🔩 Przyczepność powłok metodą odrywową (pull-off) — trzy metody, naprężenie narastające do 1 MPa/s

Materiały i NDT PN-EN ISO 4624

Krótko: o co chodzi

Do powłoki przykleja się stempel, a po utwardzeniu kleju zestaw poddaje się kontrolowanemu rozciąganiu prostopadle do podłoża. Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 4624:2023-11; Metody: Metoda A — dwa stemple, podłoża sztywne i odkształcalne; metoda B — jeden stempel, badanie z jednej strony, tylko podłoża sztywne; metoda C — stemple, z których jeden jest malowanym podłożem. Procedura obejmuje 8 kroków (łącznie około 2 min); stosuje się je m.in. do: Odbiór powłok malarskich konstrukcji stalowych, mostów i taboru szynowego, Kontrola przyczepności powłok na betonie (stemple o średnicy do 100 mm), Porównywanie zachowania przyczepnościowego różnych systemów powłokowych.

W skrócie

Norma: PN-EN ISO 4624:2023-11
Kategoria: Materiały i NDT
Kroków procedury: 8
Łączny czas etapów: 2 min
Metody: Metoda A — dwa stemple, podłoża sztywne i odkształcalne; metoda B — jeden stempel, badanie z jednej strony, tylko podłoża sztywne; metoda C — stemple, z których jeden jest malowanym podłożem
Prędkość obciążania: Naprężenie prostopadłe do płaszczyzny powłoki, narastające równomiernie, nie szybciej niż 1 MPa/s
Czas do zniszczenia: Zniszczenie zestawu powinno nastąpić w ciągu 90 s

Przegląd

Norma określa trzy metody oznaczania przyczepności przez wykonanie próby odrywania na pojedynczej powłoce lub na zestawie wielowarstwowym farby, lakieru lub wyrobu podobnego. Metoda A wykorzystuje dwa stemple i nadaje się do podłoży sztywnych i odkształcalnych; metoda B polega na badaniu tylko z jednej strony przy użyciu jednego stempla i nadaje się wyłącznie do podłoży sztywnych; metoda C wykorzystuje stemple, z których jeden pełni rolę malowanego podłoża.

Metody są przydatne przy porównywaniu zachowania przyczepnościowego różnych powłok i szczególnie użyteczne przy tworzeniu względnych ocen dla serii płytek pokrytych powłokami wykazującymi istotne różnice przyczepności. Badanie można stosować do szerokiego zakresu podłoży, przy czym procedury różnią się zależnie od tego, czy podłoże jest odkształcalne, jak cienka blacha, tworzywa sztuczne i drewno, czy sztywne, jak gruby beton i grube płyty metalowe. Aby uniknąć odkształcenia podłoża podczas próby rozciągania, powszechnie stosuje się konstrukcję przekładkową, a w szczególnych przypadkach powłokę można nanieść bezpośrednio na czoło stempla.

W wydaniu ISO 4624:2023 dodano większe stemple, do 100 mm, przeznaczone do stosowania metody na betonie, uzupełniono wymaganie dotyczące kleju w odniesieniu do podłoża i materiału powłoki oraz rozszerzono informacje o metodzie z pojedynczym stemplem. Badanie przyczepności metodą odrywową obok metody siatki nacięć jest standardowym elementem odbioru powłok malarskich, w tym w wymaganiach malarskich taboru szynowego.

Zasada metody

Badany wyrób lub zestaw nanosi się o jednorodnej grubości na płaskie płytki o jednorodnej teksturze powierzchni. Po wyschnięciu i utwardzeniu powłoki do jej powierzchni przykleja się stemple za pomocą kleju. Po utwardzeniu kleju zestawy ze stemplami umieszcza się w odpowiedniej maszynie wytrzymałościowej i poddaje kontrolowanej próbie rozciągania, mierząc siłę potrzebną do zerwania połączenia powłoka–podłoże. Aby uniknąć odkształcenia podłoża podczas próby, można użyć stempli o średnicy mniejszej niż 2 cm stosowane dla podłoży stalowych, co zmniejsza wprowadzaną siłę. Wynikiem badania jest naprężenie rozciągające niezbędne do zniszczenia najsłabszej granicy międzyfazowej (zniszczenie adhezyjne) albo najsłabszego składnika zestawu (zniszczenie kohezyjne); występują też zniszczenia mieszane adhezyjno-kohezyjne.

Zastosowania

Odbiór powłok malarskich konstrukcji stalowych, mostów i taboru szynowego
Kontrola przyczepności powłok na betonie (stemple o średnicy do 100 mm)
Porównywanie zachowania przyczepnościowego różnych systemów powłokowych
Ocena przyczepności po naprawach miejscowych powłoki
Ocena przyczepności powłok ciekłych na podłożach kompozytowych i laminatach

Kluczowe parametry

Parametr	Wartość
Metody	Metoda A — dwa stemple, podłoża sztywne i odkształcalne; metoda B — jeden stempel, badanie z jednej strony, tylko podłoża sztywne; metoda C — stemple, z których jeden jest malowanym podłożem
Prędkość obciążania	Naprężenie prostopadłe do płaszczyzny powłoki, narastające równomiernie, nie szybciej niż 1 MPa/s
Czas do zniszczenia	Zniszczenie zestawu powinno nastąpić w ciągu 90 s
Średnica stempla	Typowo 2 cm dla podłoży stalowych; mniejsze dla ograniczenia siły przy podłożach odkształcalnych; do 100 mm dla betonu
Rodzaje zniszczenia	Adhezyjne (najsłabsza granica międzyfazowa), kohezyjne (najsłabszy składnik zestawu) albo mieszane
Podłoża	Odkształcalne — cienka blacha, tworzywa sztuczne, drewno; sztywne — gruby beton, grube płyty metalowe; przy odkształcalnych stosuje się konstrukcję przekładkową
Wielkość mierzona	Najmniejsze naprężenie rozciągające potrzebne do oderwania lub rozerwania powłoki w kierunku prostopadłym do podłoża

Norma

Numer normy: PN-EN ISO 4624:2023-11
Tytuł (PL): Farby i lakiery — Próba odrywania do oceny przyczepności
Title (EN): Paints and varnishes — Pull-off test for adhesion

Procedura krok po kroku

Przygotowanie próbek

Wyrób lub zestaw nanieść o jednorodnej grubości na płaskie płytki o jednorodnej teksturze powierzchni; pobieranie próbek wyrobu wg ISO 15528, badanie i przygotowanie próbek wg ISO 1513, płytki wg ISO 1514.
Suszenie i kondycjonowanie

Wysuszyć i utwardzić powłokę zgodnie z wymaganiami wyrobu, a następnie kondycjonować w temperaturze i wilgotności zgodnych z ISO 3270.
Pomiar grubości powłoki

Oznaczyć grubość powłoki zgodnie z ISO 2808 i zapisać ją; grubość powłoki wpływa na wynik i jest częścią sprawozdania.
Wybór metody

Wybrać metodę A (dwa stemple, podłoża sztywne i odkształcalne), metodę B (jeden stempel, tylko podłoża sztywne) albo metodę C (jeden ze stempli jako malowane podłoże). Dla podłoży odkształcalnych przewidzieć konstrukcję przekładkową, aby nie doszło do odkształcenia podłoża.
Przyklejenie stempli

Odtłuścić czoła stempli i powierzchnię powłoki, nanieść klej i przykleić stemple bezpośrednio do powierzchni powlekanej i utwardzonej płytki. Klej dobrać zgodnie z wymaganiem normy w odniesieniu do podłoża i materiału powłoki.
Utwardzenie kleju

Pozostawić zestaw do pełnego utwardzenia kleju w warunkach zalecanych przez jego wytwórcę, bez naprężania połączenia.
Próba odrywania

Umieścić zestaw w maszynie wytrzymałościowej i przyłożyć naprężenie prostopadle do płaszczyzny powlekanego podłoża, zwiększając je w sposób zasadniczo równomierny, z prędkością nie większą niż 1 MPa/s, tak aby zniszczenie zestawu nastąpiło w ciągu 90 s.

⏱ Czas: do 90 s
Ocena i sprawozdanie

Odczytać naprężenie zrywające i ocenić charakter zniszczenia: adhezyjne, kohezyjne albo mieszane, wraz z określeniem, która granica międzyfazowa lub który składnik uległ zniszczeniu i w jakim udziale powierzchni. W sprawozdaniu podać metodę, średnicę stempla, klej, grubość powłoki, warunki kondycjonowania, naprężenie zrywające i rodzaj zniszczenia.

Wymagany sprzęt i aparatura

Sprzęt	Przykład	Orientacyjna cena
Maszyna wytrzymałościowa do rozciągania	Przystosowana do wybranej procedury, obciążająca prostopadle do płaszczyzny powłoki z równomiernym przyrostem naprężenia	—
Stemple (dolly)	Typowo o średnicy 2 cm dla stali; mniejsze dla podłoży odkształcalnych; do 100 mm przy badaniu na betonie	—
Płytki do badań	Płaskie płytki o jednorodnej teksturze powierzchni wg ISO 1514	—
Grubościomierz powłok	Oznaczanie grubości powłoki wg ISO 2808 przed badaniem	—
Frez lub nacinak obwodowy	Do nacięcia powłoki wokół stempla, gdy wymaga tego procedura	—
Komora kondycjonowania	Temperatury i wilgotności do kondycjonowania i badania wg ISO 3270	—

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Odczynnik	CAS	Szczegóły
Klej do stempli	—	Musi spełniać wymagania normy w odniesieniu do podłoża i materiału powłoki; nie może oddziaływać na powłokę ani wnikać w nią w sposób zmieniający wynik. Zwykle dwuskładnikowy klej epoksydowy lub cyjanoakrylowy
Rozpuszczalnik do odtłuszczania	—	Do przygotowania czoła stempla i powierzchni powłoki przed klejeniem

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

Nagłe zerwanie zestawu pod obciążeniem — osłona strefy roboczej, okulary ochronne, brak rąk w osi rozciągania
Kleje epoksydowe i cyjanoakrylowe — uczulające, sklejają skórę; rękawice, wentylacja, praca zgodnie z kartą charakterystyki
Rozpuszczalniki do odtłuszczania — łatwopalne i lotne, wentylacja, brak otwartego ognia
Nacinanie powłoki wokół stempla — ostre narzędzia, rękawice odporne na przecięcie
Badania terenowe na konstrukcjach — praca na wysokości, asekuracja, zabezpieczenie odrywanych elementów

Najczęstsze pytania

Jaka norma opisuje to badanie?

Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 4624:2023-11 — „Farby i lakiery — Próba odrywania do oceny przyczepności”. Tytuł angielski: „Paints and varnishes — Pull-off test for adhesion”.

Na czym polega ta metoda?

Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?

Metody: Metoda A — dwa stemple, podłoża sztywne i odkształcalne; metoda B — jeden stempel, badanie z jednej strony, tylko podłoża sztywne; metoda C — stemple, z których jeden jest malowanym podłożem; Prędkość obciążania: Naprężenie prostopadłe do płaszczyzny powłoki, narastające równomiernie, nie szybciej niż 1 MPa/s; Czas do zniszczenia: Zniszczenie zestawu powinno nastąpić w ciągu 90 s; Średnica stempla: Typowo 2 cm dla podłoży stalowych; mniejsze dla ograniczenia siły przy podłożach odkształcalnych; do 100 mm dla betonu.

Ile trwa wykonanie badania?

Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 2 min. Procedura obejmuje 8 kroków.

Jaki sprzęt jest potrzebny?

Maszyna wytrzymałościowa do rozciągania, Stemple (dolly), Płytki do badań, Grubościomierz powłok, Frez lub nacinak obwodowy, Komora kondycjonowania.

Gdzie stosuje się to badanie?

Odbiór powłok malarskich konstrukcji stalowych, mostów i taboru szynowego; Kontrola przyczepności powłok na betonie (stemple o średnicy do 100 mm); Porównywanie zachowania przyczepnościowego różnych systemów powłokowych; Ocena przyczepności po naprawach miejscowych powłoki; Ocena przyczepności powłok ciekłych na podłożach kompozytowych i laminatach.

Jakie środki ostrożności obowiązują?

Nagłe zerwanie zestawu pod obciążeniem — osłona strefy roboczej, okulary ochronne, brak rąk w osi rozciągania; Kleje epoksydowe i cyjanoakrylowe — uczulające, sklejają skórę; rękawice, wentylacja, praca zgodnie z kartą charakterystyki; Rozpuszczalniki do odtłuszczania — łatwopalne i lotne, wentylacja, brak otwartego ognia; Nacinanie powłoki wokół stempla — ostre narzędzia, rękawice odporne na przecięcie; Badania terenowe na konstrukcjach — praca na wysokości, asekuracja, zabezpieczenie odrywanych elementów.

Które laboratorium wykona to badanie?

Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN ISO 4624.

🔍 Znajdź laboratorium wykonujące to badanie