試分析鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械噴射處理工藝與設(shè)備

（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

試分析鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械噴射處理工藝與設(shè)備

王會(huì)賢

（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

本文從噴砂除銹、拋丸除銹兩方面分析鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械噴射處理工藝與設(shè)備，以推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)表面預(yù)處理工藝的健康發(fā)展，同時(shí)降低其對(duì)環(huán)境的不良影響。

鋼結(jié)構(gòu)；噴砂除銹；拋丸除銹

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，鋼結(jié)構(gòu)涂層壽命的影響因素呈多樣化，其中涂料種類(lèi)4.9%、膜厚19.1%、表面處理49.5%、其他26.5%，所以鋼材表面處理質(zhì)量勢(shì)必影響到涂層質(zhì)量。鋼材表面處理以機(jī)械噴射處理為主，以提高鋼材表面清潔度、調(diào)整鋼材表面粗糙度、增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕能力為目的。本文主要圍繞噴砂除銹、拋丸除銹兩方面來(lái)分析鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械噴射處理工藝與設(shè)備。

一、鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械噴射處理工藝

噴砂除銹是指壓縮空氣后磨料被吸（推）入管道內(nèi)，然后再經(jīng)氣流作用持續(xù)加速至噴槍噴出磨料流，如此磨料粒對(duì)底材表面起到高速?zèng)_擊的作用，以達(dá)到除銹的目的，進(jìn)而調(diào)整鋼材表面的粗糙度。噴丸除銹是指鋼質(zhì)磨料經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪以較佳角度、較高速度噴射至工件表面，如此鋼質(zhì)磨料對(duì)工件表面起到高速?zèng)_擊作用，以達(dá)到除銹、消除應(yīng)力、調(diào)整鋼材表面粗糙度的目的。其中拋丸除銹引領(lǐng)著鋼結(jié)構(gòu)表面預(yù)處理工藝的發(fā)展。

（一）噴砂除銹工藝

噴砂除銹作為鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械噴射處理的主要方法，主要包括空氣壓力、噴嘴（清除效率）兩項(xiàng)基本要素。

空氣壓力即噴嘴出口的壓力，計(jì)算公式見(jiàn)式（1）：

其中，K—綜合復(fù)數(shù)；S—清除效率；單位m2/h； P—空氣壓力，單位MPa，可見(jiàn)空氣壓力與清理效率呈正相關(guān)。研究表明，噴砂除銹的最佳空氣壓力取0.70MPa（0.55MPa～0.75MPa），其中過(guò)高的空氣壓力及磨料破碎率、過(guò)量的鋼材切蝕、空氣紊流及噴射距離均對(duì)噴砂效率起著負(fù)面影響，同時(shí)磨料嵌入鋼材表面的概率較高亦會(huì)影響到涂層質(zhì)量，此外空氣壓力過(guò)低會(huì)導(dǎo)致噴砂效率降低。

噴嘴主要從材質(zhì)、內(nèi)孔結(jié)構(gòu)、噴嘴口徑三方面影響著噴嘴的清理效率，其中較大的噴嘴口徑能夠提高清理效率，函數(shù)關(guān)系式見(jiàn)式（2）：

其中，D—噴嘴口徑，單位mm；k1-綜合復(fù)數(shù)，注意噴嘴的選擇應(yīng)從鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)及規(guī)格、噴砂效率、空壓機(jī)容量、噴砂質(zhì)量要求（清潔度、粗糙度）、噴砂作業(yè)環(huán)境等，此外若噴嘴孔徑＞14mm，那么必須及時(shí)更換，以免對(duì)噴砂質(zhì)量造成不良影響。由此可見(jiàn)，噴砂除銹工藝必須嚴(yán)格遵循既定的技術(shù)參數(shù)，即噴砂角度60°～70°；噴砂距離200mm～30mm；噴砂與噴底漆時(shí)間間隔最小值4h（相對(duì)濕度＜85%）；移動(dòng)速度4m/min～6m/min；噴砂房高度2m～4m；環(huán)境相對(duì)濕度＜80%。

（二）拋丸除銹工藝

與噴砂除銹工藝相比，拋丸除銹工藝具備諸多優(yōu)點(diǎn)，例如拋丸除銹多與自動(dòng)化流水線(xiàn)作業(yè)配合使用，由此達(dá)到完全機(jī)械化操作、改善工作環(huán)境、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的；除銹質(zhì)量達(dá)到GB/T 8923-1988的Sa2級(jí)或ISO8501-1的Sa2級(jí)；鋼結(jié)構(gòu)表面硬度、抗疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力能力均達(dá)到較高水平；拋丸除銹的單機(jī)生產(chǎn)功率、消耗功率等均較噴砂除銹更優(yōu)等。目前，拋丸除銹主要采用型鋼拋丸機(jī)，其中拋丸除銹作業(yè)完畢后，鋼材需調(diào)運(yùn)至專(zhuān)業(yè)場(chǎng)所進(jìn)行噴漆作業(yè)，其中跑完流水線(xiàn)由拋丸除銹、噴車(chē)間底漆、烘干流水線(xiàn)三部分組成。拋丸流水線(xiàn)以鋼板預(yù)處理線(xiàn)為主，應(yīng)依次按下列流程開(kāi)展工作，即鋼板、校平機(jī)、預(yù)熱器、拋丸室、自動(dòng)噴漆機(jī)、烘干室、輥動(dòng)運(yùn)輸、起吊。

二、鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械噴射處理設(shè)備

由前文可知，噴砂除銹與拋丸除銹間存有較大差異，因此兩大工藝所選用的主要設(shè)備亦不盡相同，其中噴砂除銹工藝涉及噴砂機(jī)（罐）、噴砂系統(tǒng)、空壓器及油水分離器等；拋丸除銹工藝涉及除塵系統(tǒng)、車(chē)間底漆噴漆裝置等。

（一）噴砂設(shè)備

噴砂除銹工藝主要涉及噴砂機(jī)（罐）、噴砂系統(tǒng)、空壓器及油水分離器等設(shè)備。噴砂機(jī)包括壓送式、分吸式兩種，其中壓送式噴砂機(jī)主要被應(yīng)用到建筑鋼結(jié)構(gòu)涂裝工藝領(lǐng)域，具體表現(xiàn)出高效率、高質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，注意從工作狀況角度可以把壓送式噴砂機(jī)劃分成遙控式、人工控制式兩種。噴砂系統(tǒng)以開(kāi)放式最常用，若用來(lái)處理大型鋼結(jié)構(gòu)，橋梁、儲(chǔ)罐、建筑鋼結(jié)構(gòu)大多采用開(kāi)放式噴砂系統(tǒng)，具體表現(xiàn)出費(fèi)用低廉、作業(yè)環(huán)境要求低、噴砂質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也表現(xiàn)出磨料回收率低、環(huán)保效益低的缺點(diǎn)。噴砂系統(tǒng)內(nèi)主要涉及專(zhuān)業(yè)噴砂房。目前，國(guó)內(nèi)各大型鋼結(jié)構(gòu)廠（如滬寧鋼構(gòu)、振華港機(jī)）均擁有專(zhuān)業(yè)的噴砂房，如此體現(xiàn)出較高的現(xiàn)代化涂裝水平。噴砂房?jī)?nèi)共設(shè)六大系統(tǒng)，即金屬磨料篩選分離系統(tǒng)、磨料回收系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、噴砂系統(tǒng)、工件運(yùn)載系統(tǒng)，其中工件運(yùn)載系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。針對(duì)空壓器而言，壓力與壓縮空氣量的控制以確保噴砂工藝順利推進(jìn)為依據(jù)，其中壓縮空氣的質(zhì)量對(duì)噴砂處理的質(zhì)量起著決定性的作用，即顆粒≥1μm、壓力露點(diǎn)溫度取-20℃、含油1mg/m3，此外開(kāi)放式噴砂機(jī)作業(yè)過(guò)程，必須裝設(shè)油水分離器，以降低對(duì)空氣質(zhì)量的不良影響。

（二）拋丸流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)

拋丸流水線(xiàn)主要由鋼板輸送、除塵系統(tǒng)、車(chē)間底漆噴漆裝置、涂層干燥組成，其中鋼板輸送即電機(jī)帶動(dòng)輥道輸送，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)變頻無(wú)極調(diào)速（2m/min～8m/min）。拋丸除銹要求拋丸器視情況取4只～12只。拋丸機(jī)包括葉輪、分丸輪、定向套、葉片四部分，其中葉輪轉(zhuǎn)速達(dá)2500r/min、葉片磨速達(dá)60m/s～80m/s。除塵系統(tǒng)以清除粉塵、碎磨料為主要任務(wù)，具體由布袋除塵器、旋風(fēng)除塵器、吸塵軟管、高壓離心抽風(fēng)機(jī)等部分組成。車(chē)間底漆噴漆裝置主要采取無(wú)氣噴漆法，注意鋼板傳送速度依據(jù)車(chē)間底漆厚度進(jìn)行調(diào)整，此外噴槍移動(dòng)速度取0.5m/s～1.2m/s；噴幅角度取取70°～90°；噴嘴孔徑取0.48mm～0.53mm。涂層干燥要求烘房溫度控制到80℃，而烘干時(shí)間控制到1min～2min，注意涂層烘干后，再與冷卻裝置、通風(fēng)裝置配套使用，以提高溶劑的揮發(fā)速度。

[1]岳小威. 鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料施工應(yīng)用技術(shù)[J]. 現(xiàn)代涂料與涂裝，2011，01:59-62.

[2]王振波.鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐技術(shù)[J].工程設(shè)計(jì)與研究，2012，02:26-27，32.

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