钢结构表面处理技术要点

钢结构表面处理技术要点钢结构表面处理是确保防腐涂层附着力和耐久性的关键环节，其技术实施质量直接影响整个防护体系的服役寿命。表面处理不当会导致涂层早期失效，引发钢材腐蚀，造成结构安全隐患。根据钢结构防护技术规范要求，表面处理需系统控制多个技术节点，从基材原始状态评估到最终清洁度验收，每个环节都有明确的技术参数和操作标准。一、表面处理前基材评估与准备要点基材原始状态评估是制定处理方案的基础。首先需检测钢材表面锈蚀等级，按照国家标准GB/T8923.1分为A、B、C、D四个等级。A级为完全无锈蚀的轧制表面，B级为轻微锈蚀，C级为明显可见锈蚀，D级为严重锈蚀。评估时需使用标准图谱比对，在自然光或等效光源下观察，记录锈蚀面积百分比和锈蚀类型。对于C级和D级锈蚀，必须采用机械或化学方法彻底清理。表面污染物识别与分类处理是准备工作的核心。钢结构表面常见污染物包括油污、盐分、焊渣、飞溅物、旧涂层等。油污检测可采用水膜破裂法，滴水后观察水膜是否连续，若出现收缩或破裂表明存在油污。盐分污染需使用Bresle贴片法检测，表面可溶性盐含量应控制在每平方米7毫克以下，海洋环境或重工业污染区域要求更严格，需低于每平方米3毫克。焊渣和飞溅物必须采用铲刀、砂轮等工具物理清除，不得仅依赖喷砂处理。边缘和焊缝处理是容易被忽视的技术要点。所有自由边必须倒角处理，形成半径不小于2毫米的圆角，避免涂层过薄。焊缝表面应平整光滑，咬边深度不得超过0.5毫米，凸起高度不应超过1毫米。对于尖锐边角，需采用打磨方式形成45度坡角，宽度控制在5-8毫米范围内。这些处理能显著降低涂层应力集中，提升边缘覆盖效果。二、除锈工艺技术要点与参数控制喷射除锈是目前应用最广泛的工艺，其技术参数控制直接决定除锈质量。磨料选择需根据基材状况和除锈等级确定，常用磨料包括铜矿渣、石英砂、钢丸、钢砂等。对于Sa2.5级除锈，推荐使用粒径0.5-1.5毫米的铜矿渣或石英砂；对于Sa3级，需采用粒径0.2-0.8毫米的钢丸或钢砂。磨料硬度应控制在莫氏硬度6-7之间，过低影响效率，过高损伤基材。喷射工艺参数需系统优化。压缩空气压力应保持在0.6-0.8兆帕，喷嘴直径选择8-12毫米，喷射角度控制在45-75度，距离基材表面200-300毫米。移动速度需均匀，一般控制在每分钟0.5-1.0米，相邻喷射带重叠宽度不小于50毫米。环境湿度超过85%时应停止作业，钢材表面温度必须高于露点温度3摄氏度以上。这些参数协同作用，确保除锈效率和质量稳定性。动力工具除锈适用于局部修补和无法喷射的场合。使用角磨机、针束除锈机等设备时，磨片粒度选择80-120目，转速控制在每分钟3000-6000转。操作时应保持15-30度倾角，施加压力均匀，避免局部过热导致钢材性能变化。对于St3级除锈，需达到金属本色，无任何可见锈蚀、氧化皮和旧涂层残留。手工除锈仅作为辅助手段，不得用于大面积主结构处理。三、表面清洁度与粗糙度控制要点除锈等级验收必须严格执行标准。Sa2.5级要求钢材表面无可见油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层，残留物仅为点状或条纹状轻微色斑。验收时需在良好光照下目视检查，配合放大镜观察。Sa3级要求表面完全清洁，呈现均匀金属色泽，粗糙度控制在40-75微米。验收记录应包括处理日期、方法、等级、操作人员等信息，形成可追溯档案。表面粗糙度是影响涂层附着力的关键参数。粗糙度测量采用对比样块法或仪器法，常用参数为Ra和Rz。对于常规防腐涂层，粗糙度应控制在30-75微米；对于厚浆型涂层，可适当提高至50-100微米。测量时应在不同位置取至少5个点，计算平均值。粗糙度过小降低机械咬合作用，过大则导致涂层厚度不均，易产生针孔。清洁度保持是处理后的重要环节。除锈合格的钢材应在4小时内涂覆底漆，最长不超过8小时。若超过时限或发现返锈，必须重新处理。在涂装前，需用干燥洁净的压缩空气吹扫表面，去除灰尘。空气压力控制在0.4-0.6兆帕，喷嘴距离表面100-150毫米。对于高要求场合，可采用真空吸尘方式，确保表面灰尘等级不高于ISO8502-3规定的1级。四、防腐涂层配套体系技术要点底漆选择必须与表面处理等级匹配。对于Sa2.5级处理表面，可采用环氧富锌底漆、无机富锌底漆等高性能产品；对于St3级，宜选用渗透性好的环氧底漆。富锌底漆干膜锌含量不低于80%，施工时基材表面粗糙度需控制在40-60微米，过低影响附着力，过高导致锌粉分布不均。底漆施工后，需在24小时内涂覆中间漆，避免长期暴露。涂层配套体系设计需考虑服役环境。C3环境（城市工业大气）推荐总干膜厚度160-200微米，采用环氧底漆加聚氨酯面漆体系；C4环境（高盐度沿海）要求240-280微米，增加环氧中间漆；C5-I环境（极端工业）和C5-M环境（极端海洋）需达到320-400微米，采用多道复合涂层。每道涂层厚度需均匀，避免局部过厚导致开裂或过薄防护不足。涂层施工间隔时间控制是技术难点。环氧类涂层在20摄氏度环境下，最小重涂间隔为4小时，最大为7天；聚氨酯面漆最小间隔16小时，最大30天。温度每降低10摄氏度，间隔时间延长约1.5倍。超过最大间隔时，需对表面进行拉毛处理或涂覆连接漆。施工时需记录环境温湿度、基材温度、露点温度等参数，确保符合产品技术要求。五、施工环境与过程监控要点环境条件监控贯穿施工全过程。涂装作业应在5-40摄氏度环境进行，相对湿度不高于85%，钢材表面温度高于露点3摄氏度。雨雪天气禁止露天作业，风力超过5级时应设置挡风措施。对于无气喷涂，涂料温度宜控制在15-25摄氏度，过低增加粘度影响雾化，过高缩短适用期。这些参数需每2小时记录一次，形成施工日志。涂料调配与使用过程需严格管理。双组分涂料必须按产品规定配比混合，误差控制在±3%以内。混合后需充分搅拌3-5分钟，静置熟化10-15分钟。适用期从混合开始计算，20摄氏度下环氧涂料通常为2-4小时。超过适用期的涂料严禁使用。稀释剂添加量不超过涂料总量的5%，过量会导致涂层性能下降。调配好的涂料需用80-120目滤网过滤，去除杂质。施工方法选择影响最终质量。无气喷涂效率最高，喷嘴口径选择0.43-0.53毫米，压力比45:1以上，喷涂距离300-400毫米，角度垂直于表面。刷涂适用于边角和复杂部位，需采用交叉刷涂法，避免单向刷涂产生刷痕。辊涂用于大面积平面，辊筒绒毛长度选择6-12毫米，辊涂后需用刷子理顺边缘。每种方法均需控制湿膜厚度，通过湿膜测厚仪实时监测。六、质量检验与验收技术要点过程检验需分阶段实施。底漆施工后检查附着力，采用划格法或拉拔法，附着力不低于5兆帕。中间漆和面漆施工后检查湿膜厚度，每10平方米至少测量5个点，确保达到设计厚度。干膜厚度采用磁性测厚仪测量，90%以上测点值不低于规定值，最低值不低于规定值的90%。对于厚膜涂层，需进行针孔检测，使用湿海绵检漏仪，电压设定90伏，发现针孔及时修补。最终验收需综合评估。外观检查应无流挂、起泡、针孔、裂纹等缺陷，颜色均匀一致。光泽度测量采用60度角光泽仪，偏差不超过设计值的±5个单位。硬度测试使用铅笔硬度法，环氧涂层通常达到2H以上。对于储罐内壁等特种用途，还需进行漏涂点检测，使用电火花检测仪，电压根据涂层厚度计算，一般为每微米4-5伏。技术文件归档是质量追溯保障。完整的技术档案应包括表面处理方案、施工记录、检验报告、材料合格证、环境记录等。对于重大工程，还需保留磨料检验报告、盐份测试记录、粗糙度测量数据等原始资料。所有文件需签字确认，存档期限不少于10年，与结构使用年限匹配。七、特殊工况处理技术要点焊缝区域处理需特别关注。焊后热处理产生的氧化皮致密坚硬，需采用角磨机配合钢丝轮初步清理，再进行喷射处理。对于不锈钢焊缝，禁止使用碳钢磨料，应采用非金属磨料或不锈钢丸。焊缝检测比例应高于母材，至少20%面积进行重点检查。高强钢焊接区域禁止采用火焰除锈，避免影响母材性能。旧涂层翻新处理工艺复杂。需先评估旧涂层附着力和类型，附着力差的必须完全去除。对于附着良好但粉化的旧涂层，需采用高压水冲洗或轻度喷射拉毛，增加表面粗糙度。incompatible涂层体系间必须涂覆隔离层，如醇酸涂层上涂环氧涂层，需先涂覆磷化底漆过渡。涂层兼容性测试应提前进行，至少测试3个样件，浸泡30天观察界面变化。狭窄空间或复杂结构处理需采用特殊方法。对于箱型结构内部，可采用真空喷砂或湿喷砂技术，控制粉尘和磨料回收。对于角焊缝等死角，需使用针束除锈机或角磨机手工处理，处理等级至少达到St3级。对于无法进入的空间，可考虑采用气相缓蚀剂或牺牲阳极保护替代表面处理。每种特殊情况均需编制专项方案，经技术负责人审批后实施。八、安全环保与职业健康要点粉尘控制是喷射除锈的首要环保问题。作业区应设置密闭或半密闭空间，配备局部排风系统，排风口风速不低于每秒0.5米。操作人员必须佩戴防尘口罩，防护等级达到KN95以上。磨料应循环使用，回收率控制在80%以上，废弃磨料按固体废物处理。对于含铅等重金属的旧涂层，需按危险废物管理，委托有资质单位处置。溶剂型涂料施工需防火防爆。作业场所溶剂浓度不得超过爆炸下限的25%，配备可燃气体检测仪实时监测。电气设备需防爆等级不低于ExdIIBT4。废溶剂应集中收集，采用专用容器密封存放，定期交由有资质单位回收。涂料空桶需清洗3次以上，压扁后作为固废处理，严禁随意丢弃。职业健康防护贯穿施工全过程。噪声控制方面，喷射作业区噪声不得超过85分贝，操作人员佩戴耳塞或耳罩。振动工具使用不超过2小时需轮换，防止白指病。涂料中的有害物质如苯、甲苯、二甲苯等，其时间加权平均容许浓度分别不超过6、50、50毫克