金属表面处理与涂装.doc
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1、 金属表面处理及涂装编写:审核:1金属的表面处理1.1 表面处理的目的: 实际经验表明,大部分的涂层缺陷都是来自于不良的表面处理。任何涂料 在处理不良的表面上都无法发挥其最佳性能。在锈蚀、油污表面涂漆,无 论是时间上还是金钱上,都是极大的浪费。高等级的表面处理质量将会延 长涂料的寿命。1.1.1结构处理:对于底材本身必须进行一定的处理,如锐边的打磨倒角的磨 圆,飞溅的去除,焊孔的补焊及磨平。1.1.2表面清理:除去表面上对涂料有损害的物质,特别是氧化皮,铁锈,可溶 性盐,油脂,水分等。1.1.3表面粗糙度:表面粗糙度增大了对涂层接触表面,并有机械吻合作用,提 高了涂层对底材附着力。粗糙度不能过
2、大,否则在波峰处往往引起厚度不 足,引起早期点蚀。1.2 表面处理的对象: 根据不同的表面处理对象,所采取的处理方法也有区别。1.2.1氧化皮:氧化皮似乎保护着钢材,实则上并不可信任。它的表层为化学性 质较稳定的Fe2O3,中层是Fe3O4,紧帖金属的为FeO,在水和氧的作用下, 很容易生成氢氧化物。加上外界温度的变化,机械作用等,氧化皮会很快 剥落。各种氧化皮相对裸钢而言是阴极。腐蚀发生在阳极表面上,钢板遭 受腐蚀。除去氧化皮最好的方法是喷砂处理。1.2.2铁锈:铁锈是松散物质,往往截留了湿气,氧气,锈蚀产物还经常含有可 溶性盐。可以采用打磨,喷砂等方法除去铁锈。1.2.3可溶性盐:硫酸铁、
3、氯化亚铁等可溶性盐不仅直接破坏着涂层,引起渗压 起泡,附着力差等,它还是一种催化剂,会加剧腐蚀。除去可溶性盐的最 好方法进行高压淡水冲洗,表面不平以及有缝隙的旧漆膜包括失效或海绵 状的防污漆膜内极易藏纳盐垢,更要仔细冲洗。1.2.4锌盐:随着富锌漆的大量使用,锌盐(也称白锈)也构成了对涂层的危害。 这种松散的锌的腐蚀产物也影响着涂层的附着力。可以高压淡水、打磨或 用硬刷子除去。1.2.5油脂:大多数涂料与油脂有着排斥力,大于油脂的吸引力。底材有油脂就 会引起缩孔、附着力差等问题。而且越是高性能的涂料如环氧,聚氨酯涂 料,此时的附着力越不如常规的油性涂料。大量的油脂先要刮去,而后用 溶剂(脂肪烃
4、或松香水)擦洗,然而这往往使油污表面扩大,情况更糟。 所以要重复几次,每次用干净的抹布擦过才有效。商用化学清洗剂对除油 很有效,但必须确认对涂层无害。用热水清洗也很有效。1.2.6焊烟:电焊产生的焊烟通常是碱性的。对涂层附着极为不利,对SPC 防污 漆也有损害。可以用清水或溶剂擦拭。1.2.7各种记号:粉笔记号对附着力不利, 且极易吸收空气中水分;油漆记号 如果与要施工的种类不同,往往会引起问题,唯一的办法是打磨除去。1.2.8旧涂层:松散涂层必须除掉。对后道涂层有影响的涂层,要加以封闭或除 去。用高压淡水除去中间含有的盐份,灰尘,并除去油污。1.2.9灰尘、磨料以及其它杂物:表面处理后的大量
5、灰尘,钢丝段,丸粒和其它 杂物,首先要用吸出扫清,或用清洁无油的压缩空气吹净。使用真空吸尘 是最理想的选择。1.2.10油脂的存在是漆膜脱皮、剥落的主要原因 1.2.11钢板上的可溶性盐结晶,起泡、脱皮等都由盐份所引起 1.3 钢材的原始锈蚀程度 ISO 8501-1:1988,将未涂装过的钢材表面原始程度按氧化皮覆盖程度和 锈蚀程度分为四个等级,分别以A、B、C、D 表示,并有相应的照片对照。1.3.1锈蚀程度A:大面积覆盖粘着的氧化皮,而几乎没有铁锈的钢材表面 1.3.2锈蚀程度B:已开始锈蚀,且氧化皮已经开始剥落的钢材表面 1.3.3锈蚀程度C:氧化皮已因为锈蚀而剥落或者可以刮除,但在正
6、常视力观察 下仅见到少量点蚀的钢材表面 1.3.3锈蚀程度D:氧化皮已因锈蚀而剥离,在正常视力观察下,已可见普遍发 生点蚀的钢材表面 1.4 金属的表面处理标准ISO 8501-1:19881.4.1用手工动力工具,例如用手工铲刀、钢丝刷、机动钢丝刷和打磨机械等工 具进行的表面预处理,以字母“St”表示。手工和动力工具清理前,任何 厚的锈层应予以铲除,可见的油脂和污垢也应予以清除。手工和动力清理 后,表面应清除浮灰和碎屑。 本标准不设预处理等级 St1 级,因为达到这个等级的表面不适于涂装。 St2 彻底的手工和动力工具除锈: 在不放大的情况下进行观察时,表面应无可见的油脂和污垢,并且几乎没
7、有附着不牢的氧化皮,铁锈、油漆涂层和异杂物。 St3 非常彻底的手工和动力工具除锈,同 St2,但表面处理要彻底得多, 表面应具有金属底材的光泽。1.4.2以喷射清理方式进行的表面预处理,以字母“Sa”表示。喷射清理前,任 何厚的锈层应予铲除,可见的油脂和污垢也应予清除。喷射清理后,表面 应清除浮灰和碎屑。 Sa1 轻度喷射处理: 在不放大的情况下进行观察时,表面应无可见的油脂和污垢,并且没有附 着不牢的氧化皮,铁锈、油漆涂层和异物。 Sa2 彻底喷射处理: 在不放大的情况下进行观察时,表面应无可见油脂和污垢,并且几乎没有 氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留物应当是牢固附着的。 Sa2 非
8、常彻底的喷射处理: 在不放大的情况下进行观察时,表面应无可见的油脂和污垢,并且没有氧 化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻 微色斑。 Sa3 使钢材表观洁净的喷射清理: 在不放大的情况下进行观察时,表面应无可的油脂和污垢,并且氧化皮、 铁锈、油漆涂层和异物。该表面应具有均匀的的金属色泽。1.5 金属的表面处理:手动工具打磨 进行手工打磨是钢铁表面进行清理的较为古老的方式,它适用于那些不需 要进行喷砂处理的小面积部位。手动工具清理是一种使用非动力工具处理 钢板表面的一种方法,相应的处理标准有SSPC SP2 和ISO St2。1.5.1手动工具清理除去所有松散的氧化皮
9、,锈,油漆和其他有害的外来物质。 这种方法不能除去粘附的氧化皮,锈和油漆。如果氧化皮,锈和油漆不能 用钝刮刀铲起,则被认为是粘附的。如果有些检查人员使用锋利的刮刀, 则被认为是不符合标准的1.5.2常用的工具有砂纸、无纺砂盘、钢丝刷、气锤、凿子等。这些工具的选用 取决于环境和具体使用部位。1.5.3在涂装维修作业中,手动工具可以显出它的优点。它可以有针对性对锈蚀 部位进行处理,除去锈蚀和缺陷涂层。手动工具的使用费用低廉,可以很 好地完成涂层的维修处理,它可以在狭小部位施工,产生的灰尘很少。与 其它表面处理方法相比,它更适合于在敏感设备及人们工作的区域进行工 作。适用于手动工具处理表面的涂料,最
10、好的是干性慢的油基涂料,它有 着很好的表面润湿性,与底材附着力好。另一种现代使用的涂料是MASTIC 低表面处理环氧涂料,它可以很好地润湿渗透进行手工处理的表面。 1.6 金属的表面处理:动力工具打磨 动力工具基本与用于手动工具清理的工具相似,但要使用诸如电或压缩空 气等能源。动力工具可以除去所有松散的氧化皮,铁锈,旧漆膜和其他有 害物质,但是不能除去附着牢固的氧化皮,铁锈和旧漆膜。1.6.1动力工具除锈在 SSPC 中有两个级别,SP3 和SP11。SP3 要求表面没有松 散的氧化皮、锈蚀,漆皮和其它杂物。SP11 则要求裸露出金属本色,级别 更高,除了以上要求外,还要求表面有一定的粗糙度至
11、少达到25m。在 ISO85011 中则只是规定St3,要求处理过的钢材表面裸露出金属光泽, 而没有对粗糙度作出要求。1.6.2打磨工具 旋转丝刷:不能除去氧化皮,焊接飞溅物等。它对松动浮锈及其它附着在 止的杂物有效。使用钢丝刷会产生光滑的表面,从而会影响涂料的附着 力。旋转钢丝刷还容易将油和油脂散布在表面上。 砂纸盘:砂纸盘比旋转钢丝刷更为有效,对边缘打磨和飞溅物去除有效, 但角缝则无能为力。 针枪:针枪能有效地除去角落等其它工具不易到达的地方,但要注意它会 使用表面产生凹坑和毛刺,需要磨平毛刺以免影响涂层产生点锈笔形钢丝 刷锥形砂轮。 笔形钢丝刷和锥形小砂轮:专门用来对付角,孔等狭小地方。
12、 砂轮:砂轮对尖锐边缘打磨,凹坑清洁,磨平焊烽及去除飞溅物,毛刺极 为有效。 1.7 金属的表面处理:抛丸处理 利用离心力使用高速旋转的叶轮把磨料抛出进行表面清理从19 世纪60 年代就有了,到20 世纪20 年代开始正式应用,现在已经在涂装作业表面 处理中得到了广泛的使用。常常混合作使用钢丸、钢砂和钢丝段,作为清 理用磨料。1.8 金属的表面处理:喷砂清理 开放式喷砂处理使用压缩空气将磨料从喷砂机中喷射出去,在需要清理的 表面形成巨大的冲击力,除去锈、氧化皮和其它杂质等。2金属表面涂装2.1 高压无气喷涂: 高压无气喷涂不需要借助空气雾化涂料,而是给涂料直接施加高压,使涂 料在喷出时雾化的施
13、工方法。高压无气喷涂设备由动力、高压泵、蓄压过 滤器、输漆管和喷枪等组成。2.2 干膜厚度和湿膜厚度 涂层厚度可在施工过程中进行测定,无论涂层是处于湿膜还是干膜状态。 干膜厚度(DFT) 通常在涂装合同予以规定。湿膜厚度(WFT)的测定可有助于 确定必须施工多少厚的涂层才能达到规定的干膜厚度。湿膜的测定有利于 及时发现每一道施工涂层在厚度上的差错,以便纠正。但是,钢材和大多 数金属构件上的湿膜测定仅作指导之用,而干膜厚度才作为测定记录。2.3 涂装检查要点2.3.1抛丸除锈以及车间底漆流水线 检查项目 标准 要求 钢板原始等级 ISO 8501-1:1988 D级不可用 表面处理等级 ISO
14、8501-1:1988 Sa 2 、SSPC SP10 表面粗糙度 ISO 8503,NACE RP0287-95 R z:40-75m 油脂 SSPC SP1 灰尘 ISO 8502-3 小于2 级 抛头数量 磨料种类 钢丸:钢砂:钢丝段=4:3:3,钢丸:钢砂=70:30 磨料大小钢砂: 0.6-1.0mm,钢丸:0.6-1.4mm 磨料抛射量kg/min 辊道速度m/min 空气温度 ISO 8502-4 钢板温度 ISO 8502-4 相对湿度 ISO 8502-4 露点温度 3 烘房温度 车间底漆种类 环氧铁红车间底漆、环氧富锌车间底漆和无机硅酸锌 车间底漆 涂料混合、搅拌 正确配比
15、,持续机械搅拌 喷枪 单枪、双枪 喷漆泵和压力比 涂层干燥时间 涂层厚度m2.3.2 二次表面处理检查要点 检查项目 标准 要求 钢材锈蚀等级 ISO8501-1 D 级不可用 车间底漆类型 车间底漆破损比例 锌盐 油脂 SSPC SP1 喷射处理设备 动力工具 不推荐使用旋转钢丝刷 磨料种类 钢丸钢砂、铜矿砂和石英砂等 磨料规格 钢砂:0.6-1.0mm,钢丸:0.8-1.2mm,铜矿砂和石英 砂:中粗 磨料盐污染,pH 值 300s 喷射压力 Sa 2 :6-7kg/cm2 表面处理等级 ISO 8501-1 表面粗糙度 ISO 8503 NAVE RP0287-95 盐污染 ISO 85
16、02-6 空气温度 ISO 8502-4 钢板温度 ISO 8502-4 相对湿度 ISO 8502-4 85% 露点 ISO 8502-4 钢板温度高于露点温度 3 脚手架 照明 天气2.3.3 涂漆期间检查要点 钢材表面处理等级 ISO 8501-1,SSPC 灰尘 ISO 8502-3 小于2 级 油脂 SSPC SP1 盐污染 ISO 8502-6 空气温度 ISO 8502-4 钢板温度 ISO 8502-4 相对湿度 ISO 8502-4 露点温度 3 脚手架 通风 照明 天气 涂料品种 涂料批号 涂料的配比和混合 稀释剂及其用量 涂料的熟化 湿膜厚度 喷漆泵类型,压力比 喷漆压力
17、 喷嘴口径 预涂 涂装间隔2.3.4 涂层最终检查要点 干膜厚度 ISO 2808、SSPC PA2 90-10rue、80-20rule 固化程度 ASTM D4752 无机富锌底漆固化程度检测 附着力 ISO 4624、ISO 2409 漆膜表面成型 颜色和光泽 针孔、漏涂点 NACE RP0188-99 ASTM D5162 气泡 ISO 4628-2 锈蚀 ISO 4628-3 开裂 ISO 4628-4 剥落 ISO 4628-5 粉化 ISO 4628-6 流挂 桔皮 干喷 漆雾 发白 游离胺析出 渗色2.4 涂装检验工具有很多种类,有些是试验室使用的,有些是工作现场使用的。 这里
18、介绍的只是作为技术服务工程师在工作现场所要携带和使用的检验工 具,它们包括: (1) 表面处理检查 (2) 环境监测 (3) 油漆检验 现在的检验工具越来越先进,很多都是电子的,但是,要记住:最基本最 重要的工具是你的眼睛,手指和大脑。工具只能辅助我们进行工作,它永 远无法代替人的认真观察,理性分析,必要的计划和记录。 所有的工具可以分成常用和特殊工具两类。日常使用的工具要随身携带, 特殊的工具并非每项目工作都是需要的,它们储备在在你的技术经理那里, 需要的时候将向你提供。2.4.1日常使用工具特殊工具 干湿球温度计,电子式温度和相对湿度仪 相对湿度计算表,表面粗糙度样板 露点计算表,表面粗糙
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