漆。此次脱落的漆膜为底漆。现场检查漆膜脱落的泵壳，并检查了同期生产的其它产品，发现了以下规律：

1.漆膜脱落面积

漆膜脱落的部位为局部区域，不是大面积脱落。

2.漆膜脱落区域

漆膜脱落区域主要是在焊缝周边位置，但是一些周边的平面上也存在漆膜脱落现象。

3.漆膜脱落状态

脱落区域的油漆附着力极差，用铲刀轻轻一铲就成片脱落，甚至用压缩空气都可以将漆皮吹飞。而周边区域漆膜附着力却是正常的，脱落区域与正常区域之间没有明显的过渡区域，呈现泾渭分明的界限。

4.漆膜脱落区域底材

底材无氧化皮残留，粗糙度符合喷砂工艺要求，有不太明显的油渍。

5.同期其它产品

同期在同一喷漆房，由同一班组喷漆的其它类型产品无油漆质量问题。

二、漆膜脱落原因排查

1.油漆材料因素

首先排除了油漆本身的问题，因为发生油漆脱落的只是局部位置。若是油漆本身的质量问题，脱落应当大面积发生。

2.底材喷砂质量

根据对漆膜脱落区域底材的观察，无氧化皮残留，粗糙度达到中级，也排除了喷砂除锈不到位导致脱落的可能性。

3.压缩空气质量

检查了压缩空气油水分离器等部件，未发现异常。排除了因油水分离器故障，导致部分时段压缩空气中含有油水，以至该时段喷涂的区域漆膜质量不佳的可能性。

4.机加工皂化液的影响

往上追溯工艺流程，油漆脱落最初是在泵壳机加工过程中发现的。机加工时会在加工部位喷冷却用的皂化液，因为泵壳只需局部机加工，因此受皂化液充分浸润的也只是部分区域，这与油漆局部脱落的现象不谋而合。另外还观察到，用于加工泵壳的机床，底部长期受皂化液侵蚀部位的油漆也已经脱落，这进一步印证了皂化液侵蚀油漆的想法。

为了验证这个猜想，取若干样板，按泵壳喷漆的工艺，先喷砂喷漆，然后置于从在役机床上取出的皂化液样本中浸泡分别1天，2天，3天，5天，7天，10天，最后甚至浸泡了一个月，却发现漆膜毫无变化，没有出现任何剥落的迹象。这说明油漆脱落与机加工过程的皂化液的浸泡无关，只是机加工过程需与泵壳长时间近距离接触，此时更容易察觉油漆脱落。

5.焊接防飞溅剂的影响

进一步往上追溯工艺流程，在泵壳喷漆前的喷砂过程发现了局部存在深色的油状附着物。这些附着物只在焊缝附近存在，而油漆脱落也只在焊缝附近存在，两者的发生区域高度重叠。

那么，这些附着物是什么呢，是如何产生的？进一步调查上道焊接工序，查明了这些附着物的由来。

以前泵壳的生产流程为：

下料→焊接→退火→整体喷砂→喷底漆→焊缝整改→补底漆

近期进行了工艺调整，优化后的泵壳的生产流程为：

下料→焊接→退火→焊缝预喷砂→焊缝整改→整体喷砂→喷底漆

在优化后的流程中，新加入焊缝预喷砂工序。目的是对焊缝进行彻底的清理，充分暴露焊接缺陷，并提前整改焊缝缺陷。以避免喷漆后才发现焊缝缺陷，此时整改焊缝时会烧坏漆膜，整改后还需补漆，增加成本且降低质量。

在焊接或整改焊縫时，为避免焊接飞溅，焊工通常会在焊缝周边区域喷涂防飞溅剂[1]。在以前，焊接后会进行退火处理，高温将防飞溅剂烧掉，再喷砂后无残留，对喷漆无影响。后期焊缝整改时，因为产品已经喷漆，漆膜上不容易产生飞溅，因此整改时未使用防飞溅剂。

而现在，热处理依然可以烧掉整体焊接时使用的防飞溅剂。但是后期焊缝整改时，因为焊缝已经局部喷砂，光洁裸露的钢材特别容易产生焊接飞溅。因此焊工在进行焊缝整改时普遍使用防飞溅剂。补焊后不再退火直接进入整体喷砂环节，而喷砂工在整体喷砂时又未对防飞溅剂进行清洗，导致喷砂后防飞溅剂依旧保留在整改区域，进而可能对喷漆造成影响。

为了验证防飞溅剂是否真的能影响油漆的附着力，技术人员制作了喷砂后的钢板试样，一边喷上防飞溅剂，一边不喷作为对照组。试验结果清晰的显示，喷涂防飞溅剂的部位油漆附着力极差，压缩空气都能直接将漆膜吹飞。

从防飞溅剂的工作原理也能解释为何会导致油漆脱落。防飞溅剂表面张力小，渗透能力强，能在钢材表面形成一层薄膜对焊接飞溅造成阻隔。但是也正是由于它表面张力小的特性，在阻止焊接飞溅形成的同时，也能阻止漆膜附着。

三、解决措施

搞清楚油漆脱落的原因，接下来根据产品所处的生产阶段，制定了对应的解决措施。

1.未焊接产品

要求补焊时停用防飞溅剂，采用其它方式消除焊接飞溅。

2.已焊接产品

目前使用的防飞溅剂为水基产品，对于已使用防飞溅剂整改焊缝，但还未喷漆的产品，立即使用清水对防飞溅剂喷涂区域进行刷洗，并重新喷砂[2]。

3.已喷漆产品

喷漆产品，对可能发生补焊的区域整体尝试铲除漆膜，将附着不良的漆膜铲除后，使用清水对油漆剥落区域进行刷洗，最后打磨补漆。

按上述方法执行后，泵壳再无漆膜脱落的现场发生。

四、结语

通过对泵壳生产流程的排查，找到补焊时防飞溅剂的使用是导致漆膜脱落的原因，针对这种情况，要求补焊时停用防飞溅剂，从而切断污染源，顺利解决漆膜脱落问题。

参考文献：

[1] 张官浩.小型钢制轮毂静电喷粉涂层异常脱落的处理[J].涂层与防护，2021，42（4）：38-432

[2] 戚严.铁路货车涂层剥落原因调查与分析[J].现代涂装.2015，18（2）：47-499FAD9A66-5A40-423C-B7E3-04AAF7799B0A