鋼結構涂裝作業中的表面處理

張健

摘要：鋼結構涂裝作業中的表面處理是一項重要的步驟。表面處理效果的好與壞，直接關系到鋼結構涂裝作業的成敗。本文介紹了表面處理的目的與對象、表面處理的標準、種類、粗糙度以及磨料。

關鍵詞：鋼結構;防腐蝕;表面處理

1引言

隨著工業的飛速發展，鋼結構在橋梁、電廠、大型生產裝置、海工結構等不同領域、不同環境中都得到了廣泛的應用。鋼結構在不同的環境中產生了日益嚴重的腐蝕問題，嚴重影響了正常的安全使用和生命財產的安全，給人民經濟帶來巨大的損失。所以，在設計鋼結構時就應該根據使用情況、環境狀況等因素進行合理的涂裝設計。鋼結構涂裝壽命長短的關鍵因素取決于表面處理，表面處理也是涂裝施工中最關鍵的步驟，耗費成本最高的一個步驟。

2表面處理的目的

大部分的涂層缺陷都是來自于不良的表面處理。任何涂料在處理不良的表面上都無法發揮其最佳性能。高等級的表面處理質量將會延長涂料的壽命。

表面處理包含以下三個目的：

（1）表面清理：除去表面上對涂料有損害的物質，特別是氧化皮、鐵銹、可溶性鹽、鋅鹽、油脂等。

（2）結構處理：對于底材的本身必須進行一定的處理、修補，如銳邊的打磨倒角的磨圓，飛濺的去除，焊孔的補焊及磨平等。

（3）表面粗糙度：表面粗糙度增大了對涂層接觸表面，并有機械吻合作用，提高了涂層對底材附著力。粗糙度過大，在波峰處往往引起厚度不足，引起早期點蝕;粗糙度過大，也會使得油漆損耗過大。

3表面處理的標準

在判斷表面處理的程度時，國際上有很多不同的標準，如：ISO8501：1988、GB8923-88、SSPC/NACE、JSRASPSS。我國采用的是GB8923-88，它等效于ISO8501：1988。

ISO8501-1：1988表面處理的要求

用手工動力工具，例如用手工鏟刀、打磨機械等工具進行的表面預處理，以字母“St”表示。手工和動力工具清理前，任何厚的銹層應予以鏟除，可見的污垢應予以清除。手工和動力清理后，表面應清除浮灰和碎屑。

St2徹底的手工和動力工具除銹，在不放大的情況下進行觀察時，表面應無可見的油脂和污垢，并且幾乎沒有附著不牢的氧化皮，鐵銹、油漆涂層和異雜物。

St3非常徹底的手工和動力工具除銹，與St2相比，但表面處理要徹底得多，表面應具有金屬底材的光澤。

以噴射清理方式進行的表面預處理，以字母“Sa”表示。噴射清理前，任何銹層應予鏟除，可見的油脂和污垢也應予清除。噴射清理后，表面應清除浮灰和碎屑。

Sa1輕度噴射處理在不放大的情況下進行觀察時，表面應無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮，鐵銹、油漆涂層和異物。

Sa2徹底噴射處理在不放大的情況下進行觀察時，表面應無可見油脂和

污垢，并且幾乎沒有氧化皮、鐵銹、油漆涂層和異物。任何殘留物應當是牢固附著的。

Sa2非常徹底的噴射處理在不放大的情況下進行觀察時，表面應無可見的油脂和污垢，并且沒有氧化皮、鐵銹、油漆涂層和異物。任何殘留的痕跡應僅是點狀或條紋狀的輕微色斑。

Sa3使鋼材表觀潔凈的噴射清理在不放大的情況下進行觀察時，表面應無可的油脂和污垢，并且氧化皮、鐵銹、油漆涂層和異物。該表面應具有均勻的的金屬色澤。

4表面處理的種類

鋼結構制作中的表面處理的方法可分為：手動工具處理、動力工具處理、噴砂處理、水噴射和化學處理等。

4.1手動工具處理

手工打磨適用于那些不需要進行噴砂處理的小面積部位。相應的處理標準有SSPCSP2和ISOSt2。

手動工具清理除去所有松散的氧化皮，銹，油漆和其他有害的外來物質。這種方法不能除去粘附的氧化皮，銹和油漆。

常用的工具有砂紙、鋼絲刷、鑿子等。這些工具的選用取決于環境和具體使用部位。

在涂裝作業中，手動工具可以有針對性對銹蝕部位進行處理，除去銹蝕和缺陷涂層。手動工具的使用費用低廉，可以很好地完成涂層的維修處理，它可以在狹小部位施工，產生的灰塵很少。與其它表面處理方法相比，它更適合于在敏感設備及人們工作的區域進行工作。

4.2動力工具清理

動力工具要使用諸如電或壓縮空氣等能源。動力工具可以除去所有松散的氧化皮，鐵銹，舊漆膜和其他有害物質，但是不能除去附著牢固的氧化皮，鐵銹和舊漆膜。

動力工具除銹在SSPC中有兩個級別，SP3和SP11。SP3要求表面沒有松散的氧化皮、銹蝕，漆皮和其它雜物。SP11則要求裸露出金屬本色，級別更高，除了以上要求外，還要求表面有一定的粗糙度至少達到25μm。在ISO8501-1中則只是規定St3，要求處理過的鋼材表面裸露出金屬光澤，而沒有對粗糙度作出要求。

4.3噴砂處理

噴砂處理可以拉毛原有涂層，以便復涂，也可以用噴砂清理徹底清除原有的腐蝕物、涂料和氧化皮。噴砂處理是所有表面處理方法中最有效的一種。

噴砂處理的磨料硬度和數量與磨料離開噴嘴的速度相結合，可以產生很大的力量。當磨料沖擊表面，它可清除原有的涂層、腐蝕物和氧化皮，還能通過形成尖角狀的表面粗糙度，增加鋼鐵表面積。噴砂處理的清潔度最終是由噴嘴與表面之間的距離和施工人員的“停留時間”決定的。表面

粗糙度和粗糙度形狀取決于所用磨料的類型和尺寸以及被處理表面的硬度。

5表面粗糙度

表面粗糙度定義為當磨料高速撞擊表面時和使用某種動力工具沖擊表面時產生的尖峰與谷底深度的最大值。粗糙度形成時，表面積會增大，從而增強了涂層對表面的附著力。當表面粗糙度不夠時，可能會導致涂層附著力欠佳，而表面粗糙度太大則會引起針尖銹蝕，并且需要更多數量的涂料去填充粗糙表面所有的“谷底”，以便在粗糙度表面的“尖峰”上達到規定的涂層厚度。因此，符合最小與最大表面粗糙度規定是涂層成功的關鍵。

粗糙度測量的種類分為三種：

表面粗糙度比測器、表面粗糙度深度測量儀、復制膠帶

復制膠帶法可以有效地測量出表面粗糙度的具體數值，并且能夠保存記錄。

通常在一定的區域內要測量三點，可以看出粗糙度是否均勻，以及求得其平均值。

6鋼結構表面處理存在的主要問題

目前，鋼結構表面處理主要采用鋼砂進行噴砂處理，一般要求表面清潔度達到Sa2?級，表面粗糙度達到50μm～100μm，主要存在以下幾個問題：

（1）表面油污未清除干凈。鋼結構表面的油污對油漆涂裝質量產生重大的影響，必須在噴砂處理前清除干凈。油污的清除不能采用噴砂的方式清除。清理油污需采用專用的溶劑擦拭，并用高壓水槍沖洗。

（2）表面清潔度未達到要求。噴砂處理時產生了大量的灰塵，導致噴砂房的光線非常暗淡;另外由于鋼結構的結構較復雜，導致有些部位的視線受阻而漏噴或噴砂不到位。

（3）表面粗糙度過高。表面粗糙度過大原因是使用的磨料粒度過大，

空氣壓力過大，噴砂時停留的時間過長。根據實際情況，降低磨料的粒度，噴嘴壓力降低，縮短噴砂停留時間，使得表面粗糙度有了很大的降低。

（4）鋼結構設計本身的缺陷使得某些部位難以噴砂，從而達不到要求。某些部位在產品制作完成后難以噴砂施工，但是在制作前，先進行噴砂預涂處理，這樣就解決了制作后難以噴砂的難點，從而達到了噴砂要求。

（5）油漆涂裝前污染。鋼結構表面的噴砂處理完成后，如：吊裝運輸過程中的設備漏油污染，鋼結構表面的再次修補、打磨產生的污染，天氣變化使得相對濕度提高而使表面返銹加快，等候時間的過長使得表面返銹等原因造成油漆前的污染。要避免這些污染，我們要在日常的工作中做好設備維護保養工作，鋼結構噴砂前的檢驗要盡量到位，底漆涂裝的準備工作要完善。這樣才能提高我們的涂裝質量。

7建議

鋼結構的表面處理是鋼結構涂裝施工中最關鍵的一個步驟，表面處理效果決定了整個涂裝系統最終使用壽命的一個關鍵因素。在涂裝施工中，應嚴格按照涂裝施工作業指導書進行，只有確保表面處理的成功，才能保證整個涂裝系統的使用壽命。

在不同的環境中，鋼結構的涂裝系統的要求是隨著環境的不同而改變，表面處理的程度也隨之改變。也就是說，業主指定的表面處理等級雖然較低，但其選擇的涂裝系統適用于該較低等級的表面處理，仍能在其服務環境中提供長期保護，可節省其涂裝項目的費用。

參考文獻：

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