鋼材表面除銹的方法很多,通常使用的就是人工和機械除銹及噴砂除銹。根據防腐涂料對鋼材基層的處理要求等級情況可分為多種級別,我們國家GB8923規定了St2、St3、Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3幾個等級標準。手工除銹主要利用砂布,榔頭,鏟刀,刮刀,鋼絲刷等簡單的工具除銹,施工簡單方便,但是勞動強度大,除銹質量差,效率低,這種方法只有在其他方法都不具備的條件下局部使用,如個別鋼材構件的修整或鋼結構安裝項目的局部除銹處理;機械除銹使用電動工具或者壓縮空氣帶動的工具,如電動打磨機,氣動打磨機等工具帶動砂輪,砂紙盤,鋼絲輪等,一般可以去除松散的氧化皮,鐵銹,舊漆膜和其它污染物,但是不能除去鋼材表面附著牢固的氧化皮,鐵銹和舊漆膜也沒有粗糙度,當然局部除銹使用的鋼針打磨機可以創造一定的粗糙度,就是鋼針耗材成本高,不適宜大面積使用。
噴砂除銹就是利用壓縮空氣帶出磨料噴射到鋼材表面的一種除銹方法,砂的成本低來源廣泛,河砂,海砂已經人造砂等,一些鋼砂,鋼丸代替了重復使用率低的天然砂,如礦砂和石英砂等,由于敞開式噴砂對環境污染大,根據環保要求逐漸被限制使用。另外真空噴砂對于沙粒回收,環保要求好也逐漸在除銹施工中被推薦使用;但是局部使用比較經濟,大面積使用依然需要解決技術難度問題。
噴砂污染環境是針對干噴砂而言,干噴砂以0.5-0.7MPa的空氣壓力帶動砂粒或者鋼砂高速噴射到鋼材表面,除去金屬表面的鐵銹,氧化皮和其它污染物,具有一定的粗糙度,是目前表面處理使用最多的方法之一;而濕噴砂符合當今環保要求,正在大力提倡,就是將全濕的磨料通過壓縮空氣帶出,噴射到鋼材表面,去除金屬表面的鐵銹和氧化皮及其它污染物,具有一定的粗糙度,解決了干噴砂環境污染難題;但是噴砂過程中鋼材表面會產生閃銹,就是二次返銹,因此需要加入緩蝕劑,這也導致緩蝕劑清理*性與涂層附著力相互影響的矛盾難題,怎么樣解決這一難題依然是當今濕噴砂最熱興的研究方向。
拋丸除銹利用離心力,高速旋轉的葉輪以90-95m/s的速度將磨料拋出去撞擊鋼材表面的處理方式,常常混合鋼丸和鋼砂磨料,具有一定的粗糙度,自動化程度高,適合流水線生產,除銹效率高,一次性投入成本比較大。拋丸有三種形式:懸掛式,滾筒式,通過式,大型防腐蝕設備鋼材除銹以通過式為主。
高壓水射流除銹,以水為介質,通過高壓發生裝置形成高壓,再由特殊噴嘴快速噴出,水射流就形成能量高度集中,銹蝕層,結垢層及油污或者其它污染物多為層狀或者多孔狀分布,一旦垢層被滲透,超高壓水射流就會像楔子狀插入垢層和金屬表面之間膨脹爆炸,可清除氧化皮,舊涂層,銹皮及堅硬的污染物,如果加入磨料會產生粗糙度及更佳的清理效果,和普通水噴砂一樣會發生閃銹現象,也必須添加緩蝕劑。高壓水添加磨料運行壓力一般在10Mpa左右,而無磨料純水射流運行壓力達到150-200Mpa甚至更高。高壓水射流除銹雖然環保,但是成本較高,安全要求也非常高,必須持證上崗,我們國家的水射流除銹大部分使用于船舶維修,石油化工儲罐,天然氣站等需要安全領域的金屬表面除銹。
除了上述除銹方法,化學除銹也是普通的表面處理方法之一,在電鍍,磷化,達克羅等行業應用廣泛。化學除銹俗稱酸洗,就是采用酸液與金屬表面的銹蝕物和氧化皮產生化學反應,達到除銹的目的,常用的酸液有硫酸,鹽酸,硝酸,磷酸基氫氟酸等。酸洗后的金屬表面清潔度很好,具有一定的粗糙度;但是這種方法污染環境,有害健康。酸洗就是一種蝕刻作用,會形成氫脆現象,對金屬的強度形成危害,一些精密件不建議酸洗除銹。
火焰除銹在防腐蝕施工中比較少見,就是采取燒蝕的方法清理碳鋼表面的銹蝕物及舊涂層和其它污染物,其工藝就是先將金屬表面松散銹層鏟掉,再用火焰烘烤加熱,并配合使用動力鋼絲刷清理;或者*烘烤加熱使得銹層,舊涂層或者其它污染物膨脹瓦解開裂爆炸或者融化碳化。這種方法適用于處理薄銹層,舊漆膜或者帶油的金屬表面,不適于薄壁金屬設備和管道,也不能使用在退火鋼和可淬硬鋼除銹。火焰除銹容易使得金屬產生變形,在使用時特別注意,對于承載鋼結構及精密要求的構件不推薦使用。
激光除銹,就是激光清洗,利用高頻高能激光脈沖照射金屬表面,銹蝕層,舊涂層及污染物可以瞬間吸收聚焦的激光能量,使得表面的銹蝕層,舊涂層及其它污染物發生瞬間蒸發或者剝離,高速有效的去除表面附著物或者表面涂層及銹蝕物,作用時間很短。這種光束轉變為聲波并從下層表面返回,與入射波發生干涉,從而產生共振,使得污垢層或者凝結物振動碎裂;金屬表面與表面污染物對某一波長激光能量吸收系數差別,使得污染物吸收激光能量,并在瞬間熱膨脹,形成很大的脫離加速度,克服金屬表面對污染物的吸附力而脫落;激光使得瞬間污垢分子汽化,分解,蒸發或者爆沸,使得金屬表面污垢松散并隨此作用脫離金屬表面;激光誘導產生等離子體沖擊波,通過沖擊波作用去除污染物。激光除銹適用于小面積除銹,大部分用于精密部件,航空航天組件,核電行業及零件微處理,不能適用于大面積除銹,而且設備昂貴,成本高,邊緣燒蝕過強,在普通防腐蝕領域使用不多,有爬行機器人激光除銹使用于船舶維修的案例;但是限于技術不成熟和成本因素而無法再次推廣。
干冰除銹,又叫干冰清洗或者叫冷噴,以壓縮空氣作為動力和載體,以干冰顆粒為被加速的粒子,通過專用的噴射機噴射到金屬表面。低溫冷凍剝離-78.5℃是干冰顆粒作用于污垢金屬表面首先冷凍脆化污染物,導致破裂由粘彈態變成固態,脆性很大,粘性減小,與金屬表面粘附力驟減,同時表面積增大,污染物自動剝離,在沖擊力作用下使得污染物或者銹蝕層被氣流卷走,達到除去污染物及除銹清理的目的。干冰除銹去油非常優秀,環保衛生,在印刷,鑄造業,食品業,電子工業,航空和核排污領域應用非常廣泛。干冰除銹在防腐蝕除銹應用中還是受到成本因素影響不能大面積使用,另外操作時噪音很大,需要做好保護措施。
金屬表面處理及鋼鐵除銹大部分都有相應規范標準,少部分及*技術的特殊領域應用也正受到防腐蝕專家的關注。除銹不是簡單的一個工法,應該放到防腐蝕體系中,形成*的理論和應用門類,有完整的標準約束和支撐,構建起鋼鐵表面處理及涂裝雙保障的防護屏障。筆者根據現有的除銹規范標準進行羅列歸納,以饗防腐蝕一線的技術人員,并以此規范標準作為防腐蝕實踐施工中質量保證的重要指南,如GB/T 8923.1-2011,SSPC-VIS1,SSPC-VIS3,SSPC-SP12,NACE#5,JB/T 6978-1993,SSPC-SP8等等。
隨著環保形勢的越來越嚴,鋼鐵涂裝質量的越來越高,除銹技術也是越來越*;而且在防腐蝕費用占比將會大幅度提高。只有將金屬表面處理,特別是鋼鐵除銹提到最重要的位置和重視程度,才能有把握實現防腐蝕涂料層的最佳使用效果。防腐蝕是表面處理和防護系統交叉關聯技術,是不可分割的一體兩面,實現長效的防腐年限,保護鋼鐵的使用壽命,除了開發出優異的防腐涂料,還必須開發出優異的配套的金屬表面處理的除銹設備,磨料,檢測儀器。環保,高效,經濟,方便,*是今后鋼鐵除銹乃至金屬表面處理的發展趨勢,也是推動涂裝高質量發展的重要保證。
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