本文是学习GB-T 7791-2014 防污漆降阻性能试验方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了在实验室测试防污漆降阻性能的试验原理、扭矩计算公式、试验装置、圆筒试样规格、
试验程序、数据处理、扭矩传感器的校准和试验报告。
本标准适用于磨蚀型、自抛光型以及污底易脱型(FRC) 防污漆的降阻性能测定。
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件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 3186 色漆、清漆和色漆与清漆用原材料 取样
GB/T 7790—2008 色漆和清漆 暴露在海水中的涂层耐阴极剥离性能的测定
GB/T 8923.2—2008 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定
第2部分:已涂覆过
的钢材表面局部清除原有涂层后的处理等级
GB/T 13288.3—2009 涂覆涂料前钢材表面处理
喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 3 部
分:ISO 表面粗糙度比较样块的校准和表面粗糙度的测定方法 显微镜调焦法
GB/T 13452.2 色漆和清漆 漆膜厚度的测定
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
降阻性能 the capability of reducing frictional
resistance
降低涂层表面与海水之间摩擦阻力的能力。
3.2
降阻率 the ratio of reducing frictional
resistance
防污涂层在海水冲刷作用一段时间后的摩擦阻力和防污涂层与海水初始摩擦阻力相比较,摩擦阻
力降低的百分数。
本方法通过测定涂装有防污涂层的圆筒试样在海水湍流状态下的某一速度旋转时的扭矩,得出某
一速度下防污涂层与海水界面的阻力,同时结合航行模拟试验,对比海水冲刷前后涂层在相同速度下阻
力的变化,即可测定和评价防污漆的降阻性能和降阻率。
圆筒试样转矩大小与圆筒试样半径、高度、旋转速度、海水密度有关,可用式(1)表示:
GB/T 7791—2014
style="width:7.42661in;height:0.61996in" />
………………
(1)
式中:
T 圆筒试样转矩,单位为牛米(N ·m);
Cr— 阻力系数;
p — 海水密度,单位为千克每立方米(kg/m³);
R — 圆筒试样半径,单位为米(m);
S — 圆筒试样湿表面积,单位为平方米(m²);
w— 圆筒试样角速度,单位为弧度每秒(rad/s);
n — 圆筒试样转速,单位为转每秒 (r/s);
— 圆筒试样线速度,v=wR, 单位为米每秒 (m/s)。
在海水密度p、圆筒试样转速n、圆筒试样半径R、湿表面积不变的条件下,式(1)可简化为:
T=Cr ·K (2)
式中:
style="width:5.9601in;height:0.57332in" />
6.1 降阻性能试验装置:示意图见图1。
style="width:5.55339in;height:5.08662in" />
说 明 :
图 1 试验装置示意图
GB/T 7791—2014
6.2
阻力测试试验槽:使用惰性材料(如聚碳酸酯等)制造。试验槽为圆柱形,直径1000
mm, 高 度 800mm, 顶部有一定厚度的活动盖板,盖板中央钻直径80 mm
圆孔用于通过转轴。试验箱应设置过滤
装置,并与循环控温系统相连接,水温控制范围在15℃~30℃,控温精度为±2℃;循环水的出口与入
口应设置在适当的位置,试验箱中的海水容量可通过阀门控制。
6.3
航行模拟试验箱:使用惰性材料(如聚碳酸酯等)制造,可同时满足6~10个试样进行试验。各样
品之间的试验槽应保持相对独立,试验过程中,箱体尺寸与圆筒试样尺寸容积比设计应能满足旋转试样
的水动力设计要求,当圆筒试样旋转速度大于300 r/min,
流动状态为海水流体为湍流状态要求。试验
箱应设置过滤装置,并与循环控温系统相连接,控制水温在15℃~30℃,控温精度为±2℃,试验槽之
间有阀门可相互连通,满足海水循环的要求;循环水的出口与入口应设置在适当的位置,试验箱中的海
水容量可通过阀门控制,保持每6 h~8h 更换海水一次。
6.4 扭矩传感器:量程范围0 N ·m~10N ·m,
最高精度±0.1%,具备数据记录、输出功能。
6.5 精密数控电机:最大功率1500 W, 转速范围为0 r/min~1500 r/min。
6.6 粗糙度仪:光学测量模式,测量范围-100μm≤Ra≤300μm, 测量精度±10 μm。
7.1 试样基材:钢基材或其他强度符合要求的复合材料,如聚碳酸酯等。
7.2 试样规格:圆柱形试样,直径为200 mm, 高度为200 mm,
上下面封闭,上顶面中央开 M50 螺纹孔,
用于与转轴连接。试验时,圆筒试样通过转轴放置于阻力测试试验槽中央,上下底面距离水面和试验槽
底面相应距离,见图2。
style="width:5.10012in;height:4.17318in" />
说明:
R,— 试 验 槽 半 径 ;
R₂— 圆筒试样半径;
h — 圆筒试样底面与阻力测试试验槽底面的距离。
图 2 试验圆筒试样示意图
8.1.1 基材处理:涂装防污漆样品前,对钢基材表面按GB/T 8923.2—2008
进行处理,喷砂至 Sa
style="width:0.72672in;height:0.61336in" />; 对
复合材料表面采用砂纸打磨、溶剂清洁处理。处理后参考 GB/T 13288.3—2009
方法,采用光学模式的
GB/T 7791—2014
粗糙度仪对基材表面粗糙度进行检测,基材表面粗糙度应不大于50 μm
。处理过程中应注意保持圆筒
试样基材的平整
8.1.2 涂装:按GB/T3186
要求对试验用防污漆进行取样,并依照产品涂装要求进行试样的制备,钢基
材试样需涂装防腐/防污配套体系,复合材料基材可直接涂装防污漆。采用喷涂方式进行涂装,涂装区
域包括圆筒试样的环形外围和上下底面,应保持涂层表面平整、光滑。每种样品需制备3个平行样。
8.1.3 除另有规定外,圆筒试验涂层总厚度控制在(200±20)μm 范围内。
8.1.4 空白试样:采用聚四氟乙烯材料制备空白试样,用于校准扭矩传感器。
8.2.1
除特殊要求外,试样制备完后,在温度(23±2)℃,相对湿度(50±5)%的室温环境下干燥7天。
8.2.2 钢基材圆筒试样防污涂层干燥后,按 GB/T13452.2
采用磁性测厚仪环绕试样外围进行涂层厚
度测量,记录涂层的平均厚度。
8.3.1 除另有规定外,试验溶液介质为(23±2)℃的天然海水或按照 GB/T
7790—2008 中5 . 1的要求
配置的人造海水。
8.3.2
进行阻力测试时,圆筒试样应尽量保持中心轴线与阻力测试试验槽的轴线重合,试样底面距离
试验槽底面的高度为200 mm, 试验槽中海水应淹没过圆筒试样上顶面不小于300
mm。
8.3.3 圆筒试样旋转速度推荐为1000 r/min 、1200 r/min 或1500 r/min;
或在满足湍流状态的条件
下,另行商定旋转速度。
8.4.1 试验前及试验过程中,参考 GB/T 13288.3—2009
方法,采用具有光学测量模式的粗糙度仪测量
涂层的粗糙度。
8.4.2
将涂装防污漆的圆筒试样安装到阻力测试试验箱的转动轴上,以选定的速度旋转至扭矩传感器
测得相对稳定的扭矩值,或旋转2 h
后停止,期间在相对稳定的状态下,扭矩传感器测量次数应不少于
5次,取平均值,得到扭矩传感器测得的初始扭矩平均值dro。
8.4.3
将完成阻力测试的圆筒试样取下,放入航行模拟试验箱中,以与阻力测试时相同的旋转速度进
行海水对涂层磨蚀抛光的航行模拟试验,持续时间20 h。
8.4.4
每天按8.4.1~8.4.3的步骤重复进行试验,记录每天测得的粗糙度值和扭矩平均值d
值;每个
圆筒试样至少测试10天,或者在d 超过dr 时,可终止试验。
8.4.5
按9对试验数据进行处理和对比,绘制工作曲线,评价自抛光防污漆的降阻性能。
降阻率按式(3)计算。
style="width:2.68662in;height:0.64658in" />
…………………………
(3)
式中:
f — 降阻率的数值,%;
dīo—— 选转试样初始扭矩测量平均值,单位为牛米(N ·m);
d— 选转试样每天扭矩测量平均值,单位为牛米(N ·m)。
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每隔一段时间,以聚四氟乙烯空白试样为基准,进行扭矩传感器的校准。记录聚四氟乙烯空白试样
初始测试时的dno,每次校准的测量值在dm±1%
范围内为合格。若传感器超过该范围,则需对扭矩传
感器-试样连接轴进行校正。
试验报告至少应包括下列内容:
a) 试验样品的型号和名称;
b) 注明本标准编号;
c) 试验条件和试验日期;
d) 试验结果,包括测量数据及绘制曲线;
e) 试验单位。
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2014年11月第一版
兴
书号:155066 ·1-50054
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