表面处理及涂装教材

防腐涂装工人培训教材编写： 目 录 1防腐在核工业工程中的重要性。2防腐蚀的方法。3涂装前金属表面预处理4涂装方法5涂装中出现的问题及原因6认真的工作态度是防腐工作成败的关键。1防腐在核工业工作中的重要性； 什么是金属腐蚀？ 金属腐蚀是指金属受到周围介质的电化学作用或化学作用而发生的破坏作用。一般习惯称金属在大气中由于氧、水分子极其他杂质引起的腐蚀称为锈蚀。高温下金属被空气中氧气侵蚀称为氧化，产物为氧化皮。在强腐蚀介质中如酸碱环境中发生的侵蚀叫腐蚀。金属腐蚀现象十分普遍，椐有关资料，世界每年生产7亿吨钢铁，与此同时每年约有近1/3的钢铁因腐蚀而报废。去年我国钢产量已超过了一亿吨，按此比例约有3千万吨钢铁物品因为腐蚀而报废。如果通过提高防腐蚀工作的质量从而将腐蚀损失减少一半，其收益都是巨大的。所以说防腐蚀工作具有十分重要得意义。特别需要指出得是在核电站的建设中，金属防腐更加重要。由于核电站的特殊性，金属腐蚀不但有电化学腐蚀现象，同时由于防腐更加重要。由于核电站的特殊性，金属腐蚀不但有电化学腐蚀现象，同时由于核辐射影响也会加剧金属的腐蚀，因而在核电站建设中防腐蚀工作需要着重强调。由于核电站的设计安装和运行中特别要求安全可靠，因而核电站的建设采用了特种钢材，严格的表面处理方式，以及专门的具有防辐射性能的特种涂料。另外在核电站的表面涂装要求中还特别提到了再发生冷却剂泄露事故情况事故时，要求反应堆内的设备涂层仍能保持稳定状态。这就对核电站的涂装施工提出了更为严格的要求。2防腐蚀的方法目前防腐蚀的方法有四大类：1通过改善金属内部组织结构从而改善其防腐性能。方法是在一般碳素钢中加入其他元素从而形成合金钢或不锈钢。2金属表面转化层和永久性表面覆层。具体包括化学和电化学转化覆层：如氧化、氟化、磷化。金属表面氯化或渗金属金属覆盖如电镀锌、铝。非金属覆盖如搪瓷、贴塑、贴胶、还有在工程中最为普遍采用的涂漆施工等。3阴极防护，属于电化学防腐。4临时性防腐如金属表面涂油，用可剥离涂料涂装等。防腐工作的范围较大，且方法多种多样， 进行设计时一般从防护效果、经济性和实用性方面考虑来选择最合适的方法。 在施工过程中，施工人员可根据图纸或技术文件的规定执行。在一般的核电站建设施工中几乎包括了各种防腐施工方法，其中现场施工中最为常见的防腐施工是涂装。通过在金属表面涂敷各种防腐涂料的方法进行金属的保护。金属表面涂装除具有保护功能外还具有标志和美观的功能。在我国金属表面涂装可分为三级。一级 装饰性防护性均要求高的，如汽车，家用电器等二级 装饰性较高的，防护性要求一般的如工厂的机器，车床等。三级 装饰性防护性要求一般，如一般工厂的工艺管道，钢结构等。由于核电站的特殊性，其要求的涂装等级应属于防护性要求高装饰性一般。 我们知道要使金属表面涂装质量达到上述要求，有几个关键因素：表面处理质量，涂料，涂装方式，涂装环境。以下分别详细讨论：3涂装前金属表面予处理（1） 为什么要进行表面予处理？ 表面予处理对于取得优质的氧化膜，磷酸盐膜，油漆涂层及其他覆盖层有着特殊重要的作用，只有当被加工件上的各种污物被充分清除后，才能保证涂层与金属之间具有牢固的结合力，从而保证金属的防腐蚀性。在施工现场经常会有这种现象，表面涂层还很新的设备表面，油漆却一片片的剥落下来。主要原因就是涂装前金属表面处理质量没有达到要求。另外须涂装的金属表面往往有加工时流下的缺陷如毛刺、凹陷、压伤、擦伤、缩空、锐边，以及氧化皮、铁锈、型砂、焊药、油污等，这些残留在金属表面的异物会使金属表面形成非化学单一性，从而引起电化学腐蚀。尤其是焊接施工时流下的药皮，其产生的危害特别巨大。（2）金属表面予处理方法： a机械加工除氧化皮，清除擦伤，表面粗糙和缺陷。 b热处理用于清除氧化皮，铁锈和旧油漆。 c化学处理方法，包括浸蚀和酸洗 安装施工时最常用的方法有：喷砂、手工机械打磨、及酸洗等。（3）金属表面的锈蚀等级A：钢材表面有一层完整、牢固的氧化皮，其几乎无锈。B：钢材表面已开始生锈，氧化皮已开始翘起并脱落。C：钢材表面氧化皮已生锈剥落，但无肉眼可见的蚀坑。D：钢材表面氧化皮已生锈剥落，已有肉眼可见的蚀坑。（4）表面予处理方法之一：喷砂处理简介 喷砂除锈是目前施工中较为普遍采用的方法，我公司目前采用的就是这种方法。通过压缩空气带动钢丸、钢丝段、石英砂或其他磨料高速撞击被处理金属表面，从而将铁锈或其他污物从金属表面剥落，并使金属表面形成一定的粗糙度，有助于涂层与金属紧密附着。 根据国际有关标准，我国也制定了相应的喷砂除锈等级： Sa1 轻度喷射仅除去金属表面疏松的氧化皮，锈斑和旧涂层。 涂层和氧化皮在轻度喷射后仍牢固的附着在金属表面。Sa2 几乎除去了所有的氧化皮、锈斑和几乎所有的涂层。Sa2.5除去旧涂层、氧化皮、锈斑，使金属的光洁表面仅流下些 阴影，由于锈孔的色斑而呈云斑状。Sa3 完全去除旧涂层，氧化皮和锈斑。直至显露出纯粹的金属 表面。Sa3级是喷砂除锈的理想状态，不但对处理方式有较高要求同时对环境也有要求，一般环境湿度小于55%的情况下处理后的钢铁表面才能实现。在施工现场环境下，金属表面处理一般要求达到Sa2.5已属于较为理想状态。（5）对喷砂磨料的一些要求。 1）喷射的磨料应采用比重大，韧性好、精细粒状物。 2）磨料应尽可能不易破裂，且散失的粉尘最少。 3）喷射后的表面，不应有残余留存。 4）处理后表面粉尘应易于清除。 5）粘附在表面的粉尘的应易于清除。 考虑到以上几个因素，经常选用的磨料有石英砂、矿渣、重晶石、玻璃砂、钢丸、钢丝线粒，一般最好采用钢丸或钢丝线粒，钢丸是钢铁再液体状态下高速喷射产生的，钢丝线粒最好是小圆柱体形状，最好不要有尖角。有关研究表明钢砂磨料叫其他磨料有很多优点，喷射性能好尘埃少，除去同等数量的锈所用的时间短，且不产生碎粒。在金属表面形成的粗糙度也较为理想。 由于粗糙度在金属表面的微观表现也就是凹凸不平， 相对来说增加了金属的表面积，再加上涂料渗入一些凹缝中从而提高了漆膜在金属表面的附着力。 （6）影响金属表面粗糙度的一些因素：a喷射速度b喷射角度c喷射磨料用量及持续时间，以及喷射出口状态。 目前国际上粗糙度的测量及判别优劣尚无确定的结论，但总的说来，金属表面经处理后产生大小均匀， 粗糙度在100微米以下，以第一到底漆漆膜可以覆盖凹凸面为佳。另外在喷砂时喷射角度与工件成45度角时工效最高，且处理的表面效果最好。 一般认为过大的粗糙度对涂装质量会有不良影响，如果第一道底漆的厚度过厚反而影响后几道漆膜与金属表面的亲和力。（7）喷砂操作的具体步骤：除去金属表面飞溅、焊渣脱脂喷砂除锈吹扫除尘（8）表面予处理方法之二：化学处理方法简介 对碳钢金属表面的氧化皮和铁锈的化学处理普遍采用的是用酸洗的方法进行处理。将带有锈蚀和氧化皮的钢铁工件在硫酸或盐酸的溶液中浸蚀通过酸与铁锈及金属基底反应从而剥离锈蚀层，以去除钢铁表面的氧化物和锈蚀层。 化学处理的具体步骤：脱脂清洗酸洗清洗磷化总的说来化学处理机理较为复杂，通过使用不同的酸和添加剂并通过控制温度、浓度以及工作时间都可以产生不同的效果。目前通用的方法都是通过长期实践后采用的较为成熟的方法，只要在工作中严格遵照执行即可。（9）化学处理法使用范围 一般化学处理方法适用于不锈钢表面处理、碳钢表面处理。处理小的结构复杂的部件以及薄钢板等。4涂装 在一般施工中通常根据须保护对象的要求，及环境条件选择适当的涂料，这些涂料一般由专业生产涂料的工厂研制生产。随着科技进步新材料新技术不断被采用，涂料的防腐性能也越来越有所提高。在安装施工中可选择的方式方法也越来越多。（1）涂料得分类： 油脂类、天然树脂类、酚醛树脂类、沥青类、醇酸树脂类、氨基树脂类、硝基类、过氯乙烯类、丙烯酸类、乙烯类、环氧树脂类、纤维素类、聚脂类、聚胺脂类、有机硅类等。（2）现行施工中经常采用的几种涂装方法简介：手工刷涂法：用毛 刷蘸涂料涂在被涂物表面经干燥后形成涂层，该方法是涂装施工最早采用的方法，该方法劳动强度大，生产率低，涂层质量不稳定，仅适用于装饰要求不高的如建筑工程，大型机械设备，工厂钢结构等。在安装现场一般仅用于补漆，及涂装结构复杂表面装饰效果要求不高的部件。滚涂法：有手工和自动两种方式，用带手柄的长绒滚筒蘸涂料滚涂到产品表面，该方法适用于大批量形状简单要求不高的涂装工件，如大型平板工件，钢平台，油罐槽等，效率较刷涂高。喷涂法：用压缩空气经油水分离器后通过喷枪，使喷枪上涂料罐的涂料产生负压喷出，将涂料雾化喷到涂装件表面，经烘干或自干后形成涂层，此法适用于各种形状、尺寸和不同材质的产品的涂装，方法较简单，但需要气源和辅助设备，而且涂料分散大，利用率低，污染环境，一般要在封闭的厂房内进行喷涂施工，同时采用回收方式将飞散的漆物清除。高压无气喷涂：与压缩空气喷涂方法不同，其利用压缩空气或电能为动力，驱使高压泵工作，将涂料从涂料桶中吸出增压通过高压喷枪或高压静压电喷枪特殊喷嘴喷出，使涂料高度雾化形成细雾状微粒，涂到被涂物表面经烘干或自干形成涂层，应用于大批量大型涂装工件，适用于涂料黏度高，或高固体分涂料的涂装。 另外还有电泳涂漆、浸涂等涂装方式，一般不在安装施工中经常采用。（3）涂装方法对涂层质量的影响： 产品的涂装前处理、正确的选择涂料、涂装方法、涂料的干燥。统称涂装四要素，通过以下方法可以对上述几大要素进行有效的控制。A正确的选择涂料B涂层与涂装产品的材质须相配。C涂装产品的前处理工艺与涂料性质应相配。D复合涂层之间性质应相配。E涂料干燥方法应正确选择。F应注意环境温度和湿度以及通风对涂层的影响。G正确的生产管理，流程安排及技术水平也很关键。（4）涂装施工中产生的缺陷及原因分析：a.颗粒：涂层干燥后表面出现面积不等的颗粒状。原因：施工环境不洁，被涂物表面有灰尘，涂料有杂质，涂料黏度 大，喷枪枪嘴直径大。 b.流挂：涂层表面从上而下流挂小珠状堆积物。 原因：涂料受重力作用在垂直表面产生下坠，涂料黏度过低，稀释 剂不配套，被涂物表面凹凸不平，前处理不好，表面有油 水，空气压力大小不合适。c.咬底：底层涂料被咬突起，没有突起处则附着力差。涂装中把这种现 象称为咬底。产生原因：底层未干就涂面漆，面层为强溶剂类型，强溶剂将底层软 化咬起，所以施工时除单一涂层外，复合类涂层施工时涂料 及稀释剂应配套使用。d.渗色：涂装时有底层颜色跑到面层表面，形成不均匀混色。 产生原因：底层未干，或底层颜色深或面层采用了强溶剂型涂料。e.泛白：涂层干燥后表面发混无光，显现一层半透明的发白。 产生原因：涂装现场温湿度超标，溶剂挥发太快，使涂层表面降温凝 成水露。f.桔皮：漆膜干燥后表面外观呈现程度不同的桔皮一样的凹凸不平的和 不规则的波纹，称为桔皮。 产生原因：涂装时涂料黏度过大或过小，喷涂时重枪，喷涂过厚，底 层未干就涂面漆，使用了挥发成分大的涂料。j.斑点：涂料经涂装干燥后涂层薄，表面呈斑点如细砂状，局部透青， 厚度不均的花脸状。产生原因：涂料涂装时黏度太小，稀释剂加入太多，工作气压选用不 当，枪件距离过远涂装件表面潮湿。h.针孔：涂层干燥后表面呈现如针尖刺入样的许多小孔，称为针孔。 产生原因：干燥过快，由于表面先干，底层溶剂挥发快冲破表面层形 成。或底层未干时涂面层，涂装前表面不干净有油水，灰 尘或油水分离器除水效果不好等i.起泡：涂料干燥后的涂层表面呈现出微小的圆珠状小泡已经碰压即破 裂。此种现象称为起泡。产生原因：涂装后立即进入高温烘烤，表面溶剂先挥发并已成膜，其 阻碍内部的溶剂挥发，从而将表面涂膜顶起形成气泡。涂 料黏度大，涂装过厚，涂装前被涂表面处理不干净，被涂 件表面存在油水、杂质干燥时也会产生气泡。 以上几点是涂装工作中容易出现的问题和现象，对其有所了解会对今后的施工有所帮助。5认真的工作态度是防腐工作的关键 在防腐施工中掌握正确的施工技术很重要，但是如果没有认真的工作态度，严格的执行各种规定也是做不好这项工作的。再涂装工作中施工质量的好坏很大一部分由环境条件和人的因素决定。有可能两个人同时干相同的的工作表面上看不出有什么区别，可经过一段时间以后好坏就表现出来了。因此，特别应提倡在防腐施工中加强责任心的教育。酸洗安全1 安全防护：每位进入酸洗车间的工作人员必须确认已配备全部劳防用品。包括：安全帽、安全带、防护眼镜、防毒面具、防酸工作服、围裙、防酸手套、防酸雨鞋等。2. 安全注意事项：牢固树立“安全第一”的思想，严格要求自己，互相监督。由于酸洗施工的特殊性，要求每一位进入施工现场的人员必须时刻保持警惕，工作时注意力集中，小心操作，本着为自己为他人负责的态度，认真工作。3. 注意施工时伤害他人。由于酸洗液具有强腐蚀性，施工时应设置 警示标志，防止酸洗液溅伤他人。现场酸洗注意事项： 1防止酸洗液流淌损伤设备。在酸洗区及影响区设置必要的防护措 施。可采用聚乙烯塑料薄膜包裹等。2 高空酸洗时，脚手架要牢固，工作时注意力应集中，注意废水排 放，不得野蛮施工乱排废水。施工程序：1 验收：由班长或班长指定专门人员验收上道工序产品，包括清点管段数量、核对管号、检查焊口打磨情况、管口打磨情况。对于不合格产品要求上道工序人员返工。2 脱脂：仔细检查管段表面发现油污严重的管段可先用丙酮脱脂，脱脂后的管段表面在冲水后应是浸润状态，即管的表面水迹应是完全均布。冲洗管段的内外表面，用PH试纸检查后（PH=68）即可进行下步工序。3