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表面预处理在钢结构涂装中的重要作用 |
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作者：中国船舶工艺研究所 沈国良 |
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摘要：简述了表面预处理在钢结构涂装中的作用，表面处理等级，表面处理步骤。
关键词：表面预处理；钢结构涂装；作用
涂装专家常说，表面预处理对涂层性能的优劣有着最为重要的作用。换句话说，在诸多影响涂层性能的因素中，表面预处理最为重要。虽然选择了恰当的涂层系统，但如果表面预处理没有做好，涂层的性能是很糟糕的。工件的表面预处理工作做得好，那么涂层的质量通常也会很好。
1 表面预处理是一项基础性的工作
涂漆前的表面预处理对于涂层的重要性好比建造一幢建筑物所需要的地基，要是一座建筑物的基础没有做好，它就会像比萨斜塔那样发生倾斜，或者整座倒塌。如果涂层的基础 ( 表面预处理 ) 没有做 好，涂层的保护年限就难以达到规定的要求，或者会 发生灾难性的后果。
表面预处理可以在两个方面为性能优良的涂层创造条件：第一是机械方面的，为涂层提供表面粗糙度；第二是化学方面的，使涂料的分子与钢材基体表面紧密接触。我们可以想象一下在光滑表面或肮脏的表面上涂漆会产生什么样的效果，就会理解表面预处理对获得良好涂层质量的重要性了。
1 ． 1 克 服光滑表面对涂层的不良影响
要是表面很光滑，涂层和表面之间就不会存在良好的附着力，可以毫不费力地用刮刀甚至指甲来除掉玻璃表面上的涂层，这是大家都知道的事实。相反，要是工件表面象砂纸那样粗糙，那末，要想把涂层清除掉就不是一件易事。钢材表面经喷丸处理后就会像砂纸那样粗糙，出现许许多多细微的波峰和波谷，这就是我们常说的表面粗糙度。涂层深入到波谷的底部，波峰就像牙齿一样把涂层紧紧地咬住。所以，在涂装界就有人把表面粗糙度形容成“锚”或“机械齿”。
1 ． 2 消除表面污物对涂层的有害影响
工件表面上的污物是由许多不同的物质构成的，钢材表面上的污物包括：污垢、灰尘、油脂、油、锈、氧化皮，有时候还有水汽。要是这些污物被涂层覆盖了，涂层的机械性附着力和化学性附着力就会受到影响，涂层就会失效。
相反，要是在涂漆前将这些污物清除干净，就可 以在工件表面上形成一道完整的与钢材良好结合的涂层，涂层的附着力就会得到有效的保证。附着力好的涂层就像一道有效的屏障，防止水汽与钢材接触。应当明确，在钢材腐蚀过程中，水汽是一种电解质。
1 ． 3 肉眼看不见的有害物质
还有一些化学有害物是我们肉眼无法看到的。最有害的化学有害物是一些可溶性盐类，象氯化物和硫化物等等。要是这些有害物质不被彻底清除， 它们就会使水汽穿透涂层，到达涂层底部，造成起泡，使涂层与基材分离，钢材的腐蚀就会加快。 锈蚀的钢结构进行涂漆前的表面处理时，喷丸清理后显出腐蚀坑的部位 ( 特别是腐蚀坑的底部 ) 就可能含有可溶性盐类。干喷丸清理是不能将这些盐类清除干净的，因此，在涂漆前最好用专用的现场测试器具检查一下工件表面上是否有可溶性盐类存在 及其浓度，如果可溶性盐类的浓度超过了允许值，就 要采取措施将它们清除干净。图 1 是 Elcometer 公司用于检测残留盐类浓度的专用贴片和注射用针。 
图 1 测定工件表面残留可溶性盐类的贴片和注射用针
贴片的四周涂有粘性材料，使用时，将贴片粘贴在待测试工件的表面上，其中间部分与被测试表面间保持一定的间隙。然后用注射用针向间隙内注入 一 定量的蒸馏水 ( 溶剂 ) 并反复吸出／注人多次，使贴片所包围的表面上的盐类全部溶解在蒸馏水中。最 后用注射用针将溶液全部吸出，用导电计测定该溶 液的含盐浓度，从而得出被测表面单位面积上可溶性盐类的浓度，具体步骤如图 2 所示。
2 表面处理等级
对于任何一项涂装工程的技术要求，钢铁表面涂漆前的表面清洁度等级与许多因素有关。首先，涂层的工作环境最为重要，是确定表面清理等级的主要因素。长期浸泡在液体中的涂层、暴露在腐蚀性化学物或环境中的涂层以及在高温环境中的涂层都属于在严酷的腐蚀性环境中工作的涂层。
其次，要考虑的因素是涂料的种类。油性涂料和醇酸树脂涂料等可以用于清理不很彻底的或手工清理的钢材表面。有些环氧涂料和带锈涂料可以用于 经手工清理或工具清理的钢结构表面。乙烯涂料和 无机富锌涂料对表面处理的要求就很高。
图 2 施工现场测定工件表面盐度的步骤
经济性也是我们确定表面清理等级所要考虑的一个问题。一般来说，清洁度要求越高，清理的费用就越高。对于钢材表面清理来说，最彻底清理 级 (Sa 3) 清洁度要求比非彻底清理级 (Sa 2) 要付出 更大的代价。在严酷腐蚀环境中使用的钢结构件的 表面清理需要达到很高的等级，但在另外一些场合， 涂层使用寿命的成本效益也是选择清理等级的一个重要因素。
最后，表面处理等级和方法还要受制于有关的法规或规定。在居住区和人口稠密的城市，敞开式喷丸清理受到严格的限制；另外，要是被清理的涂层中含有铅或者铬，与废物处理有关的规定就会要求将清理场地遮蔽起来，还要使用一些非常规的表面 处理方法。
表面处理等级要由工程师确定。表面处理工程由承包公司完成。不管技术要求对清理等级做出什么样的规定，表面清理必需做到全面彻底。如果技术要求规定使用手工清理，那末，技术要求中指定的 整个表面都使用手工清理。如果技术要求规定清理 等级要达到最彻底清理级，那末，整个表面就必须达到最彻底清理级规定的要求。
3 遵循正确的施工步骤
遵循正确的施工步骤在表面处理工作中同样也很重要。比如，钢材表面处理前要清除所有的脏物和污垢。用扫把清理表面上成堆的脏物和污垢要比用表面处理工具容易得多。脏物和污垢清除后还要用乳化剂来清除可见的油和油脂，乳化剂是一种液体，可以使油和油脂脱离钢材表面成悬浮状态，然后用清水清除。然后就可以用手动工具、动力工具或喷丸 ( 抛丸 ) 工具来处理钢材表面了。
还有一个重要的问题是技术要求规定的表面粗糙度。粗糙度过大，涂层就不能将波峰全部覆盖；要是表面粗糙度偏小，涂层的附着力就会降低。(end)
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(3/7/2007) |
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