СОДЕРЖАНИЕ

Настоящий стандарт устанавливает метод определениярежима горячей сушки (конвективной, терморадиационной,терморадиационно-конвективной) лакокрасочных покрытий (далее - покрытия) наизделиях из черных и цветных металлов и их сплавов с толщиной стенок не более15 мм.

Сущность методазаключается в определении режимасушки покрытия на образцах в лабораторных условиях и пересчете с помощьюуниверсальной диаграммы на режим сушки покрытия изделия в производственныхусловиях.

Для проведенияиспытаний разрабатывают программу испытаний, в которой указывают порядокпроведения работ, предполагаемый диапазон температур и продолжительностейсушки, материал образцов, их форму и размеры, способ подготовки поверхности,приборы и аппаратуру для оценки качества покрытий и др.

1. ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАЗЦАМ

1.1. Материалобразцов, число, форму и размеры устанавливают в программе испытаний. Толщина образцов должна быть 0,8 - 1 мм.

1.2. Технологияполучения покрытия на образцах должна соответствовать технологии полученияпокрытия на изделии.

1.3. Толщина покрытия наобразцах должна быть равномерной и не отличаться от толщины покрытия изделияболее чем на 10 %.

1.4. Дляопределения коэффициента теплообмена и температуры сушки применяют образцы стермопарой или без термопары.

1.5. Образцы соборотной стороны должны иметь маркировку.

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

Сушильныеустановки, снабженные приборами контроля и автоматического поддержания заданныхпараметров: температуры и скорости воздуха, температуры облучателей и образцов.

Потенциометрытипа КСП-4 и другие.

Термометрконтактный типа ТПК (ТК 6) по ГОСТ9871 с магнитной регулировкой.

Анемометрручной крыльчатый и чашечный типа А по ГОСТ 6376.

Толщиномерытипов МТ-41НЦ, ВТ-50НЦ, МТ-50НЦ и другие с погрешностью не более 10 %.

Микрометр по ГОСТ4381.

Лакокрасочныематериалы по стандартам или техническим условиям.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Кобразцам: или пластинам из металла с большим коэффициентом теплопроводностиприкрепляют термопару с помощью зачеканивания черт. 1 а, б, в, или сварки (пайки) черт. 1 г, д, е.

1 - образец; 2 - заклепка; 3 - электродытермопары; 4 - спай термопары; 5 - металлическая пластина

Черт. 1

Площадьпластины должна быть 20 × 30 мм, толщина 1 - 2 мм.

Диаметртермоэлектродов (d) не должен превышать 0,5 мм.

Глубиназачеканивания термопары (h)не должнапревышать 1 мм.

Длина прокладкитермоэлектродов (l) на поверхности образца должна быть равна 150 - 200d.

Закреплениетермопары в соответствии с черт. 1 в, е дает наиболее точные результаты.

3.2. На образцы наносятлакокрасочный материал.

3.3. Окрашенныеобразцы до помещения их в сушильную установку выдерживают в условиях,соответствующих условиям выдержки окрашенного изделия.

3.4.Устанавливают режим работы сушильной установки в соответствии с программойиспытаний.

3.5. Рядом собразцами, которые не имеют термопары, помещают пластину с закрепленной термопарой.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.6. Дляопределения коэффициента теплообмена сушильной установки образец (изделие)нагревают в сушильной установке, фиксируя его температуру через определенныепромежутки времени до момента достижения им постоянной температуры.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1.Образцы помещают в сушильную установку на теплоизолирующие подставки послеустановления заданного режима.

Способ подводатепла к образцу должен быть аналогичен способу подвода тепла к изделию.

4.2. Образцы сушатпри пяти различных значениях температуры с интервалами 10 - 20ºС, начинаяс минимальной температуры, и различных продолжительностях.

4.3. Заминимальную температуру сушки покрытия и максимальную продолжительностьпринимают температуру и продолжительность, установленные в стандартах илитехнических условиях на испытуемый лакокрасочный материал.

4.4. Послесушки образцы извлекают из сушильной установки, выдерживают при температуре (20± 2)ºС и относительной влажности (65 ± 5) % в течение 3 ч, если иное неуказано в стандартах или технических условиях на лакокрасочный материал, ипроводят оценку качества покрытия.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Коэффициент теплообмена (α),Вт/(м²·ºС), при нагреве образца (изделия) в сушильной упаковкевычисляют по формуле

,

где 3 -безразмерный коэффициент;

 - удельная теплоемкостьматериала образца (изделия), Дж/ (кг·ºС);

 - плотность материала образца(изделия), кг/м³;

 - отношение поверхностиобразца (изделия), участвующей в конвективном теплообмене, к объему образца(изделия), м²/м³;

 - продолжительность нагрева образца (изделия)до постоянной температуры, с.

5.2. Оценку качества покрытия(твердость, адгезию, эластичность и др.) проводят в соответствии с требованиямистандартов на конкретный метод испытания.

5.3. За режим сушки образцовпринимают температуру и продолжительность, обеспечивающие получение заданногопоказателя качества покрытия.

5.4. Примеропределения числа измерений, необходимых для обеспечения требуемой точностиопределения физико-механических свойств и других показателей качества покрытия,приведен в приложении1.

5.5. Вычисляют значениеобобщенного безразмерного коэффициента (А),характеризующего условия сушки покрытия образца, по формуле

,

где  - коэффициенттеплообмена при нагреве образца в сушильной установке, вычисленный по формуле п. 5.1, Вт/(м²·ºС);

 - отношение поверхностиобразца, участвующей в конвективном обмене, к объему образца, м²/м³;

 - продолжительность сушки покрытия дозаданной степени высыхания, с;

с- удельнаятеплоемкость материала образца, Дж/ (кг·ºС);

 - плотность материала образца, кг/м³.

5.6. Вычисляют значениеобобщенного безразмерного коэффициента (А₁), характеризующего условия сушки покрытия изделия, по формуле

,

где  - коэффициент теплообмена при нагревеизделия в сушильной установке, вычисленный по формуле п. 5.1, Вт/ (м²·ºС);

 - отношение поверхности изделия, участвующейв конвективном обмене, к объему изделия, м²/м³;

 - продолжительность сушки покрытия изделия,определяемая параметрами технологического оборудования, с;

с - удельная теплоемкостьматериала изделия, Дж/(кг·ºС);

 - плотность материала изделия, кг/м³.

5.7. Температуру сушки покрытияизделия определяют по универсальной диаграмме, приведенной на
черт. 2.

Черт.2

Через точку Е,значение которой соответствует обобщенному безразмерному коэффициенту А,проводят прямую, параллельную оси ординат до пересечения в точке Вс кривой, соответствующей температуре, установленной по п. 5.3.

Через точку Впроводят прямую, параллельную оси абсцисс.

Через точку Е₁, значение которой соответствует обобщенному безразмерномукоэффициенту А₁, восстанавливают перпендикуляр допересечения с прямой, параллельной оси абсцисс в точке С.

Через точку Синтерполируют кривую до пересечения с осью ординат, точка D.

Численноезначение температуры, полученное на оси ординат в точке D уменьшаютна значение поправки (К),учитывающей неравномерность нагрева изделия, по толщине и значениепоправки (К₁), учитывающейвысыхание покрытия при остывании изделия после извлечения его из сушильнойустановки, по таблице.

5.8. Пример расчета температуры сушки изделияприведен в приложении 2.

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. Приизготовлении образцов для испытаний и при проведении испытаний должнысоблюдаться требования пожарной безопасности и промышленной санитарии всоответствии с требованиями ГОСТ 12.3.005.

6.2.Метеорологические условия и содержание вредных примесей в рабочей зонепомещений не должны превышать норм, установленных ГОСТ12.1.005.

6.3.Электробезопасность при испытаниях должна обеспечиваться в соответствии сдействующими «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановокпотребителем», утвержденными Госэнергонадзором.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛАИЗМЕРЕНИЙ

1. Необходимоечисло измерений (n) вычисляют по формуле

,

где t - критерий Стьюдента;

 - значение дисперсии случайной величины;

 - необходимая точность оценки измерения.

2. Значениедисперсии случайной величины вычисляют по формуле

где  - значение дисперсиислучайной величины в первой выборке;

 - значение дисперсии случайнойвеличины во второй выборке.

3. Значениекритерии Стьюдента (t)при различныхдоверительных вероятностях табулированы и приведены в табл. 1.

Таблица 1

4. Вкачестве примера вычислим число параллельных измерений при оценке твердостипокрытия по ГОСТ5233 на основе эмали МЛ-12. Результаты измерений приведены в табл. 2.

Таблица 2

5.Для первой выборки оценку математического ожидания вычисляют по формуле

дисперсию поформуле

;

дисперсию по формуле

.

6. Для второйвыборки оценку математического ожидания вычисляют по формуле

;

дисперсию поформуле

.

7.Среднеарифметическое заданных оценок дисперсии равно

.

8. Твердостьпокрытия в данном примере должна быть вычислена с точностью  и доверительнойвероятностью Р = 0,95.

9. По табл. 1 находят значение критерияСтьюдента (t)придоверительной вероятности , равной 0,475.

10. Числопараллельных определений равно

.

Послеокругления получаем и n = 6.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Измененная редакция, Изм. №1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРЫСУШКИ ПОКРЫТИЯ ИЗДЕЛИЯ

1. Требуетсяопределить температуру сушки покрытия в терморадиационной сушильной установкепри продолжительности сушки 15 мин. Толщина стенок изделия 6 мм, материал -сталь, удельная теплоемкость материала 490 Дж/(кг·ºС), плотность - 7800 кг/м³.

1.1. Всоответствии с п. 5.3 покрытие образца сушат 15мин при температуре 100ºС.

1.1.1.(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2. По формулеп. 5.1 вычисляют коэффициент теплообмена присушке покрытия образца толщиной 1 мм

.

1.3. По формулеп. 5.5 вычисляют значение обобщенногобезразмерного коэффициента при сушке покрытия образца

.

1.4. По формулеп. 5.1 вычисляют коэффициент теплообмена присушке покрытия изделия

.

(Измененнаяредакция, Изм. № 1).

1.5. По формулеп. 5.6 вычисляют значение обобщенногобезразмерного коэффициента при сушке покрытия изделия

.

2. Науниверсальной диаграмме (черт. 2) черезточку Е, соответствующую значению, полученному по п. 1.3, проводят прямую, параллельную оси ординат до пересеченияв точке В с кривой, соответствующей температуре 100°С.

Через точку Впроводят прямую, параллельную оси абсцисс.

Через точку Е₁, соответствующую значению, полученному по п. 1.5, проводятперпендикуляр до пересечения с прямой, параллельной оси абсцисс в точке С.Через точку С интерполируют кривую до пересечения с осью ординат, точка Д.По диаграмме значение температуры в точке Д соответствует130°С.

3. Значениетемпературы, полученное в точке Д, снижают на значение поправок по п. 5.7.

Отношение  равно 5, по таблице К= 10 %, К = 5 %, следовательно, температура сушки может быть снижена на 10 %за счет неравномерности нагрева изделия

130-(130·0,10)=117ºC

и на 5 % засчет остывания изделия после извлечения его из сушильной камеры

117-(117·0,05)=112ºC

4. Дляопределения температуры сушки покрытия изделия со стенками различной толщиныопределяют по универсальной диаграмме значение температуры сушки покрытияотдельно для тонкой и для толстой стенок.

Значениетемпературы сушки покрытия изделия должно быть не менее значения температуры,определенной для тонкой стенки, и не более значения температуры, определеннойдля толстой стенки.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической промышленности СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕПостановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.07.83 № 3434

3. ВЗАМЕНОСТ 6-10-412-77

4. ССЫЛОЧНЫЕНОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. ИЗДАНИЕ с Изменением № 1, утвержденнымв феврале 1992 г. (ИУС 5-92)