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幾種防腐蝕表面處理工藝方法(轉)

2024-03-11 02:35:58 hualin

防腐界對于施工質(zhì)量的評價(jià),通常是以一句話(huà)來(lái)概括說(shuō)明的,那就是“三分材料七分施工”。雖然這種論斷有一些不夠科學(xué);但確實(shí)肯定了施工在防腐質(zhì)量控制及評價(jià)方面的重要性。據大量案例和施工經(jīng)驗統計,防腐蝕質(zhì)量“三分材料七分施工”之“施工”中表面處理又占據70%的影響因素。因此,防腐蝕表面處理在整體防腐效果或者防腐質(zhì)量方面成為最為關(guān)鍵的影響因素,是防腐施工過(guò)程中需要嚴格控制的“重中之重”之工序。






表面處理目的就是清理干凈基層的銹蝕層、油污、舊有防腐層及其他污染物雜質(zhì),得到具有一定粗糙度的表面,增加防腐層與基層的粘結力,充分延長(cháng)防腐層的使用壽命。表面處理是防腐蝕施工中的最前置工序,它直接影響著(zhù)防腐層與基層的附著(zhù)力及后續防腐層使用過(guò)程中容易出現的鼓泡、破裂、剝離脫層等破壞性現象。防腐蝕表面處理的基層有很多種材料,可以說(shuō)是千羅萬(wàn)象;但是在實(shí)際施工中經(jīng)常碰到的也就那么幾種。防腐蝕表面處理施工頻率最多的如金屬、水泥、塑料、玻璃、木材等,其中以金屬材料最為廣泛,而金屬材料中表面處理的以碳鋼材料最多(文章中沒(méi)有特別注明的皆以碳鋼材料為代表)。






金屬表面存在的污染物主要是油污、鐵銹(包括氧化皮)及舊有的防腐層(如涂料、樹(shù)脂、玻璃鋼、橡膠襯里、聚脲等等)。防腐蝕施工中金屬表面處理包括除油、除銹、清除舊有防腐層、氧化、磷化、鈍化等等內容,通常其處理工藝方法如下:
一.金屬表面除油。金屬表面的油污有可以皂化的如動(dòng)植物油和不可以皂化的如機油、柴油、凡士林油、石蠟、礦物油等等。
1.常用溶劑除油方法,就是使用有機溶劑清洗除油,選擇一些具有溶解能力強,不易著(zhù)火,毒性小,揮發(fā)較慢,不易引起空氣中水分在構件表面凝結的溶劑,如汽油、松節油、丙酮、二甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯等。
2.堿性化學(xué)除油方法,就是利用堿溶液對油脂的皂化,以除去皂化性油污,也可以利用表面活性劑的乳化作用除去非皂化油污,選擇堿溶液要求具有較強的皂化能力和乳化能力,又不會(huì )對基層造成過(guò)腐蝕,如氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉等等。
3.干冰除油,就是利用干冰超低溫凍融作用,對油污產(chǎn)生急劇降溫“爆炸”效果,將油污雜質(zhì)帶出,從而去除工件油污。
4.燃燒除油,在保證安全條件下,可以使用噴火槍對油污進(jìn)行燃燒,去除油污(這在混凝土水泥地坪涂裝施工中表面處理時(shí)使用很多)。
5.蒸汽除油,根據施工環(huán)境及條件可以利用蒸汽對油污物件進(jìn)行吹掃,從而達到清理油污的目的。

二.金屬表面除銹。金屬表面除銹除了人工除銹、機械除銹、水射流除銹、噴砂拋丸除銹外,還有激光除銹及干冰除銹等工藝方法。
1.人工除銹,利用鏟刀、砂紙、鋼絲刷、銼刀等除銹工具清除表面銹蝕物。這種方法勞動(dòng)強度大,效率低,質(zhì)量差,適用于一些防腐質(zhì)量要求不高的防腐涂料施工。
2.機械除銹,就是使用電動(dòng)或者風(fēng)動(dòng)打磨機進(jìn)行除銹,這種除銹工藝方法比人工除銹效率高,質(zhì)量好一些;但是噪音大,勞動(dòng)強度大,容易傷害基體金屬,和人體安全,而且鋼絲輪與金屬表面研磨產(chǎn)生的金屬油泥很難處理,造成“二次污染”一般適用于簡(jiǎn)單的鋼結構、設備、管道表面處理。
3.水射流除銹,是一種環(huán)保的除銹工藝方法,利用高壓水泵及高壓水槍產(chǎn)生的30MPa壓力高壓水進(jìn)行除銹。這種工藝方法不但能夠清除銹層而且能夠清理掉一部分油污,除銹效率高,質(zhì)量好。適用于大面積除銹,需要注意安全操作,控制好水壓及噴射角度。
4.噴砂、拋丸除銹,這種除銹防腐是防腐蝕施工中最常用的方法,除銹效率高,速度快,質(zhì)量好。噴砂、拋丸可以將金屬表面的污染物徹底的清理干凈,即使油污,銹蝕層及一些防腐層也能夠除去,而且具有優(yōu)良的粗糙度,能夠為防腐層提供非常好的,利于高附著(zhù)力的防腐層基面。當然因為環(huán)保因素,噴砂、拋丸除銹工藝方法受到限制;但是如果做好磨料灰塵的收集處理或者密封措施就可以解決環(huán)保問(wèn)題。另外海綿噴砂技術(shù)也在工廠(chǎng)化表面處理作業(yè)中得到應用;但是由于造價(jià)成本及推廣方面的因素依然沒(méi)有實(shí)現廣泛的應用。
5.化學(xué)除銹,金屬表面的銹層和氧化皮主要是金屬的氧化物,能夠和酸溶液起化學(xué)反應而溶解,化學(xué)除銹就是利用各種酸溶液與金屬表面氧化物發(fā)生化學(xué)反應,使其溶解在酸溶液中,從而達到除銹的目的,通常也稱(chēng)為“酸洗”。酸洗后最好不要用堿中和,因為金屬表面的堿比酸更難除干凈,而殘存與金屬表面的堿比酸危害更大。它不但降低防腐層與金屬基層是結合力,而且能夠與許多涂料和粘結劑腐蝕化學(xué)反應(如皂化反應),使得防腐層遭到嚴重的破壞。酸洗后的構件建議使用清潔水沖洗至PH值為7,迅速烘干或者吹干,為了防止酸洗后的鋼鐵表面返銹,最好在沖洗后進(jìn)行鈍化和磷化處理。
6.干冰除銹,使用干冰機將干冰噴射到銹蝕面,通過(guò)超低溫冷凍激發(fā),使得銹層和其他污染物瞬間“爆炸”脫離金屬表面,達到剝離除銹效果,而且還可以將表面的油污,薄的防腐層一并處理干凈,是非常環(huán)保的除銹工藝方法;但是因為造價(jià)及大面積不適應性,干冰除銹機在精密儀器加工和隱蔽部位,狹縫空間特殊領(lǐng)域使用,施工現場(chǎng)很少應用。
7.激光除銹,利用高能量激光束對銹層進(jìn)行掃射,激光除銹的原理主要涉及以下幾個(gè)方面:
燃燒氣化:激光束照射到工件表面時(shí),銹層會(huì )吸收大部分激光能量,導致溫度急劇上升。當溫度達到銹層的燃點(diǎn)時(shí),銹層會(huì )燃燒氣化,產(chǎn)生火花和黑煙。
熱化學(xué)效應和機械效應:激光束照射后,銹蝕表面的溫度迅速升高,超過(guò)銹蝕物質(zhì)的耐受溫度,使得銹層迅速剝落或氣化,從而達到除銹效果。
激光振動(dòng)效應:激光束可以利用振動(dòng)效應直接對銹蝕表面進(jìn)行剝離,對于涂層較多的物體,激光束穿透涂層升溫后也能將其剝離。
沖擊波作用:大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體,產(chǎn)生沖擊波,這些沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。為了防止被處理表面因熱積累而受損,光脈沖寬度需要足夠短。
聲波產(chǎn)生:部分激光能量在作用過(guò)程中轉化為聲波,這些聲波在傳播到銹層與基體的分界面時(shí)會(huì )反射回銹層,與新的聲波發(fā)生干涉,產(chǎn)生高能波,將銹層震碎。
激光除銹是一種利用激光束的高能量密度,通過(guò)化學(xué)反應、熱效應、機械效應以及沖擊波和聲波的作用,高效、精準地去除銹蝕的技術(shù)。隨著(zhù)國內人工費的上漲,激光除銹已經(jīng)從小范圍應用向大面積除銹發(fā)展,被認為是金屬表面處理的前沿技術(shù)。

三.金屬化學(xué)酸洗綜合表面處理,就是將除銹、除油、磷化、鈍化等組合在一起一次性完成金屬表面處理的工藝方法,稱(chēng)為“綜合處理法”。
1.“二合一”表面處理工藝方法,就是將乳化除油和酸洗結合在一起,可以將除油除銹一次性完成,酸洗產(chǎn)生的氫氣利于乳化除油,又利于酸和銹的作用,二者相互促進(jìn),處理效果更佳。
2.“三合一”表面處理工藝方法,分為除油、除銹、磷化及除油、除銹、鈍化的表面處理方法。
3.“四合一”表面處理工藝方法,就是將除油、除銹、磷化、鈍化一次性完成的一種新型處理方法,僅適用于有液體狀油污和較輕的銹蝕(包括薄型浮銹和水銹)的鋼鐵構件直接處理,如果有半固體油脂,銹蝕較重的構件不能徹底清除。鋼鐵構件經(jīng)過(guò)“四合一”表面處理,可以形成鋅、鐵、鎂等金屬不溶性磷酸鹽膜層,具有很好的防護性能,又能吸附涂料,體感涂膜的附著(zhù)力,增加防腐蝕能力。

四.金屬磷化鈍化表面處理,磷化處理后金屬表面得到一層黑亮色磷酸鹽保護膜,其具有的多孔性與涂料結合的很牢固,因此磷化處理常用作涂層的底層;而一些如不銹鋼經(jīng)過(guò)鈍化處理后也形成一層優(yōu)良的耐腐蝕的膜層,鈍化是由于金屬與氧化性介質(zhì)作用,作用時(shí)在金屬表面生成一種非常薄的、致密的、覆蓋性能良好的、能堅固地附在金屬表面上的鈍化膜。這層膜成獨立相存在,通常是氧和金屬的化合物。它起著(zhù)把金屬與腐蝕介質(zhì)完全隔開(kāi)的作用,防止金屬與腐蝕介質(zhì)直接接觸,從而使金屬基本停止溶解形成鈍態(tài)達到防止腐蝕的效果。對不銹鋼全面酸洗鈍化處理,可以清除各類(lèi)油污、銹、氧化皮、焊斑等污垢,處理后表面變成均勻銀白色,大大提高不銹鋼抗腐蝕性能,適用于各種型號不銹鋼零件、板材及其設備。

五.金屬表面舊有防腐層的清理,包括防腐蝕涂層的清理、襯里層(有橡膠襯里,玻璃鋼襯里,塑料襯里,耐酸磚板襯里,聚脲襯里等等)。
1.防腐蝕涂層清理,通過(guò)涂層檢測,確定腐蝕嚴重的舊有涂層,已經(jīng)失去保護作用,必須徹底清理干凈??梢酝ㄟ^(guò)人工、機械、噴砂、拋丸、火燒、堿液、有機溶劑脫漆劑或者高壓水射流等處理方法直接將舊有涂層清理掉,同時(shí)按照防腐蝕要求涂刷底涂料進(jìn)行暫時(shí)性防護。
2.襯里層(有橡膠襯里,玻璃鋼襯里,塑料襯里,耐酸磚板襯里,聚脲襯里等等)清理,大部分依然采取原始的傳統的人工方法處理。因為襯里層都比較厚而且粘結性能牢固,使用涂層清理的方法不適用,為提高清理襯里層的效率,可以分段局部進(jìn)行切割,形成“九宮格”形式,逐步將小塊清理時(shí)可以采用小錘,鑿子,鋼釬,電鉆等再輔助風(fēng)鎬,電動(dòng)銑刨機,鏟皮機等小型機械工具進(jìn)行清理。一些翻新項目,由于時(shí)間緊,任務(wù)重,清理襯里層時(shí)非常麻煩,只能采取“人海戰術(shù)”分片包干清理,暫時(shí)還沒(méi)有什么好的技術(shù)能夠解決的辦法。筆者也在此也呼吁廣大的防腐蝕技術(shù)人員及表面處理施工人員能夠集中智慧,各顯身手,發(fā)明創(chuàng )造出一種高效率、低成本、簡(jiǎn)單方便的防腐蝕襯里層處理工藝方法。如果實(shí)現智能化或者機械化則可以說(shuō)填補了國內這一領(lǐng)域的空白,功德無(wú)量。






水泥、砂漿、混凝土表面處理相對于金屬表面處理簡(jiǎn)單些,可以直接采取人工、機械的方法進(jìn)行處理。如無(wú)防腐層或者有防腐涂層使用金剛刀頭地坪打磨機、噴砂機、拋丸機處理并且自帶收塵清理;一些需要翻新的較厚的地坪漆,聚脲層,塑料地板,耐酸磚板,橡膠板,玻璃鋼等可以使用銑刨機,鏟地機機械清理。水泥,砂漿及混凝土無(wú)防腐層表面處理需要去油去污可以使用有機溶劑或者烤火工藝方法清理,一些混凝土表面還可以使用酸蝕方法進(jìn)行表面處理;但是施工完畢后必須用清潔水沖洗干凈,保持PH值為7左右。水泥、砂漿及混凝土表面處理后必須露出自有的“毛細孔”,被處理的灰塵及雜質(zhì)不得堵塞這些小孔,2㎝內混凝土含水率<8%,并且無(wú)分層現象。






木材制品作為防腐防火涂料保護裝飾性材料,表面處理必須達到干燥、無(wú)油脂、無(wú)浮灰、表面平整、無(wú)樹(shù)脂等要求。
1.有效的徹底的清理木材表面浮灰。
2.根據《木結構工程施工及驗收規范》(GBJ206-83)中有關(guān)規定,保持木材含水率不得大于10%-12%,可以采取自然或者烘干的方法干燥木材。
3.去除毛刺。木材表面毛刺使得涂層變得粗糙,并且破壞了涂層的完整性,涂漆前可以使用砂紙打磨毛刺即可。
4.清理油污及樹(shù)脂。使用熱肥皂水或者洗滌劑清除木材表面的油污,再使用清水擦洗一次,再進(jìn)行打磨。如果有松脂可以使用5%-6%碳酸鈉溶液或者4%-5%氫氧化鈉溶液清洗,使得松脂皂化,然后再用清水沖刷干凈,也可以使用有機溶劑洗滌,即25%丙酮水溶液將松脂溶解或者是80%的堿溶液和20%的丙酮溶液混合使用更好。經(jīng)過(guò)上述表面處理后還必須使用酒精擦洗,最好再涂一層蟲(chóng)膠漆或者醇溶性酚醛樹(shù)脂漆,以防木材內部松脂滲出。
5.漂白。一些木材表面有色斑,顏色不均勻,影響透木紋的淡色漆裝飾性,需要進(jìn)行漂白處理,可以使用30%雙氧水100克、水100克、25%氨水10-20克混合溶液均勻涂刷木材表面,經(jīng)過(guò)2-3天,木材表面就會(huì )變白,不需要進(jìn)行其他處理即可涂漆施工。






玻璃及陶瓷表面處理可以使用溶劑或者蒸汽進(jìn)行脫脂,然后使用洗滌劑溶液進(jìn)行處理,也可以對表面進(jìn)行輕噴砂、輕拋丸處理,能夠形成一定的表面粗糙度,可以增加基層與防腐層的粘結力。玻璃及陶瓷表面還可以使用7%-20%的氫氟酸進(jìn)行蝕刻處理,形成表面粗糙度,再用清潔水清洗干凈,再自然干燥或者熱風(fēng)烘干,處理時(shí)必須注意安全防護措施。






塑料表面粘結強度都比價(jià)低,因為塑料的結晶度較大極性較小或者沒(méi)有極性;另外,塑料產(chǎn)品在加工時(shí)表面有一層脫模劑,表面很容易吸附灰塵。所以,塑料表面涂漆、電鍍或者涂覆粘結劑時(shí),附著(zhù)力和粘結強度都比較差,為了提高涂層或者說(shuō)防腐層與塑料的粘結強度,施工前必須對塑料表面進(jìn)行處理。
1.表面脫脂,使用有機溶劑、堿液和肥皂水等直接在塑料表面涂刷,對于耐溶劑較差的塑料可以選擇乙醇、汽油、肥皂水洗刷脫脂,對于耐溶劑較好的塑料可以使用甲苯、丙酮、三氯甲烷等脫脂。
2.塑料表面粗化,可以使用砂紙打磨、噴砂的處理方法(建議采用水噴砂)改善塑料表面粗化度,利于塑料與涂層的粘結效果。
3.表面活化,可以使用塑料水(如pp水),電暈(塑料電暈處理機的主要作用是在塑料薄膜或板材等制品的表面進(jìn)行電暈放電處理,以增強其表面粘附力和附著(zhù)力。這種處理通過(guò)在塑料表面產(chǎn)生微小的電暈放電現象,改變表面的化學(xué)性質(zhì),從而提高其對防腐涂料的滲透能力。電暈處理還能使塑料表面產(chǎn)生游離基反應,使聚合物分子發(fā)生交聯(lián),從而使表面變得粗糙,增加其對極性溶劑的潤濕性。這個(gè)過(guò)程也有助于破壞塑料表面的分子結構,從而提高其表面能,增加產(chǎn)品的表面張力。在進(jìn)行涂布、膠接等加工前,電暈處理能防止材料在生產(chǎn)過(guò)程中出現粘合不牢固、漏膠或印刷甩色等問(wèn)題,保證產(chǎn)品質(zhì)量。)等表面處理工藝方法,改變塑料表面結構,以達到增強塑料表面與涂層的結合強度的目的。






防腐蝕施工中表面處理不止于金屬、水泥、塑料、玻璃、木材等幾種工藝方法。針對不同的材料可以有多種多樣的表面處理方法,而且傳統的工藝方法逐漸被淘汰,具有前沿技術(shù)的新工藝,新材料也不斷出現,可以說(shuō)表面處理、清理技術(shù)層出不窮、爭奇斗艷。但是,對于比較難以處理的防腐襯里層清理至今還沒(méi)有突破性的進(jìn)展,這也是防腐層翻新,材料利舊,實(shí)現企業(yè)降本增效一大障礙。如何解決這個(gè)問(wèn)題,實(shí)現防腐襯里層快速、簡(jiǎn)單的清理工藝方法是擺在我們防腐蝕技術(shù)及施工人員具有創(chuàng )新意義和經(jīng)濟價(jià)值而又光榮的任務(wù)。






防腐蝕目的就是延長(cháng)構件設施、設備及所有被保護物體的使用壽命,達到高效的長(cháng)久的運行效果,實(shí)現這一目的就是必須確保防腐層質(zhì)量。按照“三分材料七分施工”質(zhì)量控制要求和表面處理占施工70%的影響因素,對基層的表面處理就顯得非常重要。因此,防腐蝕施工技術(shù)人員必須充分了解表面處理工藝方法,熟練的掌握應用于施工實(shí)踐中,并多總結經(jīng)驗,開(kāi)拓創(chuàng )新,特別是在防腐蝕襯里層處理有所突破。


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