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《表面预处理对钢结构防护涂层附着力的影响 - 结构理论.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、表面预处理对钢结构防护涂层附着力的影响-结构理论无论是暴露于海洋环境或是工业大气中的钢结构,腐蚀的问题都相当突出,由此引起的经济损失和对人身安全的威胁十分严重,因此,采取有效的防腐措施,以减少这种腐蚀造成的损失极为重要。在钢结构表面涂刷防护涂层,是防止腐蚀的主要手段之一。而防护涂层与钢材表面间的良好附着力是保证防护涂层有效防护寿命的前提,防护涂层的附着力与许多因素有关,如涂装前表面处理的质量、涂料类型、涂装施工的工艺条件等,其中涂装前表面处理的质量是决定防护涂层附着力的最主要因素。涂装前对钢材表面的处理,俗称“除锈”,它不仅指除去钢材表面的铁锈,还包括除去覆盖
2、在钢材表面的氧化皮、旧涂层、油脂、焊接残留物、灰尘及盐分等其他附着物,同时也包括对钢材不规则表面的处理。钢结构表面涂刷的防护涂层通常是靠涂料分子与金属表面极性基团之间的范德华力相互吸引以及基料、颜料与金属铁之间的化学反应,使涂层紧密覆盖在钢铁表面,达到保护钢铁的目的。因此,涂装前钢材表面应尽可能除去非铁物质,使金属铁裸露在表面,才能保证涂层与钢材表面间具备足够的结合力以达到好的防护效果。1钢材表面各种附着物及不规则表面对涂层附着力的影响钢材在进行表面处理前,因环境及所处生产工艺阶段的不同,表面上会有氧化皮、锈蚀产物、旧涂层、油脂、焊接残留物、灰尘及盐分等各种附
3、着物,有些工艺阶段还会使钢材表面产生不规则形状,下面就这些附着物及不规则表面对涂层保护性能的影响一一进行分析。1.1氧化皮对涂层保护性能的影响各种钢结构所用钢材大多是热轧钢材,这些钢材刚出厂时,表面完整地覆盖着一层坚硬的氧化皮,这一层氧化皮肉眼看起来很紧密,但实际上有许多缝隙,这些缝隙会渗透水和氧气。热轧钢材的氧化皮大体上是由三层铁的氧化物组成的,表层是Fe2O3,中间层Fe3O4,与金属表面直接接触的是FeO。Fe2O3在化学上是稳定的,而FeO很不稳定,在水和氧的作用下,FeO很容易水解成铁的氢氧化物,这样,上述水解作用和腐蚀就会慢慢从缝隙开始,并沿着金属
4、和氧化皮的界面向内深入,在界面上生成较大体积的锈蚀产物,从而引起氧化皮表层应力的变化,而氧化皮本身没有延展性,这样氧化皮很快就会带着它外面的涂层一起剥落下来。此外温度的变化、机械作用等物理因素也会引起氧化皮翘起或剥落。另外,从电化学观点看,氧化皮的电极电位比金属铁本身要正0.15～0.20V,当钢板的大部分表面上仍附有氧化皮时,在腐蚀性介质中氧化皮部分便构成一个大阴极,而在氧化皮不连续处的钢材则构成一个小阳极,从而发生严重的电化学腐蚀。同时有国内外大量的试验证实,除去氧化皮以后再涂装的钢材比带有氧化皮的钢材受保护的效果更好。因此,要提高防护涂层的附着力,必须充
5、分重视钢材表面氧化皮的清理工作。1.2锈蚀产物对涂层保护性能的影响钢材表面上存在未清除的锈蚀产物时,涂层与金属表面之间不能直接接触,涂层的附着力会因此降低,影响涂层的保护性能。锈蚀产物对涂层保护性能的影响主要是来自于其中所含可溶性铁盐的作用。空气中的SO2和氯气在潮气的作用下,侵蚀钢板生成可溶性铁盐FeSO4或FeCl2。这些铁盐一方面水解、氧化成大量的铁锈,另一方面又起到催化作用,使钢材继续腐蚀,这一过程若发生在涂层下面,会很快引起涂层锈蚀穿透,形成早期的蚀点,使涂层过早起泡,其腐蚀过程见图1。可见,钢材表面锈蚀产物的清理情况是防护涂层附着力大小的决定性因素
6、之一。1.3钢板表面上其他附着物及不规则表面对涂层保护性能的影响钢板表面上其他附着物,包括旧涂层、油脂、焊接残留物、灰尘及盐分等等。这些附着物会导致过早出现砂眼并大大缩短涂层寿命,在这些表面附着物的消极影响中,少量的盐分要比油脂更严重；灰尘和焊接残留物会进入表面上的微孔和不规则区域中,致使钢板局部腐蚀；旧涂层一般已老化并且是局部分布的,它的存在会局部地分隔开新涂层与钢材表面,降低涂层附着力,使新涂层局部脱落。另外,由于焊接、火攻、切割等操作而导致的不规则表面,如焊接气孔、焊接飞溅、锐边或其他成型不好的钢材表面也要进行表面处理,一方面可以将能够导致涂层有效期缩短
7、的附着物清除掉；另一方面,如果对这些不规则表面不进行处理,这些部位涂层的涂膜就会太薄,也很容易受流动液体的腐蚀,从而降低涂层的寿命。综上所述,充分的表面处理是提高防护涂层附着力,并获得优质涂层、延长涂层有效寿命的保证。2涂装前钢材表面处理情况对防护涂层附着力的影响钢材表面处理方式主要有：喷砂清理、动力工具打磨处理、酸洗及磷化处理等。这些表面处理方式的原理是：应用机械或化学的方法,清除其表面的氧化皮、锈蚀及其他附着物；应用机械方法处理影响涂层寿命的不规则表面。2.1机械方式处理后的表面质量对涂层附着力的影响喷砂清理与动力工具打磨处理均属于机械处理方式。喷砂清理是
8、将磨料(钢丸、钢丝段、棱角钢砂等)以高
