钢管内表面预处理Word下载.docx

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在一些文献中有这样的统计，说明表面处理是影响覆盖层寿命诸多因素中最重要的因素，见表5-1。

表5-1各种因素对覆盖层寿命的影响

影响因素影响程度/%影响因素影响程度/%表面处理质量49．5涂料种类4．9膜厚（涂装道数）19．1其它因素26．5

图5-1　影响喷射除锈的各种因素的体系图　　F1火焰除锈：

钢材表面应无氧化皮、铁锈和涂层等附着物，任何残留的痕迹应仅为表面化变色（不同颜色的暗影）。

　　（3）锈蚀等级和除锈等级的评定在GB8923标准中给出了目视评定和标准照片的评定方法和要求。

评定锈蚀等级时，以相应锈蚀较严重的等级照片所标示的锈蚀等级作为评定结果；

评定除锈等级时，以与钢材表面外观最接近的照片所标示的除锈等级作为评定结果。

影响钢材表面除锈等级目视评定结果的因素很多，其中主要有：

　　①喷射或抛射除锈所用的磨料，手工和动力工具除锈所使用的工具；

　　②不属于标准锈蚀等级的钢材表面锈蚀状态；

　　③钢材本身的颜色；

　　④因腐蚀程度不同造成各部位粗糙度的差异；

　　⑤表面不平整，例如有凹陷；

　　⑥工具划痕；

　　⑦照明不匀；

　　⑧喷射或抛射除锈时，因磨料冲击表面的角度不同而造成的阴影；

　　⑨嵌入表面的磨料。

3．2SY／T0407《涂装前钢材表面预处理规范》

　　该规范要求与GB8923配合使用，大部分内容是参照美国钢结构涂装委员会SSPC标准编写。

结合管道减阻工艺要求中的相关内容简单介绍如下：

（1）喷（抛）射除锈前后的表面处理在喷（抛）射除锈前，除掉钢材表面可见的油、油脂和积垢。

除锈后，涂装前，应用干燥、无袖的空气吹，吸尘器吸或刷子刷等方法清除工件表面的浮锈和灰尘。

喷（抛）射除锈后的钢材表面应在未受污染之前就进行涂装，若涂装前钢材表面已受污染，应重新清理。

（2）磨料的选用根据喷射试验的结果，作为磨料以锆砂和线粒为最好，金刚砂为最差，铸铁碎粒和两种电熔金刚砂位于其间[1]。

金刚砂的表面除锈作用很慢，很不好，并且产生非常剧烈的尘埃飞扬。

线粒特别适用于精致截面的除锈，砂子的除锈作用也很好，但均会产生尘埃。

对于电熔金刚砂，其磨料输送量几乎只及锆砂、铸铁碎粒和线粒的一半。

对于同一除锈工作，用铁质磨料所需的量，在容积上比矿物质材料要少2～3倍，也就是说重颗粒较轻颗粒的除锈作用要好。

一定除锈作用所需的喷射时间，与所选用的磨料有关，单位时间内的除锈作用按下列顺序递减：

砂、锆砂、铸铁碎粒、0．65线粒、0．97线粒、0．72电熔金刚砂、0．75电熔金刚砂、金刚砂。

在实际操作中0．65线粒比0．97线粒除锈要快。

　　应根据钢管的钢号、种类、原始锈蚀程度、所用涂料的类型、除锈方法以及涂装所要求的表面粗糙度选择磨料。

喷（抛）射除锈可采用铸钢丸、铸铁丸、铸钢砂、铸铁砂和钢丝段等金属磨料。

　　可根据涂装系统对钢材表面锚纹深度的要求，参照表5—2选用磨料。

注意表中的钢丸硬度为HRC40～50，钢砂的硬度为HRC55～60。

表中典型的锚纹深度是在良好的喷（抛）射条件下（叶轮或喷嘴）预期达到的最大及平均的表面粗糙度。

标准的附录给出了钢丝段的规格、成分、硬度等性能要求。

在表面处理中，磨料中加入一定量的钢丝段，可产生尖形的粗糙度“峰谷”，对增加涂料膜层与钢材表面的机械附着力很有益处。

　　磨料的耗量决定于磨料寿命，这是一个难以定义的概念。

通常以磨料的碎裂性为依据。

在工程中用“可用次数”来表示其寿命，它决定了相对成本。

表5-3给出了几种金属磨料的成本比较和可用次数。

表5-3几种金属磨料的比较

磨料材质相对成本可用次数V氏硬度冷硬铸铁

可锻铸铁

铸钢

钢丝段1

1．6

3

310～100

＞100

＞500

＞500300～600

约400

400～500

约4003．3GB／T13288《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定》

　　该标准适用于以金属或非金屑磨料喷、抛射清理后表面的除锈等级高于GB8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中Sa2．5级的钢材表面。

将涂装前钢材表面经磨料喷、抛射清理后形成的表面粗糙度分为三个粗糙度等级，其划分法可见表5-4。

表5-4粗糙度等级级别的划分

级别代号定义粗糙度参数值Ry/μm丸状磨料棱角状磨料细细钢材表面所吾现的粗造度小样块1所呈现的粗糙度＜25＜25细F钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块1所呈现的粗糙度，或介于样块1与样块2所呈现的粗糙度之间25～＜4025～＜60中M钢材表面所呈现的粗造度等同于样块2所呈现的粗糙度，或介于样块2与样块3所

呈现的粗糙度之间40～＜7060～＜100粗C钢材表面所呈现的粗糙度等同于样块3所呈现的粗糙度，或介于样块3与样块4所

呈现的粗造度之间70～＜100100～＜150粗粗钢材表面所呈现的粗糙度等同于或大于样块4所呈现的粗糙度

≥100≥150

　　粗糙度参数对覆盖层的影响取决于下列因素：

　　①增大表面积，提高涂料的附着性，增进表面的活化状态；

　　②影响涂料的用量；

　　③影响覆盖层的防护作用，尖峰的露出。

　　粗糙度的大小取决于下列的因素：

　　①磨料的种类和规格；

　　②磨料的喷击速度和角度；

　　③喷射磨料的流量和作用时间；

　　④工件本身的种类、硬度和表面结构。

3．4可溶性氯化物的检测标准

　　ISO8502—2《清洁表面氯化物的实验室确定》标准，对存在钢表面的可溶性氯化物规定了一种测试方法，这种方法是先对一定面积的钢件表面进行清洗，接着采用硝酸汞滴定法以二苯卡巴腙-溴苯酚蓝作为指示剂，对收集的清洗掖中的氯化物进行分析测定。

除此之外，与之相关的标准还有，ISO8502—5《待涂装钢材表面氯化物检测—氯离子检测管法》、ISO8502—6《待涂装表面可溶性杂质的取样方法》和ISO8502—7《待涂装表面可溶性杂质分析—氯离子现场分析方法》。

4．钢管内表面预处理

　　为了保证内覆盖层的质量和使用寿命，在涂装作业前必须对涂装表面进行彻底的表面预处理，与防蚀用覆盖层相比减阻内覆盖层较薄，所以表面粗糙度应属表5—4中的细（F）级，按Q／SYxQ11标准的要求，除锈等级为Sa2．5级，粗糙度应为30～50μm。

　　在表面处理的几种方法中，针对管道内壁的喷（抛）射最为合适，具体的选用要根据管径和设备条件，大口径管可选用抛丸，小口径（如762mm以下）可选用喷砂。

荷兰金属研究所曾对喷射除锈进行过专题研究[1]，认为喷射除锈可看作是一种期望用侵蚀达到的磨耗作用。

对于喷射除锈技术提出了以下几点。

（1）喷击的颗粒速度对颗粒动能是决定性的，极受回弹颗粒的影响，颗粒速度是喷射距离的函数。

（2）射流的喷射角决定了颗粒在喷击时相碰撞的程度，在喷射角为45°

时或为最大。

　　（3）颗粒的大小对除锈的均匀性极为重要。

要达到预定目的，必有一个最佳颗粒大小。

颗粒大小很大程度上取决于表面层性能（轧制氧化皮、锈或铸造硬皮）和其下的表面状态。

4．1抛丸处理

　　抛丸处理是利用抛丸机的叶片在高速旋转时所产生的离心力，将磨料（钢丸、钢丝段、棱角钢砂等）以很高的线速度射向被处理的管内壁表面，产生的敲击和磨削作用，除去表面的氧化皮与锈蚀，让表面露出金属本色，并提供出对涂料具有锚固能力的粗糙度。

因抛丸处理不仅可以除去钢管表面的氧化皮、锈迹，而且可使钢管表面强化，消除残余应力，提高耐疲劳性能和抗应力腐蚀能力，抛丸处理磨料利用率高、除锈速度快、成本低，适合大规模作业，因此钢管内表面处理首选是抛丸处理。

抛丸处理工艺要求有：

管子预热、抛丸除锈、表面清理。

（1）管子预热预热是将管于内表面升温、除去表面的水分，部分油污，预热的方法有中频感应加热、火焰加热和热水喷淋加热。

在选择方法时应因地制宜、经济合理，与流水线相适应。

　　①中频加热结构简单，感应线圈安装在辊道上，不占地方，耗能少。

但中频加热对除去表面的油污、垃圾的效果不太好。

　　②火焰加热是以清洁的液化气燃烧，以火焰直接加热钢管内表面，这样做可烧掉表面上的水分。

这一方法的前提是必须要有充足的液化气供应。

　　③热水喷淋加热，除去油污、垃圾的效果好，但设备复杂，要有蒸汽源、热水泵和热水蒸发的通风室，占地较大。

（2）抛丸除锈在生产线上，抛丸工序是在抛丸箱里进行的，它是由抛头、磨料循环装置、磨料清扫装置、通风除尘装置所组成。

当管子进入抛丸箱后，抛头的叶片在电动机带动下高速旋转，产生强大的离心力，在离心力的作用下，磨料沿叶片长度方向加速运动，直至抛出。

抛出的磨料成扇形流束，敲打在管子内表面上，以除去氧化皮和锈蚀。

当磨料抛出后，磨料循环系统将使用过的磨料再行回收、筛选，转送到供料端重复使用。

　　（3）表面清理抛丸处堙过的管子内部残留有磨料粉尘和锈渣等污物，要经过清扫处理，在老式装置中有的是将管子倾斜，倒出残留物，这样做需要消耗很大的动力，并需要一定的时间，故现代新的装置上已很少采用。

新的清扫手段是用压缩空气吹扫或用真空吸尘装置吸取。

随着HSE意识的增强，在抛丸作业的生产线中都应装有通风除尘装置，用来吸取抛丸过程中产生的粉尘和分离回收磨料。

　　（4）磨料抛丸处理用的磨料主要有铁丸、钢丸、钢丝段和棱角钢砂四种。

从经济实用上讲钢丸较好，从抛丸效果，亡讲钢丝段较好。

理想的抛丸处理磨料应是钢丸加钢丝段或钢丸加钢砂，两者比例为1：

1到2：

1之间。

4．2喷砂（丸）处理

　　喷砂（丸）处理是以压缩空气为动力，将磨料（砂或丸）以一定的速度喷向被处理的钢材表面，在磨料的敲击和磨削的作用下，将金属表面上的氧化皮、锈蚀产物及其它污物清除掉。

喷砂（丸）处理的装置，一般包括有：

压缩空气输送（处理、储存）系统；

喷嘴、胶管、磨料回收循环系统；

牵引照明电控系统；

除尘系统及供气供砂系统。

　　影响喷砂（丸）除锈效果的因素较多，如空气压力、磨料的种类和规格、磨料的喷射角度和速度、喷嘴至钢表面的距离等。

磨料要根据表面处理的要求和钢材表面的原始状态来选取，通常可用钢丸、钢丝段、棱角钢砂、石英砂或它们的混合