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钢管内表面预处理表面预处理的重要性
1.表面预处理的目的是使待涂表面达到选定涂料所要求的除锈质量和粗糙度,确保待涂表面与覆盖层之间良好的附着力表面预处理的方法和指标由覆盖层的种类决定表面预处理的实施部门必须具备相关的设备及技术操作人员,所有的表面预处理应有专门的技术监督和检验为了正确了解表面预处理,首先应对影响其过程的因素有个完整的认识,图列出了影响喷射除锈质量各种因素的体系图粗线垂直箭头把喷5—1射对象与喷射目的联系起来与粗箭头左右相连的箭头,说明达到预期目的而发生作用的因素根据被喷射工件的特性、种类和尺寸,以及喷射后预期达到的目的来选择喷射方法、磨料和传送磨料的载体等由于涉及到的影响因素很多,因此应很慎重在管道防腐层的施工作业中,有三分材料七分施工〃之说,可见施工的重要性,面在施工程序中钢管的表面预处理(最基本的为〃除锈〃),又是重中之重,其质量直接关系到覆盖层的质量和寿命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5-1程度/%表面处理质量涂料种类膜厚(涂装道数)
49.
54.
919.1其它因素
26.5图影响喷射除锈的各种因素的体系图5-1通过对覆盖层的造价分析,一般表面处理的费用约占减阻内涂50%的覆盖层膜层薄,涂覆次数少,涂料用量小,因此表面处理的费用比例更高,约为所以在减阻内涂的工序设计和施工作业中要特别重视表面70%o预处理的质量影响覆盖层质量的主要因素
2.氧化皮的影响
2.1钢管表面在轧制和焊接的高温条件下,自然生成一层氧化皮,其主要成分是铁的氧化物的混合体,从结构上看大体为三层,最外层为或Fe3O4中间层为和靠近钢表面的是(如图所示)[]Fe2O3,FcO Fe3O4,FeO5-23在外界环境条件的作用下,如温度、湿度、外力、氧和盐等,这些氧化皮会开裂、剥离、松动,若除不净,它将会对覆盖层有三个主要的破坏作用一是氧化皮的电极电位比钢材正使氧化皮脱落和裂缝处暴露
0.26V,的钢材表面成为原电池的阳极而遭受腐蚀;其次是氧化皮的裂缝处易凝结水汽,若有溶于其中则可生成硫酸亚铁,增加电解质的导电性,促进S02腐蚀作用;第二是没有除掉的但已松动的氧化皮,当管道温度波动较大时,它可能完全脱落并隆起,使覆盖层破裂和剥离图钢管表面氧化皮结构示意图5—2表面污物的影响
2.2这里所说的污物是指钢管表面未除净的锈蚀产物及灰尘等,还应包括表面处理后钢管表面未清理干净的残留物颗粒和表面处理后未能在规定时间内涂覆而产生的新锈,由于它们的存在,妨碍获得平滑均匀覆盖层,削弱其与基体的附着力,使得涂料不能与钢表面直接接触,造成涂料的附着力降低,影响覆盖层的使用寿命可溶性盐的影响
2.3当覆盖层下的钢表面有可溶性盐存在时,由于覆盖层的内外渗透压不同,在空气中水分作用下将透过覆盖层到达钢的表面,与可溶性盐结合造成钢表面的腐蚀而剥离覆盖层这其中氯化物是最主要的可溶盐,因其渗透能力最强,故在《西气东输管道内壁减阻覆盖层补充技术条件》Q/SYXQ11标准中,对它有明确的规定,尤其是海运的钢管及在沿海存放一段时间的钢管,更应强调这一点粗糙度的影响
2.4覆盖层与钢管表面的附着力是由涂料分子中极性基团和金属表面分子间的相互吸引所决定的,除物理作用(色散力、诱导力和取向力)外,主要是机械作用钢管表面在经过喷(抛)射磨料处理后,表面粗糙度明显增大,甚至可增加倍金属表面积⑶随着粗糙度的增大,表面积显著增20加,覆盖层与钢管表面的附着力则相应增加当喷(抛)出的磨料具有棱角时,经它处理过的金属表面不仅增加了表面积,还会给覆盖层的附着提供一个合适的表面化几何形状,从而利于分子吸引和机械的锚固作用不过不合理的表面粗糙度也会对覆盖层造成负面影响,如粗糙度过大,要填平锚纹的〃波谷〃所需的涂料的量也随之增大,太深的波谷还容易造成气泡,直接影响覆盖层的质量另外,当覆盖层较薄时,波峰的尖端容易露出表面,破坏覆盖层的完整性,导致点腐蚀的发生对于减阻内涂覆盖层,钢管内壁的表面粗糙度应有所要求,通常为表面处理后表面粗糙度大小取决于磨料的粒度、形状、材料、喷射30〜50pm的速度、作用时间等工艺参数,其中磨料的粒度对粗糙度影响最大,表给出了美国钢结构涂装协会()对磨料与粗糙度的对应关系的推5-2SSPC荐养值表面处理的方法较多,对于管道最为合理的是通常采用的喷(抛)射法,这是因为磨料猛烈撞击,可使材料的疲劳强度提高约80%;表面硬度也有不同程度的提高;还能消除焊缝处的内应力,使钢材的抗腐蚀能力明显提高⑶表喷射不同磨料所得到的粗糙度磨料种类最在粒度(5-2/mm NIST标准)表面粗糙度最大值平均值钢质磨料Aim钢丸S230钢丸S280钢丸S330钢丸S390钢砂G50钢砂G40钢砂G25钢砂G
140.60-
0.
710.71-
0.
810.81-
0.
970.97-
1.
200.31-
0.
400.40-
0.
730.73-
0.
971.46~
1.775±589±
7.596±10116±
12.556±
7.586±10116±
12.5165±2055±
7.588±
17.540±
7.560±
12.578±
17.5矿物质磨料129±
22.5燧石丸硅砂炉渣炉渣重矿砂中细中粗中粗粗中细89±1010±
112.5116±
12.5152±
17.586±1078±
12.593±
71.5注表中所指的某种磨料产生的锚纹深度指该磨料在循环磨料66±
101.喷射机器中,已成为稳定的混合磨料时由混合磨料产生的锚纹深度如果用新磨料则锚纹深度将会明显增加;表中钢丸的硬度为钢砂的硬度为
2.HRC40〜50,HRC55〜60塞面处理的基本要求
3.钢管的表面处理通常要按技术标准要求,工业发达国家都先后制订了自己的除锈的质量等级标准,其中最著名的是瑞典工业标准《涂SIS055900装前钢材表面除锈图谱标准》,长期以来为世界各国所采用,国际标准化组织依照瑞典标准制订了《涂装涂料和有关产品前钢材预处理ISO8501-1一表面清洁度的目视评定一第一部分未涂装过的钢材和全面清除原有涂层后的钢材的锈蚀等级和除锈等级》我国参照标准,也制订了ISO GB《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》石油行业还制订有8923SY/T《涂装前钢材表面预处理规范》与配套使用这里就标准0407GB8923中的要点给予摘录《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》
3.1GB8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》标准重点介绍了锈蚀等GB8923级和除锈等级的划分、目视评定及标准样片的彩色照片的使用⑴锈蚀等级除锈前,钢材表面原始锈蚀状态分为四个等级,以、、A BC和表示,除锈后要参照原锈蚀等级加以比较D全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面;A已发生锈蚀,并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面;B氧化皮已因锈蚀而剥落,或者可以刮除,并且有少量点蚀的钢材表面;C氧化皮已因锈蚀而全面剥寓,并且已普遍发生点蚀的钢材表面D⑵除锈等级《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》将除锈等GB8923级按不同的除锈方法加以区别,再按不同的方法分别给出各个不同的等级用〃〃、〃和〃分别代表了喷(抛)射除锈法、手工和动力工Sa“St具除锈法和火焰除锈法字母后面的阿拉伯数则表示除锈的等级程度
①喷射或抛射除锈以〃表示,共分四级,其表述如下Sa轻度的喷射或抛射除锈钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且没Sal有附着不牢的氧化皮、铁锈和涂层等附着物彻底的喷射或抛射除锈钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且氧Sa2化皮、铁锈和涂层等附着物已基本清除,其残留物应是牢固附着的非常彻底的喷射和抛射除锈钢材表面应无可见的油脂、污垢,Sa
2.5氧化皮、铁锈和涂层等附着物,任何残留的痕迹应仅是点状或条状的轻微色斑使钢材表观洁净的喷射或抛射除锈钢材表面应无可见的油脂、污Sa3垢,氧化皮、铁锈和涂层等附着物,该表面应显示均匀的金属色泽
②手工和动力工具除锈以〃表示,给出两个等级,分别“St GB8923是彻底的手工和动力工具除锈钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且St2没有附着不牢的氧化皮、铁锈和涂层等附着物彻底的手工和动力工具除锈钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且St3设有附着不牢的氧化皮、铁锈和涂层等附着物除锈应比更为彻底,St2底材显露部分的表面应具有金属光泽
③火焰除锈以〃表示,火焰除锈应包括在火焰加热作业后以动力钢F1丝刷清除加热后附着在钢材表面的产物标准中只给出一个等级:。