Утвержден

Постановлением Госстандарта СССР

от 25 июля 1983 г. N 3434

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ И СТАРЕНИЯ

ПОКРЫТИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА ГОРЯЧЕЙ СУШКИ

Unified system of corrosion and ageing protection.

Paint coatings. Method for determination

of hot drying conditions

ГОСТ 9.405-83

Группа Т94

ОКП 0009

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25 июля 1983 г. N 3434 срок введения установлен с 01.07.1984 г.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. Разработан и внесен Министерством химической промышленности СССР.

Разработчики: А.М. Елисаветский, канд. хим. наук; Л.Л. Павловский, д-р техн. наук; Г.К. Козловцева, А.Т. Щеголева, О.А. Барышева.

2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 25.07.1983 N 3434.

3. Взамен ОСТ 6-10-412-77.

4. Ссылочные нормативно-технические документы

───────────────────────────┬──────────────────────────────────────

      Обозначение НТД,     │  Номер раздела, пункта, Приложения

  на который дана ссылка   │

───────────────────────────┼──────────────────────────────────────

ГОСТ 12.1.005-88           │6.2

ГОСТ 12.3.005-75           │6.1

ГОСТ 4381-87               │Разд. 2

ГОСТ 5233-89               │Приложение 1

ГОСТ 6376-74               │Разд. 2

ГОСТ 9871-75               │Разд. 2

5. Переиздание (июнь 1993 г.) с Изменением N 1, утвержденным в феврале 1992 г. (ИУС 5-92).

Настоящий стандарт устанавливает метод определения режима горячей сушки (конвективной, терморадиационной, терморадиационно-конвективной) лакокрасочных покрытий (далее - покрытия) на изделиях из черных и цветных металлов и их сплавов с толщиной стенок не более 15 мм.

Сущность метода заключается в определении режима сушки покрытия на образцах в лабораторных условиях и пересчете с помощью универсальной диаграммы на режим сушки покрытия изделия в производственных условиях.

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

1. ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАЗЦАМ

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

1.2. Технология получения покрытия на образцах должна соответствовать технологии получения покрытия на изделии.

1.3. Толщина покрытия на образцах должна быть равномерной и не отличаться от толщины покрытия изделия более чем на 10%.

1.4. Для определения коэффициента теплообмена и температуры сушки применяют образцы с термопарой или без термопары.

1.5. Образцы с оборотной стороны должны иметь маркировку.

2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

Сушильные установки, снабженные приборами контроля и автоматического поддержания заданных параметров: температуры и скорости воздуха, температуры облучателей и образцов.

Потенциометры типа КСП-4 и другие.

Термометр контактный типа ТПК (ТК6) по ГОСТ 9871-75 с магнитной регулировкой.

Анемометр ручной крыльчатый и чашечный типа А по ГОСТ 6376-74.

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

Микрометр по ГОСТ 4381-87.

Лакокрасочные материалы по стандартам или техническим условиям.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. К образцам или пластинам из металла с большим коэффициентом теплопроводности прикрепляют термопару с помощью зачеканивания черт. 1 а, б, в, или сварки (пайки) черт. 1 г, д, е.

1 - образец; 2 - заклепка; 3 - электроды термопары;

4 - спай термопары; 5 - металлическая пластина

Черт. 1

Площадь пластины должна быть 20 x 30 мм, толщина 1 - 2 мм.

Диаметр термоэлектродов (d) не должен превышать 0,5 мм.

Глубина зачеканивания термопары (h) не должна превышать 1 мм.

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

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

3.2. На образцы наносят лакокрасочный материал.

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

3.4. Устанавливают режим работы сушильной установки в соответствии с программой испытаний.

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

(Измененная редакция, Изм. N 1).

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

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

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

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

4.2. Образцы сушат при пяти различных значениях температуры с интервалами 10 - 20 °С, начиная с минимальной температуры, и различных продолжительностях.

4.3. За минимальную температуру сушки покрытия и максимальную продолжительность принимают температуру и продолжительность, установленные в стандартах или технических условиях на испытуемый лакокрасочный материал.

4.4. После сушки образцы извлекают из сушильной установки, выдерживают при температуре (20 +/- 2) °С и относительной влажности (65 +/- 5)% в течение 3 ч, если иное не указано в стандартах или технических условиях на лакокрасочный материал, и проводят оценку качества покрытия.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Коэффициент теплообмена (), , при нагреве образца (изделия) в сушильной упаковке вычисляют по формуле

,

где 3 - безразмерный коэффициент;

с - удельная теплоемкость материала образца (изделия), ;

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

- отношение поверхности образца (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 требованиями стандартов на конкретный метод испытания.

5.3. За режим сушки образцов принимают температуру и продолжительность, обеспечивающие получение заданного показателя качества покрытия.

5.4. Пример определения числа измерений, необходимых для обеспечения требуемой точности определения физико-механических свойств и других показателей качества покрытия, приведен в Приложении 1.

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

,

где  - коэффициент теплообмена при нагреве образца в сушильной установке, вычисленный по формуле п. 5.1, ;

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

- продолжительность сушки покрытия до заданной степени высыхания, с;

с - удельная теплоемкость материала образца, ;

- плотность материала образца, кг/м3.

5.6. Вычисляют значение обобщенного безразмерного коэффициента (), характеризующего условия сушки покрытия изделия, по формуле

,

где  - коэффициент теплообмена при нагреве изделия в сушильной установке, вычисленный по формуле п. 5.1, ;

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

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

с - удельная теплоемкость материала изделия, ;

- плотность материала изделия, кг/м3.

5.7. Температуру сушки покрытия изделия 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 В с кривой, соответствующей температуре, установленной по п. 5.3.

Через точку В проводят прямую, параллельную оси абсцисс.

Через точку , значение которой соответствует обобщенному безразмерному коэффициенту , восстанавливают перпендикуляр до пересечения с прямой, параллельной оси абсцисс в точке С.

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

Численное значение температуры, полученное на оси ординат в точке D, уменьшают на значение поправки (К), учитывающей неравномерность нагрева изделия, по толщине и значение поправки (), учитывающей высыхание покрытия при остывании изделия после извлечения его из сушильной установки, по таблице.

────────┬─────────────────────────────────────────────────────────

Поправка│ Значение поправки, %, при отношении коэффициента А к А

        │                                                       1

        ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬────┬────

        │  2  │  3  │  4  │  5  │  6  │  7  │  8  │  9  │ 10 │ 15

────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┼────

   К    │  4  │  6  │  8  │ 10  │ 12  │ 14  │ 16  │ 17  │ 18 │ 20

────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┼────

   К    │  2  │  3  │  4  │  5  │  6  │  7  │  8  │  9  │ 10 │ 15

    1   │     │     │     │     │     │     │     │     │    │

5.8. Пример расчета температуры сушки изделия приведен в Приложении 2.

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. При изготовлении образцов для испытаний и при проведении испытаний должны соблюдаться требования пожарной безопасности и промышленной санитарии в соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.005-75.

6.2. Метеорологические условия и содержание вредных примесей в рабочей зоне помещений не должны превышать норм, установленных ГОСТ 12.1.005-88.

6.3. Электробезопасность при испытаниях должна обеспечиваться в соответствии с действующими "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем", утвержденными Госэнергонадзором.

Приложение 1

Справочное

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛА ИЗМЕРЕНИЙ

1. Необходимое число измерений (n) вычисляют по формуле

,

где t - критерий Стьюдента;

- значение дисперсии, случайной величины;

- необходимая точность оценки измерения.

2. Значение дисперсии случайной величины вычисляют по формуле

,

где  - значение дисперсии случайной величины в первой выборке;

- значение дисперсии случайной величины во второй выборке.

3. Значения критерия Стьюдента (t) при различных доверительных вероятностях табулированы и приведены в табл. 1.

Таблица 1

─────────────────┬─────────────────┬─────────────────┬────────────

  Доверительная  │Значение критерия│  Доверительная  │  Значение

               Р │  Стьюдента (t)  │               Р │  критерия

 вероятность (--)│                 │ вероятность (--)│ Стьюдента

               2 │                 │               2 │    (t)

─────────────────┼─────────────────┼─────────────────┼────────────

      0,450      │       1,64      │      0,475      │    1,96

      0,455      │       1,70      │      0,480      │    2,05

      0,460      │       1,75      │      0,485      │    2,18

      0,465      │       1,81      │      0,490      │    2,32

      0,470      │       1,88      │      0,495      │    2,57

4. В качестве примера вычислим число параллельных измерений при оценке твердости покрытия по ГОСТ 5233-89 на основе эмали МЛ-12. Результаты измерений приведены в табл. 2.

Таблица 2

───────────┬────────┬────────────────────────────────────────┬───────────┬────────┬────────────────────────────────────────

 Твердость │Число   │              Первая выборка            │ Твердость │Число   │              Вторая выборка

 покрытия  │повторе-├───────┬───────┬────────┬───────────────┤ покрытия  │повторе-├───────┬───────┬────────┬───────────────

в условных │ний n   │n  х H │     _ │     _ 2│            _ 2│в условных │ний n   │n  х H │     _ │     _ 2│            _ 2

единицах Н │     i  │ i    i│Н  - Н │(Н - Н) │сумма (Н  - Н) │единицах Н │     i  │ i    i│Н  - Н │(Н - Н) │сумма (Н  - Н)

          i│        │       │ i     │  i     │        i      │          i│        │       │ i     │  i     │        i

───────────┼────────┼───────┼───────┼────────┼───────────────┼───────────┼────────┼───────┼───────┼────────┼───────────────

   0,525   │   1    │ 0,525 │ 0,017 │0,000289│   0,000289    │  0,430    │   2    │ 0,860 │ 0,032 │0,001024│   0,002048

   0,520   │   1    │ 0,520 │ 0,012 │0,000144│   0,000144    │  0,425    │   1    │ 0,425 │ 0,027 │0,000729│   0,000729

   0,510   │   5    │ 2,550 │ 0,002 │0,000004│   0,000020    │  0,410    │   4    │ 1,640 │ 0,012 │0,000144│   0,000576

   0,505   │   4    │ 2,200 │-0,003 │0,000009│   0,000036    │  0,400    │   4    │ 1,600 │ 0,002 │0,000004│   0,000016

   0,495   │   4    │ 1,980 │-0,013 │0,000169│   0,000676    │  0,395    │   3    │ 1,185 │-0,003 │0,000009│   0,000027

   0,485   │   3    │ 1,455 │-0,023 │0,000529│   0,001587    │  0,380    │   2    │ 0,760 │-0,018 │0,000324│   0,000648

   0,475   │   1    │ 0,475 │-0,033 │0,001089│   0,001089    │  0,375    │   3    │ 1,125 │-0,023 │0,000529│   0,001587

   0,465   │   1    │ 0,465 │-0,043 │0,001849│   0,001849    │  0,365    │   1    │ 0,365 │-0,033 │0,001089│   0,001089

           ├────────┼───────┤       │        ├───────────────┤           ├────────┼───────┤       │        ├───────────────

           │Сумма 20│Сумма  │       │        │Сумма 0,005690 │           │Сумма 20│Сумма  │       │        │Сумма 0,006720

           │        │10,170 │       │        │               │           │        │7,960  │       │        │

5. Для первой выборки оценку математического ожидания вычисляют по формуле

;

дисперсию по формуле

.

6. Для второй выборки оценку математического ожидания вычисляют по формуле

;

дисперсию по формуле

.

7. Среднее арифметическое заданных оценок дисперсии равно

.

8. Твердость покрытия в данном примере должна быть вычислена с точностью  = 0,015 и доверительной вероятностью Р = 0,95.

9. По табл. 1 находят значение критерия Стьюдента (t) при доверительной вероятности (), равной 0,475.

10. Число параллельных определений равно

.

После округления получаем n = 6.

Приложение 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Приложение 2

Справочное

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРЫ СУШКИ ПОКРЫТИЯ ИЗДЕЛИЯ

1. Требуется определить температуру сушки покрытия в терморадиационной сушильной установке при продолжительности сушки 15 мин. Толщина стенок изделия 6 мм, материал - сталь, удельная теплоемкость материала 490 , плотность - 7800 кг/м3.

1.1. В соответствии с п. 5.3 покрытие образца сушат 15 мин при температуре 100 °С.

1., 1.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. По формуле п. 5.1 вычисляют коэффициент теплообмена при сушке покрытия образца толщиной 1 мм

.

1.3. По формуле п. 5.5 вычисляют значение обобщенного безразмерного коэффициента при сушке покрытия образца

.

1.4. По формуле п. 5.1 вычисляют коэффициент теплообмена при сушке покрытия изделия

.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.5. По формуле п. 5.6 вычисляют значение обобщенного безразмерного коэффициента при сушке покрытия изделия

.

2. На универсальной диаграмме (черт. 2) через точку Е, соответствующую значению, полученному по п. 1.3, проводят прямую, параллельную оси ординат до пересечения в точке В с кривой, соответствующей температуре 100 °С.

Через точку В проводят прямую, параллельную оси абсцисс.

Через точку , соответствующую значению, полученному по п. 1.5, проводят перпендикуляр 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 соответствует 130 °С.

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

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

°С,

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

°С.

4. Для определения температуры сушки покрытия изделия со стенками различной толщины определяют по универсальной диаграмме значение температуры сушки покрытия отдельно для тонкой и для толстой стенок.

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