表面除锈方法简述
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【摘 要】:本文主要阐述了在防腐施工过程中为了保证材料表面与防腐蚀层有机结合而采取的三种除锈方法,在生产实践中得到了广泛的应用。
防腐蚀 除锈
在防腐蚀施工过程中,为确保材料表面能与防腐蚀层有机结合,必须对材料表面进行良好的防腐蚀作业,以实现防腐效果,现就常用表面除锈方法做一简述和比较,供大家参考。
一、物理除锈法
物理除锈是广泛采用的较为有效的除锈技术,它是采用冲击、摩擦或敲打等物理方法除去基本表面的氧化皮、铁锈、旧漆膜、焊渣等附着物,露出基体本色,要求较低的除锈方法可保留结合紧密的氧化皮等附着层。
物理除锈的方式很多,常用的有手动除锈、喷砂除锈、抛丸处理、高压水除锈。
(一)手动除锈
手工和动力工具除锈是人工手持钢丝刷、钢铲刀、砂布、废旧砂轮或使用各种电动工具、风动工具等打磨钢铁表面,除去铁锈、氧化皮、污物和旧涂层、电焊熔渣、焊疤、焊瘤和飞溅,最后用毛刷或压缩空气清楚表面的灰尘和污物。
手动除锈操作方便、应用灵活,受场地、环境的限制较少,可广泛应用于正在使用的设备、设施的除锈防腐处理,对于抛喷射除锈后工件因运输、焊接、安装而破坏的局部表面清理,以及现场管道连接部位,常应用手动除锈作为项目防腐施工的重要补充。
手动除锈工具,除钢丝刷、粗砂纸、刨刃外,还包括小型电动或风动机械,如手持式电动直向砂轮机、电动砂轮机、电动软轴砂轮机、角向磨光机、角向风动磨光机、电动针束除锈机。
(二)喷砂除锈
喷砂除锈是以压缩空气为动力,带动磨料通过专用的喷嘴,高速喷射于金属表面,达到清理的目的。
1、空气压缩机
空气压缩机是主要动力源,工作时,主要考虑把压缩空气和磨料的流量调整到最佳状态,使磨料达到足够的出口速度,以得到最佳清理效果。由于压缩空气于喷砂软管和接头等的摩擦,喷砂嘴处的压力要比压缩空气源的压力下降很多,在空气压缩机排气压力为0.7Mpa时,喷嘴处的工作压力通常只有0.5～0.55Mpa。因此,为提高工作效率,应选用压力较高的空气压缩机。但喷嘴压力不能过高,喷嘴工作压力如超过0.77Mpa,由于砂子颗粒冲出喷嘴时的运动速度不同,且钢材表面碰撞容易破碎,因而大大降低了清理效果。通常情况下空气压缩机的排气量在3m³/min、排气压力达到0.8Mpa时,即可配置一套容量约1m³的喷砂机。
2、喷砂机
喷砂机按其结构可分为两种。
(1)单室喷砂机。这种压送式喷砂机,在加料口设置自动封闭阀,在自动封闭阀圆锥体的外部衬有橡胶或加装橡胶垫圈,便于和加料口下部的喇叭口部分压紧,起密封作用。喷砂开始时,锥形封闭阀依靠压缩空气自动将加料口封住。喷砂结束或添加磨料时,磨料罐封闭阀自动下落。要求封闭阀动作灵活,封闭可靠。下凹式安装的顶部封头便于添加磨料,磨料罐体上设置有手孔,可以方便自动封闭阀的更换和罐内杂质的清理。适用的磨料包括石英铜炉渣、砂金属磨料等。
(2)连续加料双室喷砂机。与单室喷砂机相比,双室喷砂机将罐体分为上下两个工作室,上下工作室作为磨料的中间室,在上工作室加料时,下室自动封闭阀2关闭;向下工作室加料时,上室自动封闭阀1关闭,使上下室连成一体,上室中的重力自动加入下室,这样喷砂机就可以不停止喷砂工作而进行加砂,实现了连续操作,工作效率可提高近一倍。
3、喷砂除锈操作
(1)喷射除锈操作。喷射操作前检查喷砂机的所有阀门,均应处于正常状态。一切就绪后,首先用压缩空气喷一会儿,以驱走可能积聚在管道内的水分。
(2)现场施工安全措施:①喷砂工作时必须全身防护。②喷砂工必须穿戴具有空气分配器的头盔面罩防护服、厚手套和耳塞。③工作时应划清工作区与安全区。④清理曾储存易燃、易爆和有毒有害物品的容器。⑤作业前操作工应检查软管、接头、空气压缩机和喷砂机等。⑥在需要登高的场合,应配备脚手架和扶梯,喷砂软管要面定在垂直面上,以减轻喷砂工的劳动强度,当现场需要防止磨料飞溅时应搭建临时棚屋。⑦喷砂软管应能导走静电。⑧喷砂现场的脚手架必须有安全通道,并使清洁与检查的阻碍减小到最小限度。⑨喷砂现场的照明布置要有良好的可见度和均匀的照明度。⑩喷砂现场需配置雨棚和挡水板。
(3)高压水除锈
高压水除锈实质上是喷湿的发展。目前有两种方法:一种是高压水加砂,水压10Mpa或更低;另一种是单纯高压水流冲击,其工艺要求可达70Mpa。高压水清理除垢,除锈效果都很好。特别适用于不怕返锈的场合和重要设备的清理。但需要一套高压泵和高压管、喷枪,需要有高压设备维护使用的相关知识。
二、化学除锈法(又称酸洗除锈)
化学除锈,主要是采用无机稀酸溶液刷(喷)、浸泡锈蚀表面,对于钢铁而言,主要是用于溶解反应铁的氧化物(Fe3O4、Fe2O3、FeO),酸洗时需添加缓蚀剂,以保护钢铁基体,酸洗后及时进行碱液中和和钝化处理以避免出现二次锈蚀。化学除锈方法适用于小面积、平面或结构复杂的设备、部件除锈工程。
1、除锈剂种类
化学除锈主要是酸洗。配制除锈、除垢酸洗液,厂选用硫酸、盐酸、硝酸、磷酸和氢氟酸。氢氟酸溶解氧化物的能力强,且能溶解硅垢。为改善酸洗效果,有时把氢氟酸与盐酸或硝酸配成混酸进行酸洗作业。
2、除锈剂的性能
化学除锈时,除锈剂种类的选择取决于基本性质、垢物性质和酸剂的性质,除锈剂中起主要作用的是酸。带有锈蚀产物的金属工件浸于酸溶液中,在酸的作用下,锈蚀产物溶解,从而达到金属表面除锈的目的。
3、酸洗除锈的施工操作
酸洗除锈要求操作人员有一定的理论知识和较好的实践经验,操作人员的操作技能将直接影响酸洗质量。浸泡式酸洗操作过程:
(1)酸洗。①后的工件放入酸洗槽中,应将工件全部浸没。②空气阀,通入空气进行搅拌,去除附在工件表面的氢气,并使溶液不断循环,成分均匀,这样可缩短酸洗时间20%,降低酸耗7.5%,工件表面更光滑。③泡时间达到工艺规定的要(接183页)求时,从酸洗槽中取出工件,沥尽酸溶液。
(2)洗涤。洗涤应有两个水洗槽,分别为冷水清洗槽和热水洗涤槽,且必须是耐酸设备,至少应内衬防腐层。在冷水清洗槽中用冷水冲洗;在热水洗涤槽中用热水洗涤。
(3)中和与钝化。中和在弱碱液中进行,钝化在钝化液中进行。
三、火焰除锈法
利用火焰产生的高温,是金属表面的油脂、旧涂膜和有机物等燃烧炭化,并利用氧化皮、铁锈等于金属基体的膨胀系数的差异,使其开裂、拱起和剥落。火焰除锈适用于现场除锈,对于带有污垢的锈层的处理效果更好,它也常与高压水清理结合进行。在尿素厂房和尿素造粒塔的表面清理中,有时是不可缺少的一道工序。但在绝大多数金属表面除锈作业中,都不采用这种方法。因为火焰除锈并不彻底,粗糙度也低。有时,它可作为喷射处理的前提,采用火焰清理必须注意防火、防爆、防毒。
参考文献
[1] 张清学、吕今强主编,腐蚀施工管理及施工技术 .北京:化学工业出版社,2005
[2] 吴涛主编,施工项目经理工作手册.北京:地震出版社,1999
[3] 胡士信主编,阴极保护工程手册.北京:化学工业出版社
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