防腐蚀工程底材表面处理技术

陈江红

摘 要：腐蚀带来的极大损失和危害引起了各行业的高度重视。腐蚀问题的解决直接关系到新技术、新材料、新工艺的应用。在防腐施工中，良好的底材表面是防腐施工工程质量的基本保证。提高底材本身的防腐能力，增加与漆膜的附着力，延长漆膜的使用耐久性，有利于漆膜的流平性及装饰。

关键词：底材处理;影响因素;底材特性;喷砂除锈

随着工业迅速发展，腐蚀问题越来越严重，各部门、企业对腐蚀问题带来的影响越来越重视。腐蚀不仅是金属资源的浪费，对金属结构造成腐蚀破坏，还在于使正常生产受到影响，以及因腐蚀造成的设备事故对人身安全也会带来严重的威胁。腐蚀虽然不可避免，但腐蚀可以控制和尽可能减缓。充分利用现有的防腐涂装技术，腐蚀损失可以降低1/5至1/4，防腐涂装工作具有重要意义。在防腐施工中要想具有良好的底材（主要是钢材）表面，底材处理是防腐施工工程质量的基本保证。底材除了要具有足够的稳定性和强度之外，还必须要具有与防腐层有良好的粘接和附着力。因此，在防腐施工中首先必须要做好底材的表面处理工作。

1 底材表面处理概述

1.1 底材表面特性

底材的表面特性分为表面清洁度（锈蚀度）、孔隙度、表面粗糙度。

（1）表面清洁度（锈蚀度）。底材表面附着的铁锈或氧化皮，也常被水分、油污、尘垢等污染物污染，严重影响涂、衬层界面的黏结。表面清洁度分为6级：

0级——10倍放大镜不可见微粒;

1级——10倍放大镜不可见而肉眼不可见（颗粒直径小于50um）;

2级——正常或矫正视力下刚刚可见（颗粒直径为50um-100um）;

3级——正常或矫正视力下明显可见（直径小于0.5mm）;

4级——直径为0.5-2.5mm的颗粒;

5级——直径大于2.5mm的颗粒。

（2）孔隙度。底材表面存在孔隙，孔内含有潮湿空气、杂质等污染物，对防腐蚀施工影响很大。

（3）表面粗糙度。底材表面适当地粗糙化，可提高黏结强度，粗糙度超过一定界限会降低黏结强度。钢砂、钢丸等表面进行工艺处理时，表面粗糙度均表现为RY23-49um（典型值25-45 um）。

1.2 底材表面处理要求

涂装前，底材的表面处理目的主要是：提高底材本身的防腐能力，增加与漆膜的附着力，延长漆膜的使用耐久性，有利于漆膜的流平性及装饰。底材表面处理是最大发挥油漆的特性、涂装作业顺利有序、保证防腐施工质量的先决条件。简而言之，黑色金属、有色金属、非金属等底材材料在防腐处理前都必须要对底材表面进行处理，必须要完全清除底材表面的水分、油污、尘垢、污染物、铁锈层和氧化皮等，以提高油漆涂层的质量和底材的使用防护寿命。另外，底材表面处理的费用约占整体防腐费用的15%-25%，所以需要根据底材表面状态（如表面清洁度（锈蚀度）、孔隙度、表面粗糙度）、油漆品种和环境条件等，选择并采用最适合于涂装施工的表面处理工艺。

2 底材表面处理工艺

2.1 施工环境

一般来说，底材腐蚀过程主要是来自于外界环境因素的影响。温度越高、湿度越大、盐碱等腐蚀介质越多，则腐蚀速度越快。底材表面进行清理后，如果在环境中裸露时间越长，则再次受污染的风险也会越大。

（1）温度。涂装作业中现场环境温度必须满足于以下要求：最佳环境温度10℃-40℃，底材的表面温度要高于露点3℃以上，不高于40℃。环境相对湿度85%以下。

（2）通风。为了防止人身危害及爆炸危险，施工过程中必须要保证良好的通风条件。

（3）时间。底材经过喷砂或喷丸清理后，应在一定的时间内（一般4-6小时）尽快涂装底漆。

2.2 处理方法

在大气、酸、碱、盐等介质环境等外界条件下，相同的底漆面漆配套涂装施工，在涂装前经过不同的表面处理，同等的条件下经过室外暴晒后，其锈蚀程度的差别非常大。因此，选择正确的底材处理方法尤为重要。

（1）手工工具处理：用铁砂纸、刮刀、铲刀、钢丝刷及锤凿等工具进行除锈。该方法工作效率低、劳动强度大、劳动条件差、除锈不完全、成本高，用于防腐要求不高和只有在采用其他方法有困难的条件下使用。除锈等级分为St1级。

（2）动力工具处理：是利用机械动力冲击和摩擦进行除锈。常用动力工具有电（风）动砂轮、电（风）动刷、针束除锈器等。效率高于手工工具除锈，劳动强度和成本高，噪音大，无法将腐蚀点深处的锈和污染物处理干净，除锈等级分为St2级、St3级。

（3）机械处理：以磨料作介质，按动力源的不同，分喷砂处理和抛丸处理。机械处理是涂装工程中最常用的方法。利用0.4-0.6MPa压缩空气为动力，将砂子或钢丸喷到底材表面，以冲击和摩擦作用去除底材表面的铁锈和其他的油脂、污垢、氧化皮和杂物等;且增加底材表面的粗糙度（40um左右），以增加涂层的附着力。粗糙度绝不能超过涂层的1/3。同时要保证良好的通风条件以防止人身危害及爆炸危险，除锈等级分为Sa2级、Sa2.5级、Sa3级。

（4）其他底材处理方法。火焰除锈、化学除锈和除油、底材表面的钝化和磷化处理、高压水处理等。

2.3 实际应用

底材表面处理主要包括除锈及氧化皮、除油污、除杂质、除尘和表面的化学转化等方面。对有旧涂层的设备重新涂装过程中，必须将旧涂层去除后再进行表面处理。其目的是使底材表面活化，以增强漆膜中的极性分子结构对底材的附着力。

（1）氧化皮主要表现为附着力差、漆膜脱落，可采用酸洗、喷砂、抛丸等处理方法。

（2）油脂主要表现为附着力差、漆膜脱落，可采用碱性清洗剂、有机溶剂清洗等方法。

（3）铁锈主要表现为附着力差、提前锈蚀起泡，可采用酸洗、喷砂、抛丸、打磨等方法。

（4）可溶性盐表现为锈蚀、起泡，主要采用高压淡水冲洗等方法;锌盐主要表现为层间附着力，可采用打磨方法处理。

（5）锐边、毛刺、焊缝等主要表现為附着力差、漆膜薄、提前锈蚀，可采用酸洗、喷砂、抛丸、打磨等方法。

3 结语

（1）底材表面的清洁度和粗糙度差别很大，应根据底材表面的粗糙度选择不同类型的涂料。

（2）对底材表面处理的方法很多，等级越高则清除的越彻底，底材表面处理质量就越好。

（3）喷砂或喷丸后涂装时，底材表面喷射清理后，会因底材表面金属状态活泼而很快产生腐蚀，因此喷砂作业要注意选用正确的流量喷嘴。

参考文献

[1]邹德敬，赵守辉.金属贮罐腐蚀失效分析及预防措施[J].辽宁化工，2008，37（12）：849-851.

[2]董事尔，何东升，张鹏，邓夕胜.双点腐蚀管道的弹塑性有限元分析[J].机械，2005，（09）：20-22+56.

[3]祝岩宁.城镇燃气管道阴保系统检测与维护[A].中国土木工程学会燃气分会.2015中国燃气运营与安全研讨会论文集[C].中国土木工程学会燃气分会：《煤气与热力》杂志社有限公司，2015：6.