Ten krótki artykuł ma na celu zebranie informacji na temat podstawowych parametrów fizykochemicznych, badanych podczas pracy kąpieli do przygotowania powierzchni przed malowaniem proszkowym.
Jak jest cel takich badań?
-
Utrzymanie stałych parametrów obróbki chemicznej.
Jest to bardzo istotna kwestia, która zapewnia nam powtarzalność przygotowania powierzchni. Za tym idzie stałość parametrów jakościowych. Wiedząc o tym, że chemia pracuje stabilnie – w przypadku problemów z powłoką – możemy wyeliminować ten czynnik i skupić się na innych potencjalnych przyczynach.
-
Śledzenie zmian w trendach kontrolowanych parametrów.
Monitorując na bieżąco stan kąpieli przygotowania powierzchni pomoże wychwycić wszelkie wahnięcia parametrów, które mogą być przyczyną lub objawem potencjalnych problemów jakościowych.
Jakie parametry fizykochemiczne należy mierzyć i jak często?
Monitorowane parametry zależą od rodzaju stosowanego produktu i jego dostawcy.
Najbardziej podstawowe wielkości to:
-
Stężenie [%]
-
odczyn pH
-
temperatura [°C]
-
czasem jest zalecane jeszcze przewodnictwo [uS]
Częstotliwość pomiarów jest zależna od rodzaju prowadzonej obróbki oraz wymogów jakościowych, jakie ma spełniać gotowy, polakierowany element.
Idealnie jest gdy pomiar stężenia i pH wykonywany jest raz na zmianę. W praktyce, przy stabilnie pracującej linii obróbki powierzchni (wspomaganej dodatkowo automatycznym dozowaniem chemii) te kontrole są rzadsze i realizowane 2 – 3 razy w tygodniu.
Zaleca się, aby pomiary przeprowadzać każdorazowo przed dolewką. Wiedza na temat bieżącego stężenia oraz pH pozwoli obliczyć wymaganą ilość koncentratu świeżego produktu na uzupełnienie.
Poniżej przejdziemy do opisu poszczególnych parametrów oraz sposobu ich pomiaru. Na końcu znajdziecie krótki filmik pokazujący pomiar stężenia metodą miareczkowania oraz pomiar pH przy pomocy pH-metru laboratoryjnego.
Stężenie
Jest to zdecydowanie najważniejszy parametr.
Mówi o tym, jak dużo koncentratu chemii znajduje się w roztworze. Najczęściej jest wyrażane w formie procentów – tak, analogia do alkoholu aż rzuca się w oczy, chociaż w tym przypadku więcej nie zawsze znaczy lepiej ;).
Stężenie informuje nas nam o tym, czy nasza chemia jest odpowiednio mocna, aby umyć i nałożyć powłokę konwersyjną. W przypadku zbyt niskiego stężenia, nie będziemy w stanie prawidłowo odtłuścić detali. Gdy stężenie będzie za wysokie – grozi nam nałożenie zbyt grubej warstwy konwersyjnej.
Pomiar stężenia
Najczęściej pomiar stężenia wykonuje się przy pomocy metody miareczkowania.
A co to za licho?
W uproszczeniu – do próbki kąpieli dodajemy po kropli inny odczynnik z przyrządu zwanego biuretą. To taka szklana rurka z podziałką osadzona na plastikowej butelce.
Aby wiedzieć kiedy skończyć to miareczkowanie po kropelce, do próbki dodajemy wskaźnik, który zmienia kolor. Jak jest np. różowe to znaczy, że koniec.
Ilość mililitrów odczynnika która została zużyta na zmiareczkowanie próbki mnożymy przez współczynnik (charakterystyczny dla danego produktu) i jako wynik otrzymujemy wartość stężenia w %.
Prawidłowy zakres stężenia będzie zależał od rodzaju chemii i samej aplikacji mycia. Niemniej jednak dla naszych produktów, w przypadku mycia stali potrzebujemy ok 0,5 %, tj. 5 litrów na 1000 litrów kąpieli.
Jak przeprowadzić miareczkowanie możecie zobaczyć na filmie poniżej.
Odczyn pH
Mówi nam o tym, na ile nasza chemia jest kwaśna, obojętna lub zasadowa (alkaliczna).
pH < 7 oznacza, że mamy do czynienia z chemią kwaśną. pH > 7 – to odczyn zasadowy (alkaliczny). pH czystej wody jest obojętne i może przybierać wartości 6,5-7,5.
Poziom odczynu pH oceniamy razem ze stężeniem. Jeżeli mamy stężenie na oczekiwanym poziomie, wówczas pH zwykle jest w zakresach kwaśnych, np, pomiędzy 4,5-5,5.
Pomiar pH
Pomiar pH można przeprowadzić przy pomocy pasków wskaźnikowych lub urządzeń elektronicznych zwanych pH-metrami.
W przypadku pasków wskaźnikowych ważne jest, aby miały odpowiedni zakres pomiarowy.
pH-metr to przyrząd elektroniczny dający większą dokładność pomiaru. pH-metry można podzielić w zależności od zastosowania:
-
pH-metry laboratoryjne – dosyć drogie, ale o najlepszej dokładności. Są dostępne również w tańszych wersjach kieszonkowych (rozmiaru grubego długopisu) o wysokiej jakości pomiaru. Najczęściej stosowane z odpowiednimi elektrodami dostosowanymi do pomiarów w kwaśnym środowisku.
-
Tanie pH-metry kieszonkowe – dużo mniejsza dokładność, większy błąd pomiaru, stabilizacja wyniku trwa długo, często brak wymiennej elektrody,
Ważne jest, aby pH-metr umożliwiał jednoczesny pomiar pH i temperatury. Urządzenie samo wówczas koryguje wynik pomiaru w zależności od temperatury badanej kąpieli. Jest to tzw. automatyczna kompensacja temperatury. pH-metr powinien mieć również możliwość kalibracji na roztworach buforowych (wzorce pH).
Pomiar pH można obejrzeć na filmie poniżej.
Temperatura
Temperatura, obok stężenia, jest bezpośrednio odpowiedzialna za efektywność mycia i szybkość przebiegu reakcji tworzenia powłoki konwersyjnej.
Typowe technologie fosforanowe wymagają temperatur wysokich – pomiędzy 40 °C a 60 °C.
Tego typu produkty w temperaturach poniżej 37-38 °C tworzą intensywną pianę. Mamy wówczas „piana party” na lakierni 😉 Sprawa wesoła, aczkolwiek nie zawsze pożądana ;).
Za niska temperatura – źle – niedomyte detale, piana.
Za wysoka – również źle – zbyt gruba powłoka konwersyjna, proszek na powierzchni.
W odróżnieniu od tych preparatów, środki Kairos myją skutecznie w temperaturach 25-27 stC – nie ma potrzeby grzać kąpieli w takie wysokie zakresy jak powyżej.
Pomiar temperatury
O tym mówić szczegółowo nie będziemy – chyba wszyscy wiedzą o co chodzi 😉
Na końcu mały bonus – do pobrania arkusz do notowania wyników pomiarów.
A poniżej filmik pokazujący, jak wygląda pomiar stężenia miareczkowaniem oraz pomiar pH przy użyciu pH-metru.
