盘点金属材料的防腐蚀表面处理方法,让设备更“健康长寿”
盘点金属材料的防腐蚀表面处理方法,让设备更“健康长寿”
防腐界对于施工质量的评价,通常是以一句话来概括说明的,那就是“三分材料七分施工”。虽然这种论断有一些不够科学;但确实肯定了施工在防腐质量控制及评价方面的重要性。
随着工业领域的不断扩大,金属材料已经成为了人们大量应用的种类之一,而表面的防腐、防锈处理也成为了工业生产中的必不可少的环节。因此,在金属材料的表面防腐、防锈方面,制备适用的材料和方法一直受到关注。
金属表面存在的污染物主要是油污、铁锈(包括氧化皮)及旧有的防腐层(如涂料、树脂、玻璃钢、橡胶衬里、聚脲等等)。防腐蚀施工中金属表面处理包括除油、除锈、清除旧有防腐层、氧化、磷化、钝化等等内容,通常其处理工艺方法如下:
一、除油
金属表面除油。金属表面的油污有可以皂化的如动植物油和不可以皂化的如机油、柴油、凡士林油、石蜡、矿物油等等。
常用溶剂除油方法,就是使用有机溶剂清洗除油,选择一些具有溶解能力强,不易着火,毒性小,挥发较慢,不易引起空气中水分在构件表面凝结的溶剂,如汽油、松节油、丙酮、二甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯等。
碱性化学除油方法,就是利用碱溶液对油脂的皂化,以除去皂化性油污,也可以利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化油污,选择碱溶液要求具有较强的皂化能力和乳化能力,又不会对基层造成过腐蚀,如氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、硅酸钠等等。
干冰除油,就是利用干冰超低温冻融作用,对油污产生急剧降温“爆炸”效果,将油污杂质带出,从而去除工件油污。
燃烧除油,在保证安全条件下,可以使用喷火枪对油污进行燃烧,去除油污(这在混凝土水泥地坪涂装施工中表面处理时使用很多)。
蒸汽除油,根据施工环境及条件可以利用蒸汽对油污物件进行吹扫,从而达到清理油污的目的。
二、除锈
金属表面除锈。金属表面除锈除了人工除锈、机械除锈、水射流除锈、喷砂抛丸除锈外,还有激光除锈及干冰除锈等工艺方法。
人工除锈,利用铲刀、砂纸、钢丝刷、锉刀等除锈工具清除表面锈蚀物。这种方法劳动强度大,效率低,质量差,适用于一些防腐质量要求不高的防腐涂料施工。
机械除锈,就是使用电动或者风动打磨机进行除锈,这种除锈工艺方法比人工除锈效率高,质量好一些;但是噪音大,劳动强度大,容易伤害基体金属,和人体安全,而且钢丝轮与金属表面研磨产生的金属油泥很难处理,造成“二次污染”一般适用于简单的钢结构、设备、管道表面处理。
水射流除锈,是一种环保的除锈工艺方法,利用高压水泵及高压水枪产生的30MPa压力高压水进行除锈。这种工艺方法不但能够清除锈层而且能够清理掉一部分油污,除锈效率高,质量好。适用于大面积除锈,需要注意安全操作,控制好水压及喷射角度。
喷砂、抛丸除锈,这种除锈防腐是防腐蚀施工中最常用的方法,除锈效率高,速度快,质量好。喷砂、抛丸可以将金属表面的污染物彻底的清理干净,即使油污,锈蚀层及一些防腐层也能够除去,而且具有优良的粗糙度,能够为防腐层提供非常好的,利于高附着力的防腐层基面。当然因为环保因素,喷砂、抛丸除锈工艺方法受到限制;但是如果做好磨料灰尘的收集处理或者密封措施就可以解决环保问题。另外海绵喷砂技术也在工厂化表面处理作业中得到应用;但是由于造价成本及推广方面的因素依然没有实现广泛的应用。
化学除锈,金属表面的锈层和氧化皮主要是金属的氧化物,能够和酸溶液起化学反应而溶解,化学除锈就是利用各种酸溶液与金属表面氧化物发生化学反应,使其溶解在酸溶液中,从而达到除锈的目的,通常也称为“酸洗”。酸洗后最好不要用碱中和,因为金属表面的碱比酸更难除干净,而残存与金属表面的碱比酸危害更大。它不但降低防腐层与金属基层是结合力,而且能够与许多涂料和粘结剂腐蚀化学反应(如皂化反应),使得防腐层遭到严重的破坏。酸洗后的构件建议使用清洁水冲洗至PH值为7,迅速烘干或者吹干,为了防止酸洗后的钢铁表面返锈,最好在冲洗后进行钝化和磷化处理。
干冰除锈,使用干冰机将干冰喷射到锈蚀面,通过超低温冷冻激发,使得锈层和其他污染物瞬间“爆炸”脱离金属表面,达到剥离除锈效果,而且还可以将表面的油污,薄的防腐层一并处理干净,是非常环保的除锈工艺方法;但是因为造价及大面积不适应性,干冰除锈机在精密仪器加工和隐蔽部位,狭缝空间特殊领域使用,施工现场很少应用。
激光除锈,利用高能量激光束对锈层进行扫射,激光除锈是一种利用激光束的高能量密度,通过化学反应、热效应、机械效应以及冲击波和声波的作用,高效、精准地去除锈蚀的技术。随着国内人工费的上涨,激光除锈已经从小范围应用向大面积除锈发展,被认为是金属表面处理的前沿技术。
三种防腐方法
外加电流的电镀方法
在电解质内置入电极并通以电流。此时在电极与介质的界面上便有电化学反应发生。这种电化学反应包括阴极表面上离子的还原和阳极表面上的氧化,两个过程均在电镀工艺中得到利用。并且不仅可以使较小的离子放电来形成镀层,而较大的能使之带电的质点例如高分子的涂料或橡胶粒子也能通过这类方法来沉积在电极之上。表面转化
失去电子或俘获电子时所发生的氧化或还原过程也常用来形成表面上的防护膜层。这种表面处理手段是通过表面转化来生成反应产物,从而提供许多表面膜层的功能。例如腐蚀防护、减摩和抗磨、改善涂料和胶粘剂的附着,提供无色、黑色或彩色的装饰膜层等。合金催化液
合金催化液适用于各种金属材质,只要能流动浸泡到的地方都可以被催化。在常温下加热至83℃左右即可加工产品。加工过程中,一般浸泡金属时长在15-20分钟左右,浸泡完毕用清水洗干净,自然风干即可使用。在常温常压下密封保存长达3-5年不会变质。
“综合处理法”
金属化学酸洗综合表面处理,就是将除锈、除油、磷化、钝化等组合在一起一次性完成金属表面处理的工艺方法,称为“综合处理法”。
“二合一”表面处理工艺方法,就是将乳化除油和酸洗结合在一起,可以将除油除锈一次性完成,酸洗产生的氢气利于乳化除油,又利于酸和锈的作用,二者相互促进,处理效果更佳。
“三合一”表面处理工艺方法,分为除油、除锈、磷化及除油、除锈、钝化的表面处理方法。
“四合一”表面处理工艺方法,就是将除油、除锈、磷化、钝化一次性完成的一种新型处理方法,仅适用于有液体状油污和较轻的锈蚀(包括薄型浮锈和水锈)的钢铁构件直接处理,如果有半固体油脂,锈蚀较重的构件不能彻底清除。钢铁构件经过“四合一”表面处理,可以形成锌、铁、镁等金属不溶性磷酸盐膜层,具有很好的防护性能,又能吸附涂料,体感涂膜的附着力,增加防腐蚀能力。