上海恩迪实业有限公司技术总监
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这
处理金属或非金属表面的最有效方法是喷砂。虽然随着环保的上行压力,干法爆破的普遍性得到了前所未有的压缩;但在清洁度和粗糙度要求方面,仍然是其他表面处理所不能替代的。
喷砂是获得具有高附着力和持久防腐性能的涂层的重要前处理。但任何工艺都有缺点或其他缺陷,喷砂也不例外。如果喷砂残留物会影响表面清洁度,则嵌入的磨料颗粒会影响后续涂层的质量,对于易碎物体,配合的公差可能会有所不同。
为了尽量减少和避免喷砂造成的缺陷以及对物体和涂层质量的负面影响,选择或匹配喷砂磨料非常重要。
磨料是指用于研磨和抛光的物质,可以是天然物质,也可以是某种加工过程的副产品,通常可分为金属或非金属和渣两大类。
金属如:钢丸、钢砂和钢丝段(可多次重复使用)。
铁矿
铸铁磨料
铁丸
非金属如:石榴石、十字石(铝酸盐硅酸盐)、橄榄石、石英砂、黄砂、铜渣、铁渣、镍渣、熔融氧化铝渣、煤渣、玻璃砂、陶瓷砂、塑料、海绵、农作物壳芯(只能使用一次)等。表面处理速率和粗糙度主要取决于磨料的性能,如硬度、形状、粒度、化学成分等。
海绵
橄榄石
玻璃珠
磨料的硬度直接影响蚀刻的形成或锚链的外观,确定磨料硬度的一种方法是莫氏硬度表,范围从 0-10 表示硬度和柔软度,1 是最软的(云母),10 是最硬的(金刚石)。通常达到锚链状外观的喷砂磨料的硬度为 6 或更高。
有些需要 3-4.5 范围内的软磨料,这些磨料不会蚀刻玻璃、钢和其他物体的表面,但会去除表面污染物并提供表面清洁度。再比如一些农作物壳的芯芯(核桃壳)磨料,用于喷砂清理航天飞机装置或精密物体,以保护合金材料的完整性。
核桃壳
钢砂、钢丸和钢丝段是硬质磨料,硬度由 ROCKWell C 方法表示。硬度范围在42-65之间,钢砂在钢结构表面形成蚀刻,钢丸在钢结构表面形成凹痕。
喷砂磨料有多种形状,包括棱角形状、块状、半圆或球形。在去除基材上紧密粘附的物质或污染物时,具有锋利边缘的角状磨料具有最高的清洁率,而角状磨料的锋利边缘会在钢表面形成锚链外观,从而为涂层提供良好的机械附着力。
除了非常难以去除的污染物外,块状磨料保证了非常好的清洁率。半圆形或球形磨料会在钢结构表面形成凹痕,这些磨料除了清洁度外,还主要增加表面硬度。
喷砂磨料的大小和粒度直接影响清洁度和粗糙度。美式筛分法将粒度分为4筛至425筛,筛子尺寸越小,磨料粒度越大。8-16 级表示非常粗糙,主要用于难以清洁或需要大块粗糙表面的表面,20-40 级适用于一般表面处理,80-120 级用于抛光金属表面。圆形或球形按粒径分级,大小范围为 0.07-0.66 英尺。
有时喷砂和抛丸磨料应按比例混合进行表面处理,如金属钢丸、棱角钢砂和钢丝段;非金属如石榴石、十字石(铝土矿硅酸盐)、橄榄石、石英砂、黄砂、铜渣、铁渣、镍渣、熔融氧化铝渣、煤渣、玻璃砂、陶瓷砂等。
石榴石
一般情况下,当设计图纸或技术要求达到Sa2.5(ISO8501-1:1988)或SSPC SP10时,笔者根据长期的喷砂施工经验综合得出结论:磨料的粒度一般在0.8-1.5mm之间,还需要考虑冲击压力和水喷枪喷嘴的直径。
这
喷砂磨料的化学成分是表面处理是否产生电位差腐蚀的关键,在喷砂过程中总会有残留物,这些残留物会嵌入被处理对象的表面,甚至进入内部。
如果是非金属颗粒,会对后续的保护涂层造成损伤和粘附;如果金属颗粒,特别是铁颗粒对有色金属造成电位差腐蚀,则更典型的是不锈钢喷砂不能使用含铁元素的磨料进行喷砂,必须选择使用石榴石等非金属磨料进行喷砂。
除了上述因素外,喷砂磨料的选择还必须从施工技术、环保要求、磨料磨料成本等多个方面综合考虑。
特别需要引起广大防腐表面处理施工人员的注意:湿法喷砂不得使用含有金属元素的磨料(可能因加入防闪锈剂会引起一系列反应)。
无论是干喷砂还是湿喷砂,均不得使用海砂和高盐河砂、河砂,对于锌、铝、不锈钢等有色金属表面喷砂钢结构喷砂工艺,不得使用金属磨料或含较高金属元素的金属渣钢结构喷砂工艺,不得使用石英砂或石榴石等非金属磨料,以及对塑料、橡胶等非金属表面进行喷砂时,不得使用产生静电的磨料。
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