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(gè)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(hù)鋼材不受外界環(huán)境的腐蝕,嚴(yán)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(jī)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(jí)。我國GB規(guī)定了幾個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),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(dòng)強(qiáng)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(gè)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(jī)械除銹使用電動(dòng)工具或壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的工具,如電動(dòng)砂光機(jī)、氣動(dòng)砂光機(jī)等工具驅(qū)動(dòng)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(dāng)然,用于局部除銹的鋼針打磨機(jī)會(huì)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(fù)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(duì)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(duì)經(jīng)濟(jì),大面積使用仍需解決技術(shù)難點(diǎn)。
噴砂污染環(huán)境。對(duì)于干噴砂,干噴砂是帶動(dòng)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(yīng)用最廣泛的表面處理方法之一。但濕式噴砂符合當(dāng)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(huì)產(chǎn)生閃銹,這是二次返銹,需要添加緩蝕劑,這也導(dǎo)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(dòng)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(huì)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(huì)產(chǎn)生粗糙度和較好的清洗效果,會(huì)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(chǔ)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(xué)除銹也是常見的表面處理方法之一,廣泛應(yīng)用于電鍍、磷化、達(dá)克羅等行業(yè)?;瘜W(xué)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(yīng),達(dá)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(duì)健康有害。酸洗是一種腐蝕行為,會(huì)引起氫脆,危害金屬強(qiáng)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(dòng)鋼絲刷清理干凈?;蛲耆婵炯訜?,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(shí)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(shí)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(dòng)破裂;金屬與表面污染物在一定波長下對(duì)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(duì)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(dòng)并與金屬表面分離。激光誘導(dǎo)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(dòng)力和載體,以干冰顆粒為加速顆粒,通過專用的噴涂機(jī)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(dǎo)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(shí)表面積增大,污染物自動(dòng)剝離,使污染物或銹層在沖擊力下被氣流卷走,從而達(dá)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(yīng)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(yīng)用中仍受成本因素影響,無法大面積使用。此外,運(yùn)行時(shí)噪音大,需要采取保護(hù)措施。
大部分的金屬表面處理和鋼材除銹都有相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),少數(shù)以及先進(jìn)技術(shù)在特殊領(lǐng)域的應(yīng)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(dú)特的理論和應(yīng)用范疇,有完整的標(biāo)準(zhǔn)約束和支撐,構(gòu)建鋼材表面處理和涂裝雙重保障的防護(hù)屏障。作者根據(jù)已有的除銹規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(shí)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(shì)的日益嚴(yán)格,鋼材涂裝質(zhì)量越來越高,除銹技術(shù)也越來越先進(jìn)。而且,防腐費(fèi)用的比例也會(huì)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(yīng)用效果。防腐蝕是表面處理和防護(hù)系統(tǒng)之間的一種互相關(guān)技術(shù),是一個(gè)不可分割的整體。為了實(shí)現(xiàn)長期的防腐壽命,保護(hù)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(cè)儀器。環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)、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(shì),也是推動(dòng)高質(zhì)量涂裝發(fā)展的重要保障。