Cách thi công sơn chịu nhiệt: Chuẩn bị Sa2.5, nhiều lớp mỏng và nung curing

Thi công sơn chịu nhiệt cần những bước nào?

Thi công sơn chịu nhiệt khác biệt so với sơn thông thường ở ba điểm mấu chốt: chuẩn bị bề mặt ở mức độ cao hơn, phương pháp phun thành nhiều lớp mỏng thay vì một lớp dày, và bắt buộc thực hiện chu kỳ nung (curing cycle) sau khi sơn khô hoàn toàn. Thiếu một trong ba bước này dẫn đến phồng rộp, nứt tách hoặc bong tróc toàn bộ màng sơn ngay lần đầu thiết bị hoạt động. Quy trình đúng bảo đảm tuổi thọ sơn 3–7 năm tùy điều kiện vận hành.

Bước 1: Chuẩn bị bề mặt đạt Sa2.5

Tiêu chuẩn ISO 8501-1 quy định mức làm sạch bề mặt bằng phun hạt mài (blast cleaning). Sa2.5 — “blast-cleaned to near white metal” — yêu cầu loại bỏ toàn bộ dầu mỡ, rỉ sét, vảy cán (mill scale), lớp sơn cũ và tạp chất; chỉ còn lại vết đốm sẫm màu rải rác không quá 5% diện tích. Đây là chuẩn tối thiểu bắt buộc với sơn chịu nhiệt — không thể thay bằng đánh nhám cơ học hay chỉ làm sạch bằng dung môi.

Sau khi phun hạt mài, bề mặt cần đạt độ nhám trung bình (Rz) từ 40–70 µm để sơn bám tốt. Kiểm tra dầu bằng giấy thấm trắng áp lên bề mặt — không có vết dầu mới đạt yêu cầu. Thi công sơn trong vòng 4 giờ sau khi làm sạch để tránh hình thành rỉ sơ cấp (flash rust) trong môi trường ẩm.

Bước 2: Điều kiện thi công

Nhiệt độ môi trường lúc thi công nên từ 10–35°C. Độ ẩm tương đối dưới 85%; nếu ẩm cao hơn, hơi nước ngưng tụ trên bề mặt kim loại lạnh làm giảm bám dính nghiêm trọng. Kiểm tra điểm sương (dew point): nhiệt độ bề mặt phải cao hơn điểm sương ít nhất 3°C. Tránh thi công khi trời mưa, sương mù dày hoặc gió mạnh mang bụi bẩn.

Bước 3: Pha loãng và khuấy đều

Sơn chịu nhiệt gốc dung môi thường cần khuấy đều bằng máy khuấy chậm 5–10 phút trước khi dùng — bột nhôm (aluminum paste) và bột ceramic dễ lắng xuống đáy. Nếu cần pha loãng để phun, dùng đúng loại dung môi nhà sản xuất chỉ định (thường là xylene hoặc toluene), tỷ lệ tối đa 10–15% theo khuyến nghị; pha quá loãng làm giảm hàm lượng chất rắn và DFT lớp sơn. Với sơn hai thành phần (two-pack), trộn đúng tỷ lệ A:B theo thể tích hoặc khối lượng ghi trên nhãn, sử dụng hết trong thời gian pot life (thường 4–8 giờ ở 25°C).

Bước 4: Phun nhiều lớp mỏng

Nguyên tắc cốt lõi: nhiều lớp mỏng 15–25 µm/lớp (WFT) tốt hơn một lớp dày. Lớp dày làm dung môi bị nhốt bên trong không thoát ra được, khi nhiệt độ tăng cao dung môi bay hơi nhanh tạo bọt khí gây phồng rộp. Tổng DFT khô thường 40–80 µm (2–3 lớp), tùy yêu cầu hệ thống sơn cụ thể. Giữa các lớp cần thời gian flash-off đủ để dung môi bay hơi (15–30 phút ở nhiệt độ phòng) trước khi phun lớp tiếp theo.

Dùng súng phun khí nén (conventional spray) hoặc airless spray với đầu phun phù hợp. Khoảng cách súng đến bề mặt 20–30 cm, chồng lớp (overlap) 50% mỗi đường phun. Tránh phun quá gần (sơn chảy) hoặc quá xa (sơn khô trước khi chạm bề mặt — dry spray).

Bước 5: Kiểm tra độ dày màng

Sau khi lớp cuối khô hoàn toàn (hard dry, thường 24 giờ ở 25°C), đo DFT bằng thiết bị từ tính (magnetic DFT gauge). Điểm đo tối thiểu 5 điểm/m², ghi nhận giá trị trung bình và giá trị thấp nhất. Nếu DFT thấp hơn yêu cầu tối thiểu, phun bổ sung lớp mỏng. Nếu vượt DFT tối đa cho phép, cần đánh giá khả năng bong tróc theo dõi trong chu kỳ curing.

Bước 6: Chu kỳ nung curing (burn-in)

Đây là bước phân biệt sơn chịu nhiệt với mọi loại sơn khác. Sau khi sơn khô hoàn toàn ở nhiệt độ phòng, cần nâng nhiệt độ có kiểm soát để hoàn thiện liên kết ngang (cross-linking) của nhựa silicone và đốt cháy hết dung môi còn sót. Chu kỳ điển hình:

• Giai đoạn 1: nâng lên 100°C, giữ 30 phút
• Giai đoạn 2: nâng lên 200°C, giữ 30 phút
• Giai đoạn 3: nâng lên nhiệt độ vận hành tối đa, giữ 60 phút
• Làm nguội tự nhiên về nhiệt độ phòng

Nếu thiết bị không cho phép nung trong xưởng (ví dụ ống khói tại chỗ), chu kỳ curing được thực hiện trong lần vận hành đầu tiên — cần thông báo cho người vận hành và chuẩn bị cho khả năng xuất hiện mùi dung môi hoặc khói nhẹ trong quá trình này.

Lỗi phổ biến và cách xử lý