钢材表面除锈的方法很多,通常使用的就是人工和机械除锈及喷砂除锈。根据防腐涂料对钢材基层的处理要求等级情况可分为多种级别,我们国家GB8923规定了St2、St3、Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3几个等级标准。手工除锈主要利用砂布,榔头,铲刀,刮刀,钢丝刷等简单的工具除锈,施工简单方便,但是劳动强度大,除锈质量差,效率低,这种方法只有在其他方法都不具备的条件下局部使用,如个别钢材构件的修整或钢结构安装项目的局部除锈处理;机械除锈使用电动工具或者压缩空气带动的工具,如电动打磨机,气动打磨机等工具带动砂轮,砂纸盘,钢丝轮等,一般可以去除松散的氧化皮,铁锈,旧漆膜和其它污染物,但是不能除去钢材表面附着牢固的氧化皮,铁锈和旧漆膜也没有粗糙度,当然局部除锈使用的钢针打磨机可以创造一定的粗糙度,就是钢针耗材成本高,不适宜大面积使用。
喷砂除锈就是利用压缩空气带出磨料喷射到钢材表面的一种除锈方法,砂的成本低来源广泛,河砂,海砂已经人造砂等,一些钢砂,钢丸代替了重复使用率低的天然砂,如矿砂和石英砂等,由于敞开式喷砂对环境污染大,根据环保要求逐渐被限制使用。另外真空喷砂对于沙?;厥?,环保要求好也逐渐在除锈施工中被推荐使用;但是局部使用比较经济,大面积使用依然需要解决技术难度问题。
喷砂污染环境是针对干喷砂而言,干喷砂以0.5-0.7MPa的空气压力带动砂?;蛘吒稚案咚倥缟涞礁植谋砻?,除去金属表面的铁锈,氧化皮和其它污染物,具有一定的粗糙度,是目前表面处理使用最多的方法之一;而湿喷砂符合当今环保要求,正在大力提倡,就是将全湿的磨料通过压缩空气带出,喷射到钢材表面,去除金属表面的铁锈和氧化皮及其它污染物,具有一定的粗糙度,解决了干喷砂环境污染难题;但是喷砂过程中钢材表面会产生闪锈,就是二次返锈,因此需要加入缓蚀剂,这也导致缓蚀剂清理*性与涂层附着力相互影响的矛盾难题,怎么样解决这一难题依然是当今湿喷砂最热兴的研究方向。
抛丸除锈利用离心力,高速旋转的叶轮以90-95m/s的速度将磨料抛出去撞击钢材表面的处理方式,常常混合钢丸和钢砂磨料,具有一定的粗糙度,自动化程度高,适合流水线生产,除锈效率高,一次性投入成本比较大。抛丸有三种形式:悬挂式,滚筒式,通过式,大型防腐蚀设备钢材除锈以通过式为主。
高压水射流除锈,以水为介质,通过高压发生装置形成高压,再由特殊喷嘴快速喷出,水射流就形成能量高度集中,锈蚀层,结垢层及油污或者其它污染物多为层状或者多孔状分布,一旦垢层被渗透,超高压水射流就会像楔子状插入垢层和金属表面之间膨胀爆炸,可清除氧化皮,旧涂层,锈皮及坚硬的污染物,如果加入磨料会产生粗糙度及更佳的清理效果,和普通水喷砂一样会发生闪锈现象,也必须添加缓蚀剂。高压水添加磨料运行压力一般在10Mpa左右,而无磨料纯水射流运行压力达到150-200Mpa甚至更高。高压水射流除锈虽然环保,但是成本较高,安全要求也非常高,必须持证上岗,我们国家的水射流除锈大部分使用于船舶维修,石油化工储罐,天然气站等需要安全领域的金属表面除锈。
除了上述除锈方法,化学除锈也是普通的表面处理方法之一,在电镀,磷化,达克罗等行业应用广泛。化学除锈俗称酸洗,就是采用酸液与金属表面的锈蚀物和氧化皮产生化学反应,达到除锈的目的,常用的酸液有硫酸,盐酸,硝酸,磷酸基氢氟酸等。酸洗后的金属表面清洁度很好,具有一定的粗糙度;但是这种方法污染环境,有害健康。酸洗就是一种蚀刻作用,会形成氢脆现象,对金属的强度形成危害,一些精密件不建议酸洗除锈。
火焰除锈在防腐蚀施工中比较少见,就是采取烧蚀的方法清理碳钢表面的锈蚀物及旧涂层和其它污染物,其工艺就是先将金属表面松散锈层铲掉,再用火焰烘烤加热,并配合使用动力钢丝刷清理;或者*烘烤加热使得锈层,旧涂层或者其它污染物膨胀瓦解开裂爆炸或者融化碳化。这种方法适用于处理薄锈层,旧漆膜或者带油的金属表面,不适于薄壁金属设备和管道,也不能使用在退火钢和可淬硬钢除锈?;鹧娉馊菀资沟媒鹗舨湫危谑褂檬碧乇鹱⒁?,对于承载钢结构及精密要求的构件不推荐使用。
激光除锈,就是激光清洗,利用高频高能激光脉冲照射金属表面,锈蚀层,旧涂层及污染物可以瞬间吸收聚焦的激光能量,使得表面的锈蚀层,旧涂层及其它污染物发生瞬间蒸发或者剥离,高速有效的去除表面附着物或者表面涂层及锈蚀物,作用时间很短。这种光束转变为声波并从下层表面返回,与入射波发生干涉,从而产生共振,使得污垢层或者凝结物振动碎裂;金属表面与表面污染物对某一波长激光能量吸收系数差别,使得污染物吸收激光能量,并在瞬间热膨胀,形成很大的脱离加速度,克服金属表面对污染物的吸附力而脱落;激光使得瞬间污垢分子汽化,分解,蒸发或者爆沸,使得金属表面污垢松散并随此作用脱离金属表面;激光诱导产生等离子体冲击波,通过冲击波作用去除污染物。激光除锈适用于小面积除锈,大部分用于精密部件,航空航天组件,核电行业及零件微处理,不能适用于大面积除锈,而且设备昂贵,成本高,边缘烧蚀过强,在普通防腐蚀领域使用不多,有爬行机器人激光除锈使用于船舶维修的案例;但是限于技术不成熟和成本因素而无法再次推广。
干冰除锈,又叫干冰清洗或者叫冷喷,以压缩空气作为动力和载体,以干冰颗粒为被加速的粒子,通过专用的喷射机喷射到金属表面。低温冷冻剥离-78.5℃是干冰颗粒作用于污垢金属表面首先冷冻脆化污染物,导致破裂由粘弹态变成固态,脆性很大,粘性减小,与金属表面粘附力骤减,同时表面积增大,污染物自动剥离,在冲击力作用下使得污染物或者锈蚀层被气流卷走,达到除去污染物及除锈清理的目的。干冰除锈去油非常优秀,环保卫生,在印刷,铸造业,食品业,电子工业,航空和核排污领域应用非常广泛。干冰除锈在防腐蚀除锈应用中还是受到成本因素影响不能大面积使用,另外操作时噪音很大,需要做好?;ご胧?。
金属表面处理及钢铁除锈大部分都有相应规范标准,少部分及*技术的特殊领域应用也正受到防腐蚀专家的关注。除锈不是简单的一个工法,应该放到防腐蚀体系中,形成*的理论和应用门类,有完整的标准约束和支撑,构建起钢铁表面处理及涂装双保障的防护屏障。笔者根据现有的除锈规范标准进行罗列归纳,以飨防腐蚀一线的技术人员,并以此规范标准作为防腐蚀实践施工中质量保证的重要指南,如GB/T 8923.1-2011,SSPC-VIS1,SSPC-VIS3,SSPC-SP12,NACE#5,JB/T 6978-1993,SSPC-SP8等等。
随着环保形势的越来越严,钢铁涂装质量的越来越高,除锈技术也是越来越*;而且在防腐蚀费用占比将会大幅度提高。只有将金属表面处理,特别是钢铁除锈提到最重要的位置和重视程度,才能有把握实现防腐蚀涂料层的最佳使用效果。防腐蚀是表面处理和防护系统交叉关联技术,是不可分割的一体两面,实现长效的防腐年限,?;じ痔氖褂檬倜?,除了开发出优异的防腐涂料,还必须开发出优异的配套的金属表面处理的除锈设备,磨料,检测仪器?;繁?,高效,经济,方便,*是今后钢铁除锈乃至金属表面处理的发展趋势,也是推动涂装高质量发展的重要保证。
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