金屬表面處理最直接的方法是除銹,鋼材是最重要的防腐工程。除銹是一個寬泛的內(nèi)容。除了去除鋼材表面的銹層,還需要去除鋼材表面的油污、水分、氧化皮、舊涂層等污染物。只有去除這些銹層和污染物,才能保證防腐層的附著力和功能,保護鋼材不受外界環(huán)境的腐蝕,嚴格延長鋼材的使用壽命。
鋼材表面除銹的方法有很多,其中常用的有手工和機械除銹以及噴砂除銹。根據(jù)鋼基防腐涂層的處理要求,可分為多級。我國GB規(guī)定了幾個等級標準,如St、St、Sa、Sa、Sa.、Sa。手工除銹主要使用砂布、錘子、鏟子、刮刀、鋼絲刷等簡單工具。施工簡便,但勞動強度大,除銹質(zhì)量差,效率低。這種方法只能在其他方法不具備的條件下局部使用,如個別鋼構(gòu)件的修整或鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的局部除銹處理。機械除銹使用電動工具或壓縮空氣驅(qū)動的工具,如電動砂光機、氣動砂光機等工具驅(qū)動砂輪、砂紙盤、線輪等。一般可以去除疏松的氧化皮、鐵銹、舊漆膜等污染物,但不能去除牢固附著在鋼材表面的氧化皮,鐵銹和舊漆膜沒有粗糙度。當然,用于局部除銹的鋼針打磨機會產(chǎn)生一定的粗糙度,即鋼針耗材成本高,不適合大面積使用。
噴砂除銹是用壓縮空氣帶出磨料,噴在鋼材表面的除銹方法。沙子成本低,來源廣。河沙和海沙一直是人工沙。部分鋼砂、鋼丸替代了重復利用率低的天然砂,如礦砂、石英砂等。由于露天噴砂造成的環(huán)境污染,根據(jù)環(huán)保要求逐漸限制。此外,真空噴砂對砂的回收和環(huán)保有很好的要求,在除銹施工中逐漸被推薦。但局部使用相對經(jīng)濟,大面積使用仍需解決技術(shù)難點。
噴砂污染環(huán)境。對于干噴砂,干噴砂是帶動砂子或鋼砂以..MPa的氣壓高速噴到鋼表面,以去除金屬表面的鐵銹、氧化皮等污染物。它具有一定的粗糙度,是目前應用最廣泛的表面處理方法之一。但濕式噴砂符合當今環(huán)保的要求,正在被大力提倡,即所有濕磨料都是由壓縮空氣帶出,噴在鋼材表面,去除金屬表面的鐵銹、氧化皮等污染物,具有一定的粗糙度,解決了干噴砂帶來的環(huán)境污染問題。但在噴砂過程中,鋼材表面會產(chǎn)生閃銹,這是二次返銹,需要添加緩蝕劑,這也導致了緩蝕劑的清洗徹底性和涂層附著力相互影響的矛盾問題。如何解決這一問題仍然是濕法噴砂最熱門的研究方向。拋丸除銹利用離心力,高速旋轉(zhuǎn)的葉輪以m/s的速度拋擲磨料沖擊鋼材表面。常與鋼丸、鋼砂磨料混合,具有一定的粗糙度,自動化程度高,適合流水線生產(chǎn),除銹效率高,一次性投資成本高。拋丸有懸掛式、鼓式和貫通式三種,貫通式是大型防腐設(shè)備鋼材除銹的主要方法。
高壓水射流除銹,以水為介質(zhì),通過高壓發(fā)生器形成高壓,再通過專用噴嘴快速噴出,使水射流形成高度集中的能量,像子彈一樣沖擊研磨金屬表面。銹層、垢層、油污或其他污染物多呈層狀或孔洞狀分布。一旦氧化皮層被穿透,超高壓水射流就會像楔子一樣插入氧化皮層和金屬表面之間膨脹爆炸,可以清除氧化皮、舊涂層、氧化皮和硬污染物。如果加入磨料,會產(chǎn)生粗糙度和較好的清洗效果,會像普通的水噴砂一樣產(chǎn)生閃銹,必須加入緩蝕劑。一般來說,有磨料的水的工作壓力約為兆帕,而沒有磨料的純水射流的工作壓力為兆帕甚至更高。高壓水射流除銹雖然環(huán)保,但成本高,安全要求高,必須持證上崗。在我國,水射流除銹多用于船舶維修、石油化工儲罐、天然氣站等安全區(qū)域的金屬表面除銹。
除了上述除銹方法外,化學除銹也是常見的表面處理方法之一,廣泛應用于電鍍、磷化、達克羅等行業(yè)?;瘜W除銹,俗稱酸洗,是指酸液與金屬表面的鐵銹、氧化皮發(fā)生反應,達到除銹的目的。常用的酸液包括硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸氫氟酸等。酸洗后的金屬表面具有良好的清潔度和一定的粗糙度。但是這種方法污染環(huán)境,對健康有害。酸洗是一種腐蝕行為,會引起氫脆,危害金屬強度。某些精密零件不建議酸洗。
火焰除銹在防腐施工中比較少見,即通過燒蝕的方式清除碳鋼表面的鐵銹、舊涂層等污染物。工藝是先鏟掉金屬表面松散的銹層,然后用火焰烘烤加熱,用電動鋼絲刷清理干凈。或完全烘烤加熱,使銹層、舊涂層或其他污染物膨脹、崩解、開裂、爆炸或熔化碳化。該方法適用于薄銹層、舊漆膜或油性金屬表面的處理,不適用于薄壁金屬設(shè)備和管道,也不能用于退火鋼和可硬化鋼的除銹。金屬變形容易因火焰除銹造成,使用時要特別注意,不建議使用承重鋼結(jié)構(gòu)和有精度要求的構(gòu)件。
激光除銹是激光清洗,利用高頻高能激光脈沖照射金屬表面,銹層、舊涂層和污染物瞬間吸收聚焦的激光能量,使表面的銹層、舊涂層等污染物瞬間蒸發(fā)或剝離,高速有效去除表面附著物或表面涂層和銹跡,作用時間短。光束轉(zhuǎn)換成聲波,從下表面返回,與入射波發(fā)生干涉,從而產(chǎn)生共振,引起污垢層或冷凝物振動破裂;金屬與表面污染物在一定波長下對激光能量的吸收系數(shù)不同,使得污染物吸收激光能量瞬間膨脹,形成很大的脫離加速度,克服了金屬表面對污染物的吸附力而脫落。激光瞬間將污垢分子汽化、分解、蒸發(fā)或爆炸,使金屬表面的污垢在此作用下松動并與金屬表面分離。激光誘導等離子體沖擊波,沖擊波去除污染物。激光除銹適用于小面積除銹,多用于精密零件、航空航天部件、軍工、核電行業(yè)及零件微加工,不適用于大面積除銹。此外,情商干冰除銹又稱干冰清洗或冷噴涂,以壓縮空氣為動力和載體,以干冰顆粒為加速顆粒,通過專用的噴涂機噴涂到金屬表面。.低溫凍剝是指干冰顆粒先作用于臟金屬表面凍結(jié)、脆化污染物,導致斷口由粘彈性狀態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),非常脆,粘度降低,與金屬表面的附著力急劇下降。同時表面積增大,污染物自動剝離,使污染物或銹層在沖擊力下被氣流卷走,從而達到清除污染物、除銹的目的。干冰除銹除油、環(huán)保衛(wèi)生性能優(yōu)異,廣泛應用于印刷、鑄造、食品、電子、航空、核污水處理等領(lǐng)域。干冰除銹在防腐除銹應用中仍受成本因素影響,無法大面積使用。此外,運行時噪音大,需要采取保護措施。
大部分的金屬表面處理和鋼材除銹都有相應的規(guī)范和標準,少數(shù)以及先進技術(shù)在特殊領(lǐng)域的應用也在引起防腐專家的關(guān)注。除銹不是簡單的施工方法,而是要納入防腐體系,形成獨特的理論和應用范疇,有完整的標準約束和支撐,構(gòu)建鋼材表面處理和涂裝雙重保障的防護屏障。作者根據(jù)已有的除銹規(guī)范和標準進行了列舉和總結(jié),提供給防腐一線的技術(shù)人員,并作為防腐實踐施工中質(zhì)量保證的重要指南,如GB/T .、sspcvis、sspcvis、sspcsp、nace # 、JB/T 。
SSPCSP等等。
隨著環(huán)保形勢的日益嚴格,鋼材涂裝質(zhì)量越來越高,除銹技術(shù)也越來越先進。而且,防腐費用的比例也會大大增加。只有把金屬表面處理,特別是鋼材除銹提到最重要的位置和重視程度,才能確保防腐涂層的最佳應用效果。防腐蝕是表面處理和防護系統(tǒng)之間的一種互相關(guān)技術(shù),是一個不可分割的整體。為了實現(xiàn)長期的防腐壽命,保護鋼材的使用壽命,除了開發(fā)優(yōu)良的防腐涂層外,還需要開發(fā)優(yōu)良的配套除銹設(shè)備、磨料和金屬表面處理檢測儀器。環(huán)保、高效、經(jīng)濟、方便、徹底是未來鋼鐵除銹乃至金屬表面處理的發(fā)展趨勢,也是推動高質(zhì)量涂裝發(fā)展的重要保障。