金属表面处理对涂装防腐质量影响因素中占50%之多

腐蚀是影响国民经济发展的重要因素之一。 我国腐蚀造成的损失占GDP的3.44%，人均腐蚀损失成本约1500多元。 因此，防腐已成为国民经济发展中不可忽视的重要措施之一； 其中，涂层防腐的便捷性、简便性、经济性、广谱性、规模化性在防腐工艺中位居首位。 中国工程院化工冶金与材料工程系柯伟院士牵头的“中国工业与自然环境腐蚀问题调查”咨询项目采用Uhlig法进行调查，结果表明，表面涂层账防腐成本占76.15%，金属表面处理占防腐成本76.15%。 11.43%，充分说明了涂层防腐的重要地位。 然而，金属表面处理在影响涂层防腐质量的因素中占50%之多。 金属表面处理对涂层防腐起着决定性作用，是涂层发挥防腐功能的前提。 从事防腐的人都知道它的重要性。

金属表面处理最直接的方法就是除锈。 防腐工程中，钢材除锈最多。 除锈是一个广泛的内容。 除了清理钢材表面的锈层外，还需要清理钢材表面的油污、水分、氧化皮、旧涂层等非钢材本身的污染物。 只有清除掉这些锈层和污染物，才能保证防腐涂层的附着力和功能，保护钢材免受外界环境腐蚀介质的侵害，延长钢材的使用寿命。

去除钢材表面锈迹的方法有很多种。 通常采用手工和机械除锈和喷砂。 根据钢基层防腐涂层的处理要求，可分为多个级别。 我国GB8923规定了几个级别的标准：St2、St3、Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3。 手工除锈主要采用砂布、锤子、铲子、刮刀、钢丝刷等简单工具去除锈迹。 施工简单方便，但劳动强度大，除锈质量差，效率低。 这种方法是唯一其他方法无法实现的。 在一定条件下局部使用，如个别钢构件的修整或钢结构安装工程的局部除锈； 机械除锈采用电动工具或压缩空气驱动的工具，如电动砂轮机、风动砂轮机等工具带动砂轮、砂纸盘、钢丝轮等，一般可去除松散的氧化皮、铁锈、旧漆膜等污染物，但不能去除牢固附着在钢材表面的氧化皮。 锈迹和旧漆膜没有粗糙感。 当然，它们也可以用于局部除锈。 钢针磨床可以制造一定的粗糙度，但钢针耗材成本较高，不适合大面积使用。

喷砂是利用压缩空气带出磨料喷射到钢材表面的除锈方法。 沙子成本低，来源广泛，如河沙、海沙、人工沙等。 部分钢砂、钢丸取代了重复使用率。 低密度天然砂，如矿砂、石英砂等，由于露天喷砂对环境造成较大污染，根据环保要求逐渐限制使用。 另外，真空喷砂对砂回收的环境要求良好，逐渐推荐用于除锈施工； 但局部使用更经济，大面积使用仍需解决技术难点。

喷砂环境污染指的是干式喷砂。 干式喷砂是利用0.5-0.7MPa的气压，将砂子或钢砂高速打到钢材表面，去除金属表面的铁锈、氧化皮等污染物。 它有一定的作用。 粗糙化是目前最常用的表面处理方法之一； 湿式喷砂符合当今的环保要求，正在大力提倡。 是通过压缩空气将充分湿润的磨料带出，喷射到钢材表面，去除金属表面的锈迹和锈迹。 氧化皮等污染物具有一定的粗糙度，解决了干式喷砂的环境污染问题； 然而，喷砂过程中钢材表面会出现闪锈，属于二次返锈，因此需要添加缓蚀剂，这也导致如何解决缓蚀剂清理彻底性与缓蚀剂清理彻底性之间相互作用的矛盾问题。涂层的附着力仍然是当今湿式喷砂最热门的研究方向。

抛丸清理利用离心力。 高速旋转的叶轮将磨料以90-95m/s的速度抛射到钢材表面。 钢丸和钢砂磨料常混合使用，具有一定的粗糙度，自动化程度高。 适合流水线生产，除锈效率高，一次性投资成本较高。 抛丸清理有悬挂式、滚筒式、通过式三种形式。 通过式主要用于大型防腐设备中的钢材除锈。

高压水射流除锈以水为介质，通过高压发生装置产生高压，然后从特制喷嘴快速喷出。 水射流形成高度集中的能量，像子弹一样冲击、研磨金属表面。 锈层、氧化皮层、油污或其他污染物多呈层状或多孔状分布。 一旦穿透氧化皮层，超高压水射流就会像楔子一样插入氧化皮层和金属表面之间，膨胀并爆炸，可以去除氧化。 皮肤、旧涂层、锈垢和坚硬的污染物，如果添加研磨剂，会产生粗糙度，清洁效果更好。 和普通水喷砂一样会出现闪锈，也必须添加缓蚀剂。 添加磨料的高压水的工作压力一般在10Mpa左右，而不含磨料的纯水射流的工作压力达到150-200Mpa甚至更高。 高压水射流除锈虽然环保，但成本较高，安全要求非常高。 您必须持有证书才能工作。 我国水射流除锈大部分应用于船舶维修、石化储罐、天然气站等需要安全的领域。 去除金属表面的锈迹。

除上述除锈方法外，化学除锈也是常见的表面处理方法之一，广泛应用于电镀、磷化、达克罗等行业。 化学除锈，俗称酸洗，是利用酸与金属表面的铁锈、氧化皮发生化学反应，达到除锈的目的。 常用的酸有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸盐氢氟酸等。酸洗后的金属表面非常干净，并具有一定的粗糙度； 但这种方法污染环境，有害健康。 酸洗是一种蚀刻作用，会引起氢脆并损害金属的强度。 某些精密零件不建议酸洗除锈。

火焰除锈在防腐施工中比较少见。 它采用烧蚀的方法清除碳钢表面的锈迹、旧涂层等污染物。 其工艺是先铲掉金属表面的疏松锈层，然后用火焰烘烤。 烘烤加热，并用电动钢丝刷清洁； 或完全烘烤加热，使锈层、旧涂层或其他污染物膨胀、塌陷、破裂、爆炸或熔化和碳化。 此方法适用于处理薄锈层、旧漆膜或油性金属表面。 不适用于薄壁金属设备和管道，也不能用于退火钢和淬透钢的除锈。 火焰除锈很容易使金属变形，使用时要特别注意。 不建议用于承载钢结构和精度要求的部件。

激光除锈就是激光清洗。 它利用高频、高能激光脉冲照射金属表面。 锈层、旧涂层和污染物可以瞬间吸收聚焦的激光能量，导致表面的锈层、旧涂层和其他污染物瞬间消失。 蒸发或剥离，有效去除表面附着物或表面涂层和锈迹，且作用时间很短。 该光束被转换成声波并从下表面返回。 它干扰入射波并产生共振，导致污垢层或凝结物振动和破碎。 金属表面与表面污染物对一定波长激光能量的吸收系数的差异造成污染。 物体吸收激光能量瞬间热膨胀，形成较大的脱离加速度，克服金属表面对污染物的吸附力而脱落； 激光使污垢分子瞬间气化、分解、蒸发或爆炸，使金属表面的污垢松动并附着。 此动作脱离金属表面； 激光产生等离子体冲击波，通过冲击波作用去除污染物。 激光除锈适用于小面积除锈。 多用于精密部件、航空航天部件、军工、核电工业及零件微加工等领域。 不适合大面积除锈。 而且设备昂贵，成本高，边缘被烧蚀。 强，在一般防腐领域应用并不广泛。 有爬行机器人激光除锈应用于船舶维修的案例； 但由于技术不成熟和成本因素，无法再次推广。

干冰除锈又称干冰清洗或冷喷涂，是以压缩空气为动力和载体，以干冰颗粒作为加速颗粒，通过特殊射流喷射到金属表面。 低温冷冻剥离-78.5℃是干冰颗粒作用于污垢和金属表面，首先使污染物冻结脆化，导致破裂由粘弹态转变为固态。 脆性很高，粘度降低，对金属表面的附着力突然降低。 同时，表面积当气流增大时，污染物自动剥离，污染物或锈层在冲击力的作用下被气流冲走，达到清除污染物、除锈的目的。 干冰除锈、除油效果极佳，环保卫生。 广泛应用于印刷、铸造工业、食品工业、电子工业、航空及核污染排放领域。 在防腐除锈应用中，干冰除锈仍受到成本因素的限制，无法大面积使用。 另外，运行时噪音很大，需要采取防护措施。

大多数金属表面处理和钢材除锈都有相应的规范和标准，少数先进技术的特殊领域应用也受到防腐专家的关注。 除锈并不是一种简单的施工方法。 应将其纳入防腐体系，形成独特的理论和应用门类，有完整的标准约束和支撑，构筑起钢铁表面处理和涂层双保障的防护屏障。 笔者对现有的除锈规范和标准进行了列举和总结，以利于防腐一线的技术人员，并将这些规范和标准作为防腐实践施工中质量保证的重要指南，如GB/ T 8923.1-2011、SSPC-VIS1、SSPC-VIS3、SSPC-SP12、NACE#5、JB/T 6978-1993、

SSPC-SP8等。

随着环保形势越来越严格，钢材涂层质量越来越高，除锈技术也越来越先进； 防腐费用比重将大幅增加。 只有把金属表面处理特别是钢材除锈提到最重要的位置和重视，才能保证防腐涂层层达到最佳的使用效果。 防腐是表面处理与防护系统交叉相关的技术。 它是一个身体不可分割的两个侧面。 要实现长久的防腐寿命，保护钢材的使用寿命，除了开发优良的防腐涂料外，还需要开发优良的匹配金属表面。 加工除锈设备、磨料磨具、检测仪器。 环保、高效、经济、便捷是未来钢铁除锈乃至金属表面处理的发展趋势，也是推动涂料高质量发展的重要保障。